CH701946B1 - Brennstoffeinspritzdüse mit gestufter Vormischung in mehreren Rohren. - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Brennstoffeinspritzdüse (100) mit einer ersten und einer zweiten Kammer (126, 128), die über einen ersten bzw. zweiten Gaseinlass (105, 103) mit einem ersten bzw. zweiten Gas, insbesondere Brennstoff, versorgt werden. Ferner weist die Brennstoffeinspritzdüse (100) mehrere Mischrohre (114) auf, von denen jedes in Strömungsrichtung aufeinanderfolgend einen ersten, zweiten und dritten Einlass sowie einen Mischbereich und einen Auslass aufweist. In das Rohrinnere werden in Strömungsrichtung nacheinander über den ersten Einlass ein drittes Gas, das Luft enthält, über den zweiten Einlass (118) das erste Gas aus der ersten Kammer (126) und über den dritten Einlass (118) das zweite Gas aus der zweiten Kammer (128) eingeleitet und anschliessend im Mischbereich vermischt. Das Gemisch wird schliesslich über den Auslass in eine Reaktionszone (124) eines Brennkammerabschnitts (122) eingebracht.
Description
Erklärung zur US-Bundesforschung
[0001] Diese Erfindung wurde mit Unterstützung der US-Regierung unter dem Regierungsauftrag #DE-FC26-05N T42 643, der von dem Energieministerium erteilt wurde, geschaffen. Die US-Regierung hat bestimmte Rechte an dieser Erfindung.
Hintergrund der Erfindung
[0002] Der hierin offenbarte Gegenstand betrifft Brennstoffeinspritzdüsen (Brennstoffeinspritzeinrichtungen) für Gasturbinen bzw. Gasturbinentriebwerke.
[0003] Gasturbinen bzw. Gasturbinentriebwerke können mit mehreren unterschiedlichen Arten von Brennstoffen, einschliesslich Erdgas und anderen Kohlenwasserstoffbrennstoffen, arbeiten. Andere Brennstoffe, wie beispielsweise Wasserstoff (H2) und Gemische von Wasserstoff und Stickstoff, können in der Gasturbine verbrannt werden und können Reduktionen von Emissionen von Kohlenmonoxid und Kohlendioxid bieten.
[0004] Wasserstoffbrennstoffe haben häufig eine höhere Reaktivität als Erdgasbrennstoffe, was dazu führt, dass ein Wasserstoffbrennstoff leichter verbrennt. Folglich können Brennstoffdüsen, die zur Verwendung mit Erdgasbrennstoffen ausgelegt sind, zur Verwendung mit Brennstoffen, die eine höhere Reaktivität aufweisen, nicht vollständig kompatibel sein. Währenddessen können Brennstoffdüsen, die für reaktivere Brennstoffe ausgelegt sind, nicht optimiert sein, um bei Erdgasbrennstoffen geringe Emissionsniveaus freizusetzen.
[0005] Einige Gasturbinen injizieren den Brennstoff in eine Brennkammer, worin der Brennstoff sich mit einem Luftstrom vermischt und gezündet wird. Ein Nachteil der Vermischung des Brennstoffs mit der Luft in der Brennkammer besteht darin, dass das Gemisch vor der Verbrennung gegebenenfalls nicht gleichmässig vermischt ist. Die Verbrennung eines ungleichmässigen Brennstoff/Luft-Gemisches kann dazu führen, dass einige Teile des Gemisches bei höheren Temperaturen verbrennen als andere Teile des Gemisches. Lokal höhere Flammentemperaturen können Emissionen unerwünschter Schadstoffe, wie beispielsweise NOx, in die Höhe treiben.
[0006] Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Brennstoffeinspritzdüse sowie ein Brennstoffeinspritzsystem, eine Gasturbine bzw. ein Gasturbinentriebwerk mit einer Brennstoffeinspritzdüse anzugeben, die ein gleichmässig durchmischtes Brennstoff/Luft-Gemisch für die Verbrennung in der Brennkammer bereitstellt.
Kurze Beschreibung der Erfindung
[0007] Gemäss einem Aspekt der Erfindung enthält eine Brennstoffeinspritzdüse ein Körperelement mit einer stromaufwärtigen Wand, einer gegenüberliegenden stromabwärtigen Wand und einer inneren Wand, die zwischen der stromaufwärtigen Wand und der stromabwärtigen Wand angeordnet ist, eine erste Kammer, die teilweise durch eine Innenfläche der stromaufwärtigen Wand und eine Oberfläche der inneren Wand definiert ist, eine zweite Kammer, die teilweise durch eine Innenfläche der stromabwärtigen Wand und eine Oberfläche der inneren Wand definiert ist, einen mit der ersten Kammer kommunizierenden ersten Gaseinlass, der im Betrieb wirksam ist, um ein erstes Gas in die erste Kammer abzugeben, einen mit der zweiten Kammer kommunizierenden zweiten Gaseinlass, der im Betrieb wirksam ist, um ein zweites Gas in die zweite Kammer abzugeben, und mehrere Mischrohre, wobei jedes der Mischrohre aufweist: eine Rohrinnenfläche und eine Rohraussenfläche sowie in Strömungsrichtung aufeinanderfolgend einen in eine Öffnung in der stromaufwärtigen Wand mündenden ersten Einlass, der im Betrieb wirksam ist, um im Mischrohr ein drittes Gas, das Luft enthält, zu empfangen, einen zweiten Einlass, über den das Rohrinnere mit der ersten Kammer kommuniziert und der im Betrieb wirksam ist, um das erste Gas in das Mischrohr zu überführen, einen dritten Einlass, über den das Rohrinnere mit der zweiten Kammer kommuniziert und der im Betrieb wirksam ist, um das zweite Gas in das Mischrohr zu überführen, einen Mischabschnitt, der im Betrieb wirksam ist, um das erste Gas, das zweite Gas und das dritte Gas miteinander zu vermischen, und einen in eine Öffnung in der stromabwärtigen Wand mündenden Auslass, der im Betrieb wirksam ist, um die miteinander vermischten ersten, zweiten und dritten Gase aus dem Mischrohr abzugeben.
[0008] Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Brennstoffeinspritzsystem mit einer ersten Gasquelle, einer zweiten Gasquelle, einer Luftquelle, einer Brennstoffeinspritzdüse, die ein Körperelement mit einer stromaufwärtigen Wand, einer gegenüberliegenden stromabwärtigen Wand und einer inneren Wand, die zwischen der stromabwärtigen Wand angeordnet ist, eine erste Kammer, die teilweise durch eine Innenfläche der stromaufwärtigen Wand und eine Oberfläche der inneren Wand definiert ist, eine zweite Kammer, die teilweise durch eine Innenfläche der stromabwärtigen Wand und eine Oberfläche der inneren Wand definiert ist, einen mit der ersten Kammer und der ersten Gasquelle kommunizierenden ersten Gaseinlass, der im Betrieb wirksam ist, um ein erstes Gas in die erste Kammer abzugeben, einen mit der zweiten Kammer und der zweiten Gasquelle kommunizierenden zweiten Gaseinlass, der im Betrieb wirksam ist, um ein zweites Gas in die zweite Kammer abzugeben, und mehrere Mischrohre aufweist, wobei jedes der Mischrohre aufweist: eine Rohrinnenfläche, eine Rohraussenfläche, und in Strömungsrichtung aufeinanderfolgend einen in eine Öffnung in der stromaufwärtigen Wand mündenden ersten Einlass, der im Betrieb wirksam ist, um im Mischrohr ein drittes Gas, das Luft von der Luftquelle enthält, zu empfangen, einen zweiten Einlass, über den das Rohrinnere mit der ersten Kammer kommuniziert und der im Betrieb wirksam ist, um das erste Gas in das Mischrohr zu übertragen, einen dritten Einlass, über den das Rohrinnere mit der zweiten Kammer kommuniziert und der im Betrieb wirksam ist, um das zweite Gas in das Mischrohr zu übertragen, einen Mischabschnitt, der im Betrieb wirksam ist, um das erste Gas, das zweite Gas und das dritte Gas miteinander zu vermischen, und einen Auslass, der in eine Öffnung in der stromabwärtigen Wand mündet und im Betrieb wirksam ist, um das Gemisch aus dem ersten, zweiten und dritten Gas aus dem Mischrohr abzugeben.
[0009] Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Gasturbinensystem bzw. ein Gasturbinentriebwerksystem mit einem Brennkammerabschnitt und einer Brennstoffeinspritzdüse, die ein Körperelement mit einer stromaufwärtigen Wand, einer gegenüberliegenden stromabwärtigen Wand und einer inneren Wand, die zwischen der stromaufwärtigen Wand und der stromabwärtigen Wand angeordnet ist, eine erste Kammer, die teilweise durch eine Innenfläche der stromaufwärtigen Wand und eine Oberfläche der inneren Wand definiert ist, eine zweite Kammer, die teilweise durch eine Innenfläche der stromabwärtigen Wand und eine Oberfläche der inneren Wand definiert ist, einen mit der ersten Kammer und einer ersten Gasquelle kommunizierenden ersten Gaseinlass, der im Betrieb wirksam ist, um ein erstes Gas in die erste Kammer abzugeben, einen mit der zweiten Kammer und einer zweiten Gasquelle kommunizierenden zweiten Gaseinlass, der im Betrieb wirksam ist, um ein zweites Gas in die zweite Kammer abzugeben, und mehrere Mischrohre aufweist, wobei jedes der Mischrohre aufweist: eine Rohrinnenfläche, eine Rohraussenfläche und in Strömungsrichtung aufeinanderfolgend einen in eine Öffnung in der stromaufwärtigen Wand mündenden ersten Einlass, der im Betrieb wirksam ist, um im Mischrohr ein drittes Gas, das Luft von einer Luftquelle enthält, zu empfangen, einen zweiten Einlass, über den das Rohrinnere mit der ersten Kammer kommuniziert und der im Betrieb wirksam ist, um das erste Gas in das Mischrohr zu übertragen, einen dritten Einlass, über den das Rohrinnere mit der zweiten Kammer kommuniziert und der im Betrieb wirksam ist, um das zweite Gas in das Mischrohr zu übertragen, einen Mischabschnitt, der im Betrieb wirksam ist, um das erste Gas, das zweite Gas und das dritte Gas miteinander zu vermischen, und einen Auslass, der in eine Öffnung in der stromabwärtigen Wand mündet und im Betrieb wirksam ist, um das Gemisch aus dem ersten, zweiten und dritten Gas in den Brennkammerabschnitt aus dem Mischrohr abzugeben.
[0010] Diese und weitere Merkmale der Erfindung nebst Vorteilen werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen offensichtlicher.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
[0011] Der Gegenstand, der als die Erfindung angesehen wird, ist in den unabhängigen Ansprüchen angegeben. Die vorstehenden und weitere Merkmale nebst Vorteilen der Erfindung erschliessen sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, worin:
<tb>Fig. 1<SEP>eine perspektivische, teilweise aufgeschnittene Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines Abschnitts einer Brennstoffdüse mit mehreren Rohren zeigt;
<tb>Fig. 2<SEP>eine aufgeschnittene Seitenansicht eines Abschnitts der Mehrrohr-Brennstoffdüse nach Fig. 1 zeigt.
[0012] Die detaillierte Beschreibung erläutert Ausführungsformen der Erfindung gemeinsam mit ihren Vorteilen und Merkmalen zu Beispielzwecken unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
[0013] Gasturbinen bzw. Gasturbinentriebwerke können unter Verwendung vielfältiger Brennstoffe arbeiten. Die Verwendung von Erdgas (NG, Natural Gas) und Synthesegas (Syngas) bietet beispielsweise Einsparungen hinsichtlich der Brennstoffkosten und verringert Kohlenstoff- und andere unerwünschte Emissionen. Einige Gasturbinen injizieren den Brennstoff in eine Brennkammer, worin der Brennstoff sich mit einem Luftstrom vermischt und gezündet wird. Ein Nachteil der Vermischung des Brennstoffs mit der Luft in der Brennkammer besteht darin, dass das Gemisch vor der Verbrennung gegebenenfalls nicht gleichmässig vermischt ist. Die Verbrennung eines ungleichmässigen Brennstoff/Luft-Gemisches kann dazu führen, dass einige Teile des Gemisches bei höheren Temperaturen verbrennen als andere Teile des Gemisches. Lokal höhere Flammentemperaturen können Emissionen unerwünschter Schadstoffe, wie beispielsweise NOx, in die Höhe treiben.
[0014] Ein Verfahren zur Überwindung der Ungleichmässigkeit des Brennstoff/Luft-Gemisches in der Brennkammer umfasst ein Vermischen des Brennstoffs mit Luft vor der Injektion des Gemisches in die Brennkammer. Das Verfahren wird beispielsweise mittels einer mehrere Rohre aufweisenden Brennstoffeinspritzdüse durchgeführt. Die Verwendung einer Brennstoffeinspritzdüse mit mehreren Rohren, um beispielsweise Erdgas und Luft miteinander zu vermischen, ermöglicht es, dass ein gleichmässiges Gemisch aus Brennstoff und Luft in die Brennkammer injiziert wird, bevor das Gemisch gezündet wird. Wasserstoffgas (H2), Synthesegas und Gemische aus Wasserstoff und zum Beispiel Stickstoffgas, die als Brennstoff verwendet werden, bieten eine weitere Reduktion von aus der Gasturbine emittierten Schadstoffen.
[0015] Fig. 1 veranschaulicht eine perspektivische, zum Teil aufgeschnittene Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines Abschnitts einer mehrrohrigen Brennstoffeinspritzdüse 100 (Injektor). Die Brennstoffeinspritzdüse 100 enthält ein Körperelement 102, das eine stromaufwärtige Wand 104, eine innere Wand 107 und eine stromabwärtige Wand 106 aufweist. Die stromaufwärtige Wand 104 und die innere Wand 107 definieren eine erste Gaskammer 126. Ein Zwischenwand- bzw. Leitelement 108 ist in dem Körperelement 102 angeordnet und definiert eine stromaufwärtige Kammer 110 und eine stromabwärtige Kammer 112 der zweiten Gaskammer 128. In dem Körperelement 102 sind mehrere Mischrohre 114 angeordnet. Die Mischrohre 114 enthalten zweite Einlässe 118, die eine Kommunikations-Verbindung zwischen der ersten Gaskammer 126 und dem Inneren der Mischrohre 114 schaffen, und dritte Einlässe 116, die eine Kommunikationsverbindung zwischen der stromaufwärtigen Kammer 110 und dem Inneren der Mischrohre 114 schaffen.
[0016] Im Betrieb strömt ein drittes Gas, das zumindest Luft enthält, entlang eines Pfads, der durch den Pfeil 101 angezeigt ist. Das dritte Gas tritt in die Mischrohre 114 über Öffnungen in der stromaufwärtigen Wand 104 ein. Ein erstes Gas, wie beispielsweise Erdgas, Synthesegas, Wasserstoffgas, Luft, ein Inertgas oder ein Gemisch aus Gasen, strömt über einen ersten Gaseinlass 105 durch eine erste Gaskavität 130 hindurch. Das erste Gas tritt in die erste Gaskammer 126 in das Körperelement 102 hinein. Das erste Gas strömt von dem Zentrum der ersten Gaskammer 126 radial nach aussen. Das erste Gas tritt in die zweiten Einlässe 118 hinein und strömt in die Mischrohre 114 hinein. Ein zweites Gas, wie beispielsweise Erdgas, Synthesegas, Wasserstoffgas, Luft, ein Inertgas oder ein Gemisch aus Gasen, strömt über einen zweiten Gaseinlass 103 durch eine zweite Gaskavität 120 hindurch in die zweite Gaskammer 128 hinein. Das zweite Gas betritt das Körperelement 102 in der stromabwärtigen Kammer 112. Das zweite Gas strömt von dem Zentrum der stromabwärtigen Kammer 112 radial nach aussen und in die stromaufwärtige Kammer 110 hinein. Das zweite Gas tritt in die dritten Einlässe 116 hinein und strömt in die Mischrohre 114 hinein. Das erste Gas, das zweite Gas und das dritte Gas vermischen sich in den Mischrohren 114 und werden als ein Brennstoff/Luft-Gemisch aus den Mischrohren in einen Brennkammerabschnitt 122 einer Gasturbine bzw. eines Gasturbinentriebwerks abgegeben. Das Brennstoff/Luft-Gemisch verbrennt in einer Reaktionszone 124 des Brennkammerabschnitts 122.
[0017] Fig. 2 veranschaulicht eine aufgeschnittene Seitenansicht eines Abschnitts der Brennstoffeinspritzdüse 100 und veranschaulicht ferner den Betrieb der Brennstoffeinspritzdüse 100. Der erste Gaseinlass 105 ist durch einen Pfeil veranschaulicht. Das erste Gas (aus einer ersten Gasquelle 202) strömt über die erste Gaskavität 130 entlang eines zu der Mittelachse 201 der Brennstoffeinspritzdüse 100 parallelen Pfads in die erste Gaskammer 126 ein. Das erste Gas tritt durch die zweiten Einlässe 118 in die Mischrohre 114 hinein und vermischt sich in den Mischrohren 114 mit dem (durch die Pfeile 101 veranschaulichten) dritten Gas, das zumindest Luft enthält. In der veranschaulichten Ausführungsform können die zweiten Einlässe 118 unter einem Winkel in Bezug auf die Radialebene des Mischrohrs 114 ausgerichtet sein, um zu bewirken, dass das erste Gas unter einem Winkel 330 zwischen 20 und weniger als 90 Grad eingespritzt wird. Der zweite Gaseinlass 103 ist durch den Pfeil 103 veranschaulicht. Das zweite Gas (aus einer zweiten Gasquelle 204) strömt entlang eines zu der mittigen Längsachse 201 der Brennstoffeinspritzdüse 100 parallelen Pfads in die stromabwärtige Kammer 112 ein. Wenn das zweite Gas in die stromabwärtige Kammer 112 eintritt, strömt das zweite Gas von der mittigen Längsachse 201 radial nach aussen. Das zweite Gas strömt in die stromaufwärtige Kammer 110, nachdem es eine äussere Lippe des Leitelementes 108 passiert hat. Das zweite Gas strömt durch die stromaufwärtige Kammer 110 hindurch, tritt in die dritten Einlässe 116 hinein und strömt in die Mischrohre 114 hinein. In der veranschaulichten Ausführungsform können die dritten Einlässe 116 unter einem Winkel in Bezug auf die Radialebene des jeweiligen Mischrohrs 114 ausgerichtet sein, um zu bewirken, dass das zweite Gas unter einem Winkel 331 zwischen 20 und weniger als 90 Grad eingespritzt wird. Das Brennstoff/Luft-Gemisch wird in den Mischrohren 114 stromabwärts von den dritten Einlässen 116 erzeugt. Das zweite Gas kann kühler sein als das dritte Gas. Die Strömung des zweiten Gases rings um die Oberfläche der Mischrohre 114 in der stromabwärtigen Kammer 112 kühlt die Mischrohre 114 und hilft, die Zündung oder anhaltende Verbrennung des Brennstoff/Luft-Gemisches im Inneren der Mischrohre 114 zu verhindern. Die veranschaulichte Ausführungsform enthält eine dritte Brennstoffquelle 206, so dass Brennstoff mit der Luft zum dritten Gas vermischt werden kann, bevor es in die Brennstoffeinspritzdüse 100 eintritt. Zum Beispiel kann die dritte Brennstoffquelle Erdgas enthalten, so dass das dritte Gas neben Luft vor dem Einströmen in die Mischrohre 114 10%–20% Erdgas enthält.
[0018] Die veranschaulichte Ausführungsform enthält die stromaufwärtige Kammer 110 und die stromabwärtige Kammer 112. Andere Ausführungsformen können eine beliebige Anzahl von weiteren Kammern enthalten, die in einer ähnlichen Weise eingerichtet bzw. angeordnet sein können.
[0019] Die Erfindung betrifft eine Brennstoffeinspritzdüse (100) mit einer ersten und einer zweiten Kammer (126, 128), die über einen ersten bzw. zweiten Gaseinlas (105, 103) mit einem ersten bzw. zweiten Gas, insbesondere Brennstoff, versorgt werden. Ferner weist die Brennstoffeinspritzdüse (100) mehrere Mischrohre (114) auf, von denen jedes in Strömungsrichtung aufeinanderfolgend einen ersten, zweiten und dritten Einlass sowie einen Mischbereich und einen Auslass aufweist. In das Rohrinnere werden in Strömungsrichtung nacheinander über den ersten Einlass ein drittes Gas, das Luft enthält, über den zweiten Einlass (118) das erste Gas aus der ersten Kammer (126) und über den dritten Einlass (116) das zweite Gas aus der zweiten Kammer (128) eingeleitet und anschliessend im Mischbereich vermischt. Das Gemisch wird schliesslich über den Auslass in eine Reaktionszone (124) eines Brennkammerabschnitts (122) eingebracht.
Bezugszeichenliste
[0020]
<tb>100<SEP>Brennstoffdüse
<tb>101<SEP>Pfeil
<tb>102<SEP>Körperelement
<tb>103<SEP>zweiter Gaseinlass
<tb>104<SEP>stromaufwärtige Wand
<tb>105<SEP>erster Gaseinlass
<tb>106<SEP>stromabwärtige Wand
<tb>107<SEP>innere Wand
<tb>108<SEP>Zwischenwandelement, Leitelement
<tb>110<SEP>stromaufwärtige Kammer
<tb>112<SEP>stromabwärtige Kammer
<tb>114<SEP>Mischrohre
<tb>116<SEP>dritte Einlässe
<tb>118<SEP>zweite Einlässe
<tb>120<SEP>zweite Gaskavität
<tb>122<SEP>Brennkammerabschnitt
<tb>124<SEP>Reaktionszone
<tb>126<SEP>erste Gaskammer
<tb>128<SEP>zweite Gaskammer
<tb>130<SEP>erste Gaskavität
<tb>201<SEP>mittige Längsachse
<tb>202<SEP>erste Gasquelle
<tb>204<SEP>zweite Gasquelle
<tb>206<SEP>dritte Brennstoffquelle
<tb>330<SEP>Winkel
<tb>331<SEP>Winkel
Claims (8)
1. Brennstoffeinspritzdüse (100), die aufweist:
<tb>–<SEP>ein Körperelement (102) mit einer stromaufwärtigen Wand (104), einer gegenüberliegenden stromabwärtigen Wand (106) und einer inneren Wand (107), die zwischen der stromaufwärtigen Wand (104) und der stromabwärtigen Wand (106) angeordnet ist;
<tb>–<SEP>eine erste Kammer (126), die teilweise durch eine Innenfläche der stromaufwärtigen Wand (104) und eine Oberfläche der inneren Wand (107) definiert ist;
<tb>–<SEP>eine zweite Kammer (128), die teilweise durch eine Innenfläche der stromabwärtigen Wand (106) und eine Oberfläche der inneren Wand (107) definiert ist;
<tb>–<SEP>einen ersten Gaseinlass (105), der mit der ersten Kammer (126) kommuniziert und im Betrieb wirksam ist, um ein erstes Gas, insbesondere einen Brennstoff, in die erste Kammer (126) abzugeben;
<tb>–<SEP>einen zweiten Gaseinlass (103), der mit der zweiten Kammer (128) kommuniziert und im Betrieb wirksam ist, um ein zweites Gas, insbesondere einen Brennstoff, in die zweite Kammer (128) abzugeben; und
<tb>–<SEP>mehrere Mischrohre (114), wobei jedes der Mischrohre (114) aufweist:
<tb><SEP>–<SEP>eine Rohrinnenfläche und eine Rohraussenfläche, sowie
<tb><SEP>–<SEP>in Strömungsrichtung aufeinanderfolgend einen ersten Einlass, der in eine Öffnung in der stromaufwärtigen Wand (104) mündet und im Betrieb wirksam ist, um im Mischrohr (114) ein drittes Gas, das Luft enthält, zu empfangen, einen zweiten Einlass (118), über den das Rohrinnere mit der ersten Kammer (126) kommuniziert und der im Betrieb wirksam ist, um das erste Gas aus der ersten Kammer (126) in das Mischrohr (114) zu übertragen, einen dritten Einlass (116), über den das Rohrinnere mit der zweiten Kammer (128) kommuniziert und der im Betrieb wirksam ist, um das zweite Gas aus der zweiten Kammer (128) in das Mischrohr (114) zu übertragen, einen Mischabschnitt, der im Betrieb wirksam ist, um das erste Gas, das zweite Gas und das dritte Gas miteinander zu vermischen, und einen Auslass, der in eine Öffnung in der stromabwärtigen Wand (106) mündet und im Betrieb wirksam ist, um das Gemisch aus dem ersten, zweiten und dritten Gas aus dem Mischrohr (114) abzugeben.
2. Brennstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, die ferner ein Leitelement (108) aufweist, das in der zweiten Kammer (128) angeordnet ist.
3. Brennstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, wobei die Brennstoffeinspritzdüse (100) einen ersten Gasstrompfad definiert, der durch den ersten Gaseinlass (105), die erste Kammer (126) und den zweiten Einlass (118) definiert ist.
4. Brennstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, wobei die Brennstoffeinspritzdüse (100) einen zweiten Gasstrompfad definiert, der durch den zweiten Gaseinlass (103), die zweite Kammer (128) und den dritten Einlass (116) definiert ist.
5. Brennstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, wobei jedes Mischrohr (114) einen Strömungspfad für das über den ersten Einlass in das Rohrinnere eingebrachte dritte Gas definiert.
6. Brennstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, wobei das Körperelement (102) eine rohrförmige Gestalt mit einer mittigen Längsachse (201) aufweist, die parallel zur Strömungsrichtung durch die Brennstoffeinspritzdüse (100) verläuft.
7. Brennstoffeinspritzsystem mit einer ersten Gasquelle (202), einer zweiten Gasquelle (204), einer Luftquelle sowie einer Brennstoffeinspritzdüse (100), die aufweist:
<tb>–<SEP>ein Körperelement (102) mit einer stromaufwärtigen Wand (104), einer gegenüberliegenden stromabwärtigen Wand (106) und einer inneren Wand (107), die zwischen der stromaufwärtigen Wand (104) und der stromabwärtigen Wand (106) angeordnet ist;
<tb>–<SEP>eine erste Kammer (126), die teilweise durch eine Innenfläche der stromaufwärtigen Wand (104) und eine Oberfläche der inneren Wand (107) definiert ist;
<tb>–<SEP>eine zweite Kammer (128), die teilweise durch eine Innenfläche der stromabwärtigen Wand (106) und eine Oberfläche der inneren Wand (107) definiert ist;
<tb>–<SEP>einen ersten Gaseinlass (105), der mit der ersten Kammer (126) und der ersten Gasquelle (202) kommuniziert und im Betrieb wirksam ist, um ein erstes Gas, insbesondere einen Brennstoff, in die erste Kammer (126) abzugeben;
<tb>–<SEP>einen zweiten Gaseinlass (103), der mit der zweiten Kammer (128) und der zweiten Gasquelle (204) kommuniziert und im Betrieb wirksam ist, um ein zweites Gas, insbesondere einen Brennstoff, in die zweite Kammer (128) abzugeben; und
<tb>–<SEP>mehrere Mischrohre (114), wobei jedes der Mischrohre (114) aufweist:
<tb><SEP>–<SEP>eine Rohrinnenfläche und eine Rohraussenfläche, sowie
<tb><SEP>–<SEP>in Strömungsrichtung aufeinanderfolgend einen ersten Einlass, der in eine Öffnung in der stromaufwärtigen Wand (104) mündet und im Betrieb wirksam ist, um im Mischrohr (114) ein drittes Gas, das Luft von der Luftquelle enthält, zu empfangen, einen zweiten Einlass (118), über den das Rohrinnere mit der ersten Kammer (126) kommuniziert und der im Betrieb wirksam ist, um das erste Gas aus der ersten Kammer (126) in das Mischrohr (114) zu übertragen, einen dritten Einlass (116), über den das Rohrinnere mit der zweiten Kammer (128) kommuniziert und der im Betrieb wirksam ist, um das zweite Gas aus der zweiten Kammer (128) in das Mischrohr (114) zu übertragen, einen Mischabschnitt, der im Betrieb wirksam ist, um das erste Gas, das zweite Gas und das dritte Gas miteinander zu vermischen, und einen Auslass, der in eine Öffnung in der stromabwärtigen Wand (106) mündet und im Betrieb wirksam ist, um das Gemisch aus dem ersten, zweiten und dritten Gas aus dem Mischrohr (114) abzugeben.
8. Gasturbinensystem mit einem Brennkammerabschnitt (122) und einer Brennstoffeinspritzdüse (100), die aufweist:
<tb>–<SEP>ein Körperelement (102) mit einer stromaufwärtigen Wand (104), einer gegenüberliegenden stromabwärtigen Wand (106) und einer inneren Wand (107), die zwischen der stromaufwärtigen Wand (104) und der stromabwärtigen Wand (106) angeordnet ist;
<tb>–<SEP>eine erste Kammer (126), die teilweise durch eine Innenfläche der stromaufwärtigen Wand (104) und eine Oberfläche der inneren Wand (107) definiert ist;
<tb>–<SEP>eine zweite Kammer (128), die teilweise durch eine Innenfläche der stromabwärtigen Wand (106) und eine Oberfläche der inneren Wand (107) definiert ist;
<tb>–<SEP>einen ersten Gaseinlass (105), der mit der ersten Kammer (126) und einer ersten Gasquelle (202) kommuniziert und im Betrieb wirksam ist, um ein erstes Gas, insbesondere einen Brennstoff, in die erste Kammer (126) abzugeben;
<tb>–<SEP>einen zweiten Gaseinlass (103), der mit der zweiten Kammer (128) und einer zweiten Gasquelle (204) kommuniziert und im Betrieb wirksam ist, um ein zweites Gas, insbesondere einen Brennstoff, in die zweite Kammer (128) abzugeben; und
<tb>–<SEP>mehrere Mischrohre (114), wobei jedes der Mischrohre (114) aufweist:
<tb><SEP>–<SEP>eine Rohrinnenfläche und eine Rohraussenfläche, sowie
<tb><SEP>–<SEP>in Strömungsrichtung aufeinanderfolgend einen ersten Einlass, der in eine Öffnung in der stromaufwärtigen Wand (104) mündet und im Betrieb wirksam ist, um im Mischrohr (114) ein drittes Gas, das Luft von einer Luftquelle enthält, zu empfangen, einen zweiten Einlass (118), über den das Rohrinnere mit der ersten Kammer (126) kommuniziert und der im Betrieb wirksam ist, um das erste Gas aus der ersten Kammer (126) in das Mischrohr (114) zu übertragen, einen dritten Einlass (116), über den das Rohrinnere mit der zweiten Kammer (128) kommuniziert und der im Betrieb wirksam ist, um das zweite Gas aus der zweiten Kammer (128) in das Mischrohr (114) zu übertragen, einen Mischabschnitt, der im Betrieb wirksam ist, um das erste Gas, das zweite Gas und das dritte Gas miteinander zu vermischen, und einen Auslass, der in eine Öffnung in der stromabwärtigen Wand (106) mündet und im Betrieb wirksam ist, um das Gemisch aus dem ersten, zweiten und dritten Gas aus dem Mischrohr (114) abzugeben.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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NV | New agent |
Representative=s name: GENERAL ELECTRIC TECHNOLOGY GMBH GLOBAL PATENT, CH |
|
PL | Patent ceased |