CH702681A2

CH702681A2 - Brennstoffinjektordüse.

Info

Publication number: CH702681A2
Application number: CH00223/11A
Authority: CH
Inventors: Sachin Khosla; Mihir Lal; Daniel Scott Zehentbauer
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2010-02-12
Filing date: 2011-02-07
Publication date: 2011-08-15
Also published as: DE102011000370A1; US8468834B2; US20110197588A1; CN102162640A; JP2011163750A

Abstract

Geschaffen ist eine Brennstoffinjektordüse (10). Zu der Düse gehört ein Düsengrundkörper (12), der dazu dient, einen flüssigen Brennstoff (26) zur Erzeugung eines Flüssigbrennstoffstrahls (23) und ein Fluid (46) zur Erzeugung eines Fluidstrahls (43) strömungsmässig zu verbinden. Der Düsengrundkörper (12) enthält einen Adapter (52), der einen Brennstoffkanal (18) und einen Fluidkanal (38) aufweist. Der Düsengrundkörper (12) enthält ferner eine Düsenspitze (50), die an dem Adapter (52) angeordnet ist, der mehrere Brennstoffauslasskanäle (24), die sich in strömungsmässiger Verbindung mit den Brennstoffkanälen (18) befinden, und mehrere Fluidauslasskanäle (44) aufweist, die sich in strömungsmässiger Verbindung mit den Fluidkanälen (38) befinden.

Description

Hintergrund zu der Erfindung

[0001] Im Vergleich zu anderen Brennstoffen ist häufig Erdgas wegen seines verhältnismässig geringen Preises und seiner erwünschten Verbrennungscharakteristik der bevorzugte Brennstoff zum Befeuern von Gasturbinen. Jedoch lassen sich viele Gasturbinen in Abhängigkeit von den Kosten, der Verfügbarkeit und der gewünschten Verbrennungscharakteristik mit Erdgas oder einem flüssigen Brennstoff betreiben, beispielsweise mit unterschiedlichen Sorten von Dieselbrennstoffen, z.B. einem Dieseltreibstoff Nr. 2. Häufig wird das Flüssigbrennstoffsystem hauptsächlich als ein Reservesystem verwendet. Beispielsweise nutzen gegenwärtige Dry-Low-NOx-(DLN)-Brennkammern im Allgemeinen ein Reserveflüssigbrennstoffsystem. In anderen Fällen werden Gasturbinenanlagen aufgrund geringerer Kosten oder besserer Verfügbarkeit des Flüssigbrennstoffs saisonal mit flüssigem Brennstoff betrieben.

[0002] Während Flüssigbrennstoffsysteme als ein Reserve- oder alternatives Befeuerungssystem gewünscht sind, sind deren Betriebs- und Wartungskosten gegenwärtig sehr hoch. Häufig wird Zerstäubungsluft eingesetzt, um eine Feinzerstäubung des Flüssigbrennstoffs zu erzielen, um eine erwünschte Verbrennungscharakteristik, beispielsweise verbessert Emissionswerte und eine höhere Turbinenleistung zu erreichen. Zerstäubungsluftsysteme erfordern ein Abzapfen von Verdichterluft und den Einsatz von Pumpen, um den Luftdruck bis auf ein Niveau zu steigern, das für die Feinzerstäubung von flüssigem Brennstoff ausreicht. Diese Systeme sind mit zusätzlichen Investitions- und Wartungskosten verbunden und reduzieren den Wirkungsgrad der Turbine und des Kraftwerks. Ein Verzicht auf Zerstäubungsluftsysteme ist daher erwünscht, um Investitions- und Wartungskosten zu senken, die Systemkomplexität zu verringern und die Zuverlässigkeit und den spezifischen Wärmeverbrauch des Kraftwerks zu verbessern.

[0003] Folglich besteht ein Bedarf nach verbesserten Flüssigbrennstoff Systemen und Befeuerungsverfahren, die die oben beschriebenen Nachteile vermeiden.

Kurzbeschreibung der Erfindung

[0004] Ein Aspekt der Erfindung richtet sich auf eine Brennstoffinjektordüse. Zu der Düse gehört ein Düsengrundkörper, der dazu dient, eine strömungsmässige Verbindung zwischen einem Flüssigbrennstoff zum Erzeugen eines Flüssigbrennstoffstrahls und einem Fluid zum Erzeugen eines Fluidstrahls herzustellen. Der Düsengrundkörper enthält einen Adapter, der einen Brennstoffkanal und einen Fluidkanal aufweist. Der Düsengrundkörper enthält ferner eine Düsenspitze, die an dem Adapter angeordnet ist, der mit mehreren Brennstoffauslasskanälen, die sich in strömungsmässiger Verbindung mit den Brennstoffkanälen befinden, und mit mehreren Fluidauslasskanälen ausgebildet ist, die sich in strömungsmässiger Verbindung mit den Fluidkanälen befinden.

[0005] Diese und andere Vorteile und Merkmale werden anhand der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen verständlicher.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

[0006] Der als die Erfindung erachtete Gegenstand, wird in den der Beschreibung beigefügten Patentansprüchen speziell aufgezeigt und gesondert beansprucht. Die vorausgehend erwähnten und sonstige Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nach dem Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Figuren verständlich:

[0007] Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Draufsicht ein Ausführungsbeispiel einer Brennstoffinjektordüse, wie sie hierin beschrieben ist;

[0008] Fig. 2 zeigt die Brennstoffinjektordüse von Fig. 1in einer perspektivischen Rückansicht;

[0009] Fig. 3 zeigt eine vergrösserte Ansicht von Fig. 2, die auch gestrichelte Linien aufweist, um innere Merkmale der Brennstoffinjektordüse zu veranschaulichen;

[0010] Fig. 4 zeigt die Brennstoffinjektordüse von Fig. 1in einer Querschnittsansicht, geschnitten entlang der Schnittlinie 4-4;

[0011] Fig. 5 zeigt die Brennstoffinjektordüse von Fig. 2in einer Querschnittsansicht, geschnitten entlang der Schnittlinie 5-5;

[0012] Fig. 6 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein Ausführungsbeispiel einer Brennstoffinjektordüse und einen Brennstoffinjektor, der diese verwendet;

[0013] Fig. 7 zeigt einen Schnitt der Ausführungsbeispiele von Fig. 6, geschnitten entlang der Schnittlinie 7-7;

[0014] Fig. 8 zeigt die Ausführungsbeispiele von Fig. 6in einer Querschnittsansicht, geschnitten entlang der Schnittlinie 8-8;

[0015] Fig. 9 zeigt in einer Querschnittsansicht ein Ausführungsbeispiel einer Brennkammerbrennstoffdüse, wie sie hier beschrieben ist;

[0016] Fig. 10 zeigt in einer perspektivischen Draufsicht ein Ausführungsbeispiel mehrerer Brennkammerbrennstoffdüsen und ein Brennkammerrohr, das dieselben verwendet, gemäss der vorliegenden Erfindung;

[0017] Fig. 11 zeigt in einer Querschnittsansicht ein zweites Ausführungsbeispiel einer Brennstoffinjektordüse, wie sie hier beschrieben ist;

[0018] Fig. 12 zeigt in einem Flussdiagramm ein Verfahren zum Herstellen einer Brennstoffinjektordüse; und

[0019] Fig. 13 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern einer Brennkammer einer Gasturbine.

[0020] Die detaillierte Beschreibung erläutert anhand der Zeichnungen, Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit Vorteilen und Merkmalen.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

[0021] Unter Bezugnahme auf Fig. 1-10 ist ein Ausführungsbeispiel einer Brennstoffinjektordüse 10 veranschaulicht. Die Brennstoffinjektordüse 10 enthält einen Düsengrundkörper 12, der dazu eingerichtet ist, an einer Brennstoffkartusche oder einem Brennstoffinjektor 100 angebracht und strömungsmässig damit verbunden zu werden, der in der (nicht gezeigten) Brennkammer einer (nicht gezeigten) Gasturbine verwendet wird, um Flüssigbrennstoffstrahlen oder auf flüssigem Brennstoff und einem anderen Fluid, z.B. Wasser, basierende Strahlen hervorzubringen, um den Brennstoff für die Verbrennung in der (nicht gezeigten) Brennkammer des Brennkammersystems zu atomisieren. Der Düsengrundkörper 12 kann eine beliebige geeignete Form, beispielsweise, wie gezeigt, die Gestalt eines geraden Zylinders aufweisen, und ist gewöhnlich mit Blick auf eine Befestigung an dem Brennstoffinjektor 100 gestaltet, mit dem er vereinigt ist (Fig. 6). Der Düsengrundkörper 12 weist ein Einlassende 14 und ein gegenüberliegendes Ausstoss- oder Auslassende 16 auf.

[0022] Der Düsengrundkörper 12 enthält ferner einen Brennstoffkanal 18, der sich ausgehend von einem Brennstoffeinlass 20 an dem Einlassende 14 zu einem oder mehreren an dem Auslassende 16 angeordneten Brennstoffauslässen 22 erstreckt. Der eine oder die mehreren Brennstoffauslässe 22 befinden sich mit einem oder mehreren Brennstoffauslasskanälen 24, die in der Nähe des Auslassendes 16 angeordnet sind, in strömungsmässiger Verbindung. Die Brennstoffauslässe 22 sind mit dem Brennstoffkanal 18 und entsprechenden Brennstoffauslasskanälen 24 strömungsmässig verbunden und dienen als Ende derselben. Wie beispielsweise in Fig. 1-7 zu sehen, können mehrere Brennstoffauslasskanäle 24 sich von einem einzelnen Brennstoffkanal 18 ausgehend erstrecken, der als ein Sammelraum dient, um einen durch Pfeil 26 veranschaulichten unter Druck stehenden flüssigen Brennstoff zu verteilen, der in den Brennstoffeinlass 20 hinein, durch den Brennstoffkanal 18 hindurch und in die Brennstoffauslasskanäle 24 strömt, wo er in Form von unter Druck stehenden Strömen oder Strahlen 23 von flüssigem Brennstoff 26 durch die Brennstoffauslässe 22 an dem Auslassende 16 ausgestossen wird. Der Flüssigbrennstoff 26 kann beliebige flüssige Kohlenwasserstoffe beinhalten, die zur Verbrennung in der Brennkammer einer Gasturbine geeignet sind, beispielsweise unterschiedliche Sorten von Dieselbrennstoffen (z.B. Dieseltreibstoff Nr. 2). Der Brennstoffkanal 18 kann eine beliebige geeignete Grösse und Gestalt aufweisen. In dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1-7weist der Brennstoffkanal 18 einen halbkreisförmigen Querschnitt mit einer Fläche auf, deren Abmessung mit der Entfernung von dem Brennstoffeinlass 20 wächst.

[0023] Die Brennstoffauslasskanäle 24 weisen Einlasse 27 auf, die in dem halbkreisförmigen Querschnitt des Brennstoffkanals 18 angeordnet sind. Die Brennstoffauslasskanäle 24 können eine kleinere Querschnittsfläche und eine andere Querschnittsform aufweisen als der Brennstoffkanal 18, um den Druck des unter Druck stehenden flüssigen Brennstoffs 26 zu steigern und um Strahlen 23 von flüssigem Brennstoff 26 mit vorbestimmten Strahleigenschaften, beispielsweise hinsichtlich des Drucks, der Strömungsrate, der Strahlgestalt und dergleichen, zu erzeugen. Die Brennstoffauslasskanäle 24 und die Brennstoffauslässe 22 können eine beliebige geeignete Querschnittsform, Querschnittsabmessung, Länge, räumliche Position und Ausrichtung aufweisen, um die Strahlen 23 zu erzeugen, die mittels des darin strömenden Anteils von unter Druck stehendem flüssigen Brennstoff 26 vorbestimmte Strahleigenschaften aufweisen. Die vorbestimmten Strahleigenschaften können ausgewählt werden, um, wie es hierin beschrieben ist, eine Feinzerstäubung des Flüssigbrennstoffs hervorzubringen. In dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1-7 weisen die Brennstoffauslasskanäle 24 entsprechende nach innen konvergierende Brennstoffauslasskanalachsen 28 auf, und die Brennstoffauslässe 22 und die Brennstoffauslasskanäle 24 sind beabstandet, um die auf Flüssigbrennstoff 26 basierenden Strahlen 23 zu erzeugen, die mit der Entfernung von dem Auslassende 16 nach innen konvergieren. In dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1-7sind die Brennstoffauslässe 22 radial und in Umfangsrichtung um eine Längsachse 29 beabstandet, so dass entsprechende Flüssigbrennstoffstrahlen 23 längs der Längsachse 29 auf einen Brennpunkt fokussiert sind, der durch den (in Fig. 7 gezeigten) Brennstoffstrahlwinkel (α) bestimmt ist, der durch den Winkel der Brennstoffauslasskanalachsen 28 mit der Längsachse 29 definiert ist. Der Brennstoffstrahlwinkel (α) kann ausgewählt werden, um vorbestimmte Aufpralleigenschaften des einen oder der mehreren Strahlen 23 mit einem oder mehreren Strahlen eines flüssigen Fluids, wie es hierin beschrieben ist, hervorzubringen, um einen resultierenden Strom 25 von atomisiertem flüssigem Brennstoff 26 mit einer vorbestimmten Stromcharakteristik zu erzeugen, die die Gestalt und Abmessung des Stroms, die Grösse (z.B. die durchschnittliche Grösse) und die Verteilung der Grössen der zerstäubten Partikel, den Mengendurchsatz von flüssigem Brennstoff und dergleichen beinhaltet.

[0024] Der Düsengrundkörper 12 enthält ferner einen Fluidkanal 38, der sich ausgehend von einem Fluideinlass 40 an dem Einlassende 14 zu einem oder mehreren Fluidauslässen 42 erstreckt, die an dem Auslassende 16 angeordnet sind. Der eine oder die mehreren Auslässe 42 befinden sich mit dem einen oder den mehreren Fluidauslasskanälen 44, die in der Nähe des Auslassendes 16 angeordnet sind, in strömungsmässiger Verbindung. Die Fluidauslässe 44 sind mit dem Fluidkanal 38 und entsprechenden Fluidauslasskanälen 44 strömungsmässig verbunden und dienen als Ende derselben. Wie beispielsweise in Fig. 1-7zu sehen, können sich mehrere Fluidauslasskanäle 44 von einem einzelnen Fluidkanal 38 ausgehend erstrecken, der als ein Sammelraum dient, um ein durch Pfeil 46 veranschaulichtes unter Druck stehendes flüssiges Fluid zu verteilen, das in den Fluideinlass 40, durch den Fluidkanal 38 hindurch und in die Fluidauslasskanäle 44 strömt, wo es durch die Fluidauslässe 42 an dem Auslassende 16 in Form von verdichteten Strömen oder Strahlen 43 von flüssigem Brennstoff 46 ausgestossen wird. Der Fluidkanal 38 kann eine beliebige geeignete Grösse und Gestalt aufweisen. In dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1-7 weist der Fluidkanal 38 eine halbringförmige oder eine ringförmige Querschnittsform auf, die sich über dessen Länge in dem Düsengrundkörper 12 hinweg nicht ändert.

[0025] Die Fluidauslasskanäle 44 weisen Einlasse 47 auf, die in diesem halbringförmigen Querschnitt des Fluidkanals 38 angeordnet sind. Die Fluidauslasskanäle 44 können eine kleinere Querschnittsfläche und eine andere Querschnittsform aufweisen als der Fluidkanal 38, um den Druck des unter Druck stehenden flüssigen Fluids 46 zu steigern und um Strahlen 43 von flüssigem Fluid 46 mit vorbestimmten Strahleigenschaften, z.B. hinsichtlich des Drucks, der Strömungsrate, der Strahlgestalt und dergleichen, zu erzeugen. Die Fluidauslasskanäle 44 und die Fluidauslässe 42 können eine beliebige geeignete Querschnittsform, Querschnittsabmessung, Länge, räumliche Anordnung und Ausrichtung aufweisen, um Strahlen 43 zu erzeugen, die anhand des darin strömenden Anteils von unter Druck stehendem flüssigem Fluid 46 vorbestimmte Strahleigenschaften aufweisen. Die vorbestimmten Strahleigenschaften können ausgewählt werden, um eine Feinzerstäubung des Flüssigbrennstoffs 26 hervorzubringen, wie es hierin beschrieben ist. In dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1-7 weisen die Fluidauslasskanäle 44 entsprechende nach innen konvergierende Fluidauslasskanalachsen 48 auf, und die Fluidauslässe 42 und die Kanäle 44 sind beabstandet, um Strahlen 43 von flüssigem Fluid 46 zu erzeugen, die mit der Entfernung von dem Auslassende 16 nach innen konvergieren. In dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1-7 sind die Fluidauslässe 42 radial und in Umfangsrichtung um die Längsachse 29 des Düsengrundkörpers 12 beabstandet, so dass ein oder mehrere Strahlen 43 von flüssigem Fluid 46 fokussiert sind, um auf einen oder mehrere Strahlen 23 von flüssigem Brennstoff 26 längs der Längsachse 29 an einem Brennpunkt aufzuprallen, der durch den Brennstoffstrahlwinkel (α) und den Fluidstrahlwinkel (β) bestimmt ist, wobei der Winkel β durch den Winkel der Fluidauslasskanalachsen 48 mit der Längsachse 29 definiert ist. Dieser Winkel (β) kann ausgewählt werden, um vorbestimmte Eigenschaften des Auftreffens und des Aufpralls des einen oder der mehreren Strahlen 23 auf den einen oder den mehreren Strahlen 43 hervorzubringen, die einen resultierenden Strom 25 von atomisiertem flüssigem Brennstoff 26 beinhalten, der vorbestimmte Strömungseigenschaften aufweist, die beispielsweise Gestalt und Abmessung des Stroms, Grösse (z.B. durchschnittliche Grösse) und Verteilung der Grösse der zerstäubten Partikel, Mengendurchsatz von flüssigem Brennstoff und dergleichen beinhalten.

[0026] Die Strahlen 43 von flüssigem Fluid 46 werden verwendet, um auf die Strahlen 23 von flüssigem Brennstoff 26 aufzutreffen und den Strom 25 von atomisiertem flüssigem Brennstoff 26 zu bilden. In einem Ausführungsbeispiel kann das flüssige Fluid 46 den flüssigen Brennstoff 26 beinhalten, so dass die Strahlen 43 tatsächlich die Strahlen 23 sind. In diesem Ausführungsbeispiel werden mindestens zwei Strahlen 23 von flüssigem Brennstoff 26 miteinander zum Aufprall gebracht, um den flüssigen Brennstoff 26 zu atomisieren und den Strom 25 zu bilden, der den atomisierten flüssigen Brennstoff 26 enthält. Eine beliebige Anzahl von Strahlen 23 können miteinander zum Aufprall gebracht werden, um den auf zerstäubtem flüssigem Brennstoff 26 basierenden Strom 25 zu erzeugen, der die hierin beschriebenen vorbestimmten Strömungseigenschaften aufweist, die beispielsweise einen vorbestimmten Mengendurchsatz von flüssigem Brennstoff beinhalten. In diesem Ausführungsbeispiel wird jeder Strahl 23, wie hierin beschrieben, ausgerichtet und gelenkt, um von mindestens einem weiteren Strahl 23 getroffen zu werden, der ebenfalls ausgerichtet und gelenkt ist, um den gewünschten Aufprall hervorzubringen. Der Brennpunkt 31 oder Aufprallpunkt kann ausgewählt werden, um auf die Längsachse 29 zu fallen, oder er kann durch Wahl einer geeigneten Ausrichtung bzw. Ortes der Brennstoffauslässe 22 und der Brennstoffauslasskanäle 24 ausgewählt werden, um den Brennpunkt 31 an einem Ort vor dem Auslassende 16 zu positionieren, der sich nicht, wie in Fig. 7veranschaulicht, auf der Längsachse 29 befindet. Es ist einsichtig, dass durch ein Definieren mehrerer Paare von Strahlen 23, die, wie es hierin beschrieben ist, mit Blick auf einen Aufprall ausgerichtet sind, eine entsprechende Anzahl von Brennpunkten 31 an einer entsprechenden Anzahl von Orten vor dem Auslassende 16 definiert werden können, und dass die entsprechenden mehreren Ströme 25, die atomisierten flüssigen Brennstoff 26 enthalten, einen zusammengesetzten Strom 25 ́ mit vorbestimmten Mischstromeigenschaften bilden können. In diesem Ausführungsbeispiel kann der Flüssigbrennstoff 26, wie in der in Fig. 7veranschaulichten Konfiguration, bei der das flüssige Fluid 46 ein Brennstoff ist, sowohl durch den Brennstoffkanal 18 als auch durch den Fluidkanal 38 zugeführt sein, so dass beide Kanäle eigentlich Brennstoffkanäle sind, oder dass der Düsengrundkörper nur einen einzigen Brennstoffkanal 18 aufweist, der dazu eingerichtet ist, die Brennstoffauslasskanäle 24 und die Fluidauslasskanäle 44 zu beschicken, so dass sie beide tatsächlich Brennstoffauslasskanäle 24 sind.

[0027] In noch einem Ausführungsbeispiel kann das flüssige Fluid 46 Wasser beinhalten, um eine vorbestimmte Verbrennungscharakteristik hervorzubringen, um beispielsweise die Temperatur in der Brennkammer, die Turbineneinlasstemperatur oder die Zündtemperatur zu verringern. In diesem Ausführungsbeispiel werden wenigstens ein Strahl 23 von flüssigem Brennstoff 26 und wenigstens ein Strahl 43 von flüssigem Fluid 46 miteinander zum Aufprall gebracht, um den flüssigen Brennstoff 26 und das flüssige Fluid 46 (z.B. Wasser) zu atomisieren und zu emulgieren und den Strom 25 zu bilden, der eine zerstäubte und emulgierte Mischung von flüssigem Brennstoff 26 und flüssigem Fluid 46 enthält. Ohne eine Beschränkung durch die Theorie zu beabsichtigen, atomisiert und vermischt das heftige Zusammentreffen des Strahls 23 von flüssigem Brennstoff und des Strahls 43 von flüssigem Fluid 46 den flüssigen Brennstoff 26 und das flüssige Fluid 46 intensiv, wobei eine feinzerstäubte Emulsion von flüssigem Brennstoff 26 und flüssigem Fluid 46 entsteht. Die atomisierte Emulsion kann zerstäubte Wassertröpfchen beinhalten, die mit Brennstoff bedeckt oder beschichtet sind. Die durch die Brennkammer erzeugte Wärme bewirkt ein rasches Verdampfen der Wassertröpfchen. Die der Verdampfung des Wassers zugeordnete Verdunstungswärme verringert die Temperatur in der zu kühlenden Brennkammer, und die rasche Verdampfung bewirkt, dass die Tröpfchen explodieren, so dass dadurch noch kleinere Brennstofftröpfchen entstehen, und die Charakteristik der Feinzerstäubung und Verbrennung weiter verbessert wird. Eine beliebige Anzahl von Strahlen 23 kann mit einer beliebigen Anzahl von Strahlen 43 zum Aufprall gebracht werden, um den Strom 25 zu erzeugen, der eine zerstäubte und emulgierte Mischung von flüssigem Brennstoff 26 und flüssigem Fluid 46 mit den hierin beschriebenen vorbestimmten Strömungseigenschaften beinhaltet. In diesem Ausführungsbeispiel wird jeder Strahl 23 von flüssigem Brennstoff 26, wie hierin beschrieben, ausgerichtet und gelenkt, um von wenigstens einem Strahl 43 von flüssigem Fluid 46 getroffen zu werden, der ebenfalls ausgerichtet und gelenkt ist, um den gewünschten Aufprall hervorzubringen. Der Brennpunkt 31 oder Aufprallpunkt kann ausgewählt werden, um auf der Längsachse 29 zu liegen, oder er kann durch Wahl einer geeigneten Ausrichtung und eines geeigneten Ortes sowohl der Brennstoffauslässe 22 und der Brennstoffauslasskanäle 24 als auch der Fluidauslässe 42 und der Fluidauslasskanäle 44 ausgewählt werden, um den Brennpunkt 31 an einem Ort vor dem Auslassende 16 zu positionieren, der sich nicht, wie in Fig. 7veranschaulicht, auf der Längsachse 29 befindet. Es ist einsichtig, dass durch ein Definieren mehrerer Paare von Strahlen 23 und Strahlen 43, die, wie es hierin beschrieben ist, mit Blick auf einen Aufprall ausgerichtet sind, eine entsprechende Anzahl Brennpunkte 31 an einer entsprechenden Anzahl von Orten vor dem Auslassende 16 definiert werden können, und dass die entsprechenden mehreren Ströme 25 von atomisiertem flüssigem Brennstoff 26 einen Zusammengesetzten Strom 25 ́ mit vorbestimmten Mischstromeigenschaften bilden können.

[0028] Der Düsengrundkörper 12, der die Düsenspitze 50 und den Adapter 52 aufweist, kann durch ein beliebiges geeignetes Herstellungsverfahren ausgebildet werden, wobei zu dem Verfahren gehört, den Düsengrundkörper 12 als eine integrale, einstückige Komponente auszubilden, und er kann in einer Abwandlung durch eine einzige Art der Unterteilung oder Schraffur repräsentiert sein. Der Düsengrundkörper 12 kann als eine integrale Komponente ausgebildet werden, indem Wachsausschmelzverfahren genutzt werden, um den Brennstoffkanal 18 des Adapters 52 zu erzeugen, wobei anschliessend herkömmliche Bearbeitungstechniken eingesetzt werden, um den Fluidkanal 38 des Adapters 52 sowie die Brennstoffauslasskanäle 24 und die Fluidauslasskanäle 44 der Düsenspitze 50 zu erzeugen. In einer Abwandlung kann der Düsengrundkörper 12 ausgebildet werden, indem eine getrennt ausgebildete Düsenspitze 50, in der die Brennstoffauslasskanäle 24 und die Fluidauslasskanäle 44 ausgebildet sind, mit einem getrennt ausgebildeten Adapter 52, in dem der Brennstoffkanal 18 und der Fluidkanal 38 ausgebildet sind, zusammengefügt werden. Die Düsenspitze 50 und der Adapter 52 können durch beliebige Vereinigungsverfahren, die geeignet sind, um dazwischen eine metallurgische Verbindung 51 auszubilden, vereinigt werden, beispielsweise durch unterschiedliche Schweissverfahren, so dass die metallurgische Verbindung 51 auch eine Schweissnaht beinhalten kann. Um die metallurgische Verbindung 51 zu bilden, können die Düsenspitze 50 und der Adapter 52 auch durch Hartlöten vereinigt werden, das ein Metallverbindungsverfahren ist, bei dem ein Füllstoffmetall zwischen zwei oder mehr eng anliegende Teile ausgebracht wird, wobei ein Kapillarvorgang genutzt wird, um das Hartlotmaterial in den zwischen den Teilen vorhandenen Raum zu ziehen und dazwischen eine metallurgische Verbindung zu bilden, so dass die metallurgische Verbindung 51 eine Hartlötverbindung beinhalten kann. Der Adapter 52 kann beispielsweise ausgebildet werden, indem ein Wachsausschmelzverfahren eingesetzt wird, um die zylindrische äussere Gestalt und den Brennstoffkanal 18 zu erzeugen, und anschliessend herkömmliche Bearbeitungstechniken verwendet werden, um den Fluidkanal 38 auszubilden.

[0029] Der Düsengrundkörper 12 kann aus einem beliebigen hoch-temperaturfesten Material hergestellt sein, das dazu eingerichtet ist, der Verbrennungstemperatur einer Gasturbinenbrennkammer von etwa 2900 °F zu widerstehen. In einem Ausführungsbeispiel kann der Düsengrundkörper 12 aus einer Superlegierung hergestellt sein, z.B. einer Nickelbasissuperlegierung wie Hastalloy X (UNS N06002). Das Auslassende 16 des Düsengrundkörpers 12 kann ein beliebiges geeignetes Profil aufweisen, beispielsweise die in Fig. 7gezeigte nach innen hin konkave oder konische Form.

[0030] Unter Bezugnahme auf Fig. 6-8 ist die Brennstoffinjektordüse 10 dazu eingerichtet, in einem Brennstoffinjektor 100 verwendet und angeordnet zu werden. Der Brennstoffinjektor 100 kann eine beliebige geeignete Querschnittsform und Länge aufweisen, beispielsweise die im Wesentlichen zylindrische Form, wie sie in Fig. 6-8 veranschaulicht ist. Der Brennstoffinjektor 100 enthält ein unterteiltes Fluidrohr 112, das in einem Befestigungsflansch 114 angeordnet ist. Das unterteilte Rohr 112 erstreckt sich von einem Einlassende 116 zu einem Auslassende 118, das mit dem Einlassende 14 des Düsengrundkörpers 12 verbunden ist. Das unterteilte Rohr 112 kann mittels einer beliebigen geeigneten Trennwandanordnung unterteilt sein, um den Durchfluss von mindestens zwei Fluiden, wie in Fig. 7und 8veranschaulicht, von dem Einlassende 116 zu dem Auslassende 118 über die gesamte Länge des Rohrs zu ermöglichen; in einem Ausführungsbeispiel ist das unterteilte Rohr 112 unter Verwendung einer konzentrischen Röhrenanordnung unterteilt, wobei ein inneres Rohr 120 konzentrisch in einem äusseren Rohr 122 angeordnet ist. Das innere Rohr 120 und das äussere Rohr 122 sind an ihren entsprechenden Innen- und Aussendurchmessern so bemessen, um in dem inneren Rohr 120 einen Brennstoffkreislauf 124, und zwischen dem inneren Rohr 120 und dem äusseren Rohr 122 einen Fluidkreislauf 126 zu bilden. In einem Ausführungsbeispiel kann der Fluidkreislauf 126 ein Brennstoffkreislauf sein, um, wie es hierin beschrieben ist, unter Druck stehenden flüssigen Brennstoff zuzuführen. In noch einem Ausführungsbeispiel kann der Fluidkreislauf 126, wie es hierin beschrieben ist, ein unter Druck stehendes flüssiges Fluid 46, beispielsweise Wasser, zuführen. Der Düsengrundkörper 12 kann mit dem unterteilten Rohr 112 mittels eines beliebigen geeigneten Vereinigungsverfahrens, zu denen vielfältige Schweissverfahren gehören, vereinigt sein. Das eine oder die mehreren Einlassenden 116 des unterteilten Rohrs 112 sind in einer oder mehreren Ausnehmungen 128 angeordnet, die in dem Befestigungsflansch 114 ausgebildet sind, und sie können mit dem Befestigungsflansch 114 durch eine oder mehrere Schweissnähte 130 verbunden sein. Der Brennstoffkreislauf 124 befindet sich über einen externen Brennstoffkreislauf 132, der vielfältige (nicht gezeigte) Rohre oder Kanäle aufweist, die mittels eines geeigneten abnehmbar anbringbaren Anschlussstücks 134 mit dem Brennstoffinjektor 100 strömungsmässig verbunden sein können, mit einer Quelle von unter Druck stehendem flüssigem Brennstoff 26 in strömungsmässiger Verbindung. In ähnlicher Weise ist der Fluidkreislauf 126 mit einer Quelle von unter Druck stehendem flüssigem Fluid 46 über einen externen Fluidkreislauf 136 strömungsmässig verbunden, der (nicht gezeigte) vielfältige Rohre oder Kanäle aufweist, um flüssiges Fluid 46 zu übertragen, das über ein abnehmbar anbringbares Anschlussstück 138 an dem Brennstoffinjektor 100 und dem Befestigungsflansch 114 abnehmbar angebracht werden kann. Der Fluidkreislauf 126 kann ferner einen Befestigungsflanschkanal 140 aufweisen, der im Inneren ausgebildet ist und der mit dem Fluidkreislauf 126 strömungsmässig verbunden ist.

[0031] Unter Bezugnahme auf Fig. 9und 10 kann der Brennstoffinjektor 100 in einer Brennkammerbrennstoffdüse 200 angeordnet sein, die dazu dient, der Brennkammer einer Gasturbine Erdgas als einen primären Brennstoff zuzuführen. Die Brennkammerbrennstoffdüse 200 weist einen Erdgaskreislauf 210 auf, der auf einer Seite durch ein inneres Rohr 212 begrenzt ist, das einen Brennstoffinjektorhohlraum 214 definiert, der dazu eingerichtet ist, den Brennstoffinjektor 100 aufzunehmen, zu dem das unterteilte Rohr 112 und eine Düse 10 gehören, wobei das Auslassende 16 des Düsengrundkörpers 12 in einer Öffnung 216 an einem distalen Ende 218 der Brennkammerdüse angeordnet ist. Der Düsengrundkörper 12 ist dazu eingerichtet, einen sekundären oder Reservebrennstoff in Form einer Emulsion aus atomisiertem flüssigen Brennstoff und atomisiertem flüssigem Fluid durch die Öffnung 216 hindurch in die Brennkammer zu injizieren. Wie in Fig. 10gezeigt, können mehrere Brennkammerbrennstoffdüsen 200, die die Brennstoffinjektoren 100 aufweisen, zusammengeführt werden, um ein Brennkammerrohr 300 zu bilden. Mehrere (nicht gezeigte) Brennkammerrohre 300, wobei jedes Brennkammerrohr mehrere Brennkammerbrennstoffdüsen 200 und Brennstoffinjektoren 100 aufweist, können auf herkömmliche Weise um einen (nicht gezeigten) Brennkammerabschnitt einer Gasturbine entlang des Umfangs angeordnet sein, um eine Gasturbine zu bilden, die sich mit zwei Brennstoffen betreiben lässt, oder die eine Gasturbine bereitstellt, die eine primäre (Erdgas verwendende) und eine sekundäre oder als Reserve dienende (Flüssigbrennstoff verwendende) Befeuerungsfähigkeit aufweist.

[0032] Fig. 11 veranschaulicht ein zweites Ausführungsbeispiel einer Brennstoffinjektordüse 10. Die Brennstoffinjektordüse 10 enthält den Düsengrundkörper 12 und die übrigen Elemente der erfindungsgemässen Düse. In diesem Ausführungsbeispiel können der Brennstoffkanal 18 und der Fluidkanal 38 des Adapters 52 so angeordnet sein, dass ein Rohr in dem anderen Rohr angeordnet ist, beispielsweise in einer Anordnung, bei der ein Rohr in Bezug auf das andere Rohr konzentrisch positioniert ist. In dem Ausführungsbeispiel von Fig. 11ist der Brennstoffkanal 18 in dem Fluidkanal 38 angeordnet, und spezieller ist der Brennstoffkanal 18 konzentrisch in dem Fluidkanal 38 angeordnet. Allerdings kann diese Anordnung umgekehrt sein, so dass der Fluidkanal 38 in dem Brennstoffkanal 18 positioniert ist, und spezieller der Fluidkanal 38 konzentrisch in dem Brennstoffkanal 18 angeordnet ist. In der in Fig. 11 veranschaulichten Konstruktion ist der Brennstoffkanal 18 dazu eingerichtet, mit dem Brennstoffkreislauf 124 an einem Einlassende 14 strömungsmässig verbunden zu sein, und weist eine Kegelstumpfform auf, die sich in Richtung eines Auslassendes 15 und eines Auslasses 17 des an die Düsenspitze 50 angrenzenden Adapters 52 öffnet. Der Fluidkanal 38 ist dazu eingerichtet, an dem Einlassende 14 mit dem Fluidkreislauf 124 strömungsmässig verbunden zu sein, und er weist eine kegelstumpfförmige Ringgestalt auf, die sich in Richtung des Auslassendes 15 und des Auslasses 19 des an die Düsenspitze 50 angrenzenden Adapters 52 öffnet und den Brennstoffkanal 18 umgibt.

[0033] Eine Anzahl von vier Brennstoffauslasskanälen 24 sind um einen beliebigen geeigneten radialen Abstand von der Längsachse 29 radial beabstandet und in Umfangsrichtung durch eine beliebige geeignete Umfangsbeabstandung voneinander beabstandet. In dem erfindungsgemässen Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 sind die Kanäle in Intervallen von etwa 90° gleichmässig beabstandet angeordnet. Die Kanäle beinhalten die beiden in Fig. 11gezeigten Brennstoffauslasskanäle 24, die radial gleichmässig um die Längsachse 29 beabstandet sind, und die in Umfangsrichtung mit einem Winkel von 180° voneinander beabstandet sind. Allerdings können beliebig viele zusätzliche Brennstoffauslasskanäle 24 mit jeder geeigneten radialen oder Umfangsbeabstandung verwendet werden. Die Brennstoffauslasskanäle 24 weisen die Einlasse 27 auf, die in dem kreisförmigen Querschnitt des Brennstoffkanals 18 angeordnet sind. Die Brennstoffauslasskanäle 24 können eine kleinere Querschnittsfläche und eine andere Querschnittsform aufweisen als der Brennstoffkanal 18, um den Druck des unter Druck stehenden flüssigen Brennstoffs 26 zu erhöhen, und um Strahlen 23 von flüssigem Brennstoff 26 mit vorbestimmten Strahleigenschaften, beispielsweise mit Blick auf den Druck, die Strömungsrate, die Strahlgestalt und dergleichen, hervorzubringen. Die Brennstoffauslasskanäle 24 und die Brennstoffauslässe 22 können eine beliebige geeignete Querschnittsform, Querschnittsabmessung, Länge, räumliche Position und Ausrichtung aufweisen, um mittels des darin strömenden Anteils von unter Druck stehendem Flüssigbrennstoff 26 Strahlen 23 mit vorbestimmten Strahleigenschaften zu erzeugen. Die vorbestimmten Strahleigenschaften können ausgewählt werden, um eine Feinzerstäubung des Flüssigbrennstoffs, wie hierin beschrieben, hervorzubringen. In dem Ausführungsbeispiel von Fig. 11 weisen die Brennstoffauslasskanäle 24 entsprechende nach innen konvergierende Brennstoffauslasskanalachsen 28 auf, und die Brennstoffauslässe 22 und die Brennstoffauslasskanäle 24 sind beabstandet, um Strahlen 23 von flüssigem Brennstoff 26 zu erzeugen, die mit der Entfernung von dem Auslassende 16 nach innen konvergieren. In dem Ausführungsbeispiel von Fig. 12 sind die Brennstoffauslässe 22 radial und in Umfangsrichtung um eine Längsachse 29 beabstandet, so dass entsprechende Flüssigbrennstoffstrahlen 23 längs der Längsachse 29 an einem Brennpunkt 31 fokussiert sind, der durch den Brennstoffstrahlwinkel (α) bestimmt ist, der durch den Winkel der Brennstoffauslasskanalachsen 28 mit der Längsachse 29 definiert ist. Der Brennstoffstrahlwinkel (α) kann ausgewählt werden, um vorbestimmte Aufpralleigenschaften der Strahlen 23 hervorzubringen, um einen resultierenden Strom 25 von atomisiertem flüssigem Brennstoff 26 mit vorbestimmten Strömungseigenschaften zu erzeugen, die die Gestalt und Abmessung des Stroms, die Grösse (z.B. die durchschnittliche Abmessung) und die Abmessungsverteilung der zerstäubten Partikel, den Mengendurchsatz von flüssigem Brennstoff und dergleichen beinhalten. In diesem Ausführungsbeispiel kann der Brennstoffinjektor 100 vorteilhafterweise allein mit einem Strom von unter Druck stehendem flüssigem Brennstoff 26 und ohne den Einsatz eines unter Druck stehenden flüssigen Fluids 46, z.B. Wasser, das in dem Fluidkreislauf 126 strömt, betrieben werden und dennoch einen Strom von atomisiertem flüssigem Brennstoff 26 für die Verbrennung erzeugen.

[0034] Eine Anzahl von vier Fluidauslasskanälen 44 sind um einen beliebigen geeigneten radialen Abstand von der Längsachse 29 radial beabstandet und in Umfangsrichtung durch eine beliebige geeignete Umfangsbeabstandung voneinander beabstandet. In dem erfindungsgemässen Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 sind die Kanäle in Intervallen von 90° gleichmässig beabstandet angeordnet. Die Kanäle beinhalten die beiden in Fig. 11gezeigten Fluidauslasskanäle 44, die radial gleichmässig um die Längsachse 29 beabstandet sind, und die in Umfangsrichtung mit einem Winkel von 180° voneinander beabstandet sind. Allerdings können beliebig viele zusätzliche Fluidauslasskanäle 44 mit jeder geeigneten radialen oder Umfangsbeabstandung verwendet werden. In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel überschreitet der radiale Abstand der Fluidauslasskanäle 44 den radialen Abstand der Brennstoffauslasskanäle 24, so dass die Brennstoffauslasskanäle 24 und die Brennstoffauslässe 22 in den Fluidauslasskanälen 44 und Fluidkanälen 42 konzentrisch angeordnet sind. Die Fluidauslasskanäle 44 weisen die Einlasse 47 auf, die in dem ringförmigen Querschnitt des Fluidkanals 38 angeordnet sind. Die Fluidauslasskanäle 44 können eine kleinere Querschnittsfläche und eine andere Querschnittsform aufweisen als der Fluidkanal 38, um den Druck des unter Druck stehenden flüssigen Fluids 46 zu steigern und um Strahlen 43 von flüssigem Fluid 46 mit vorbestimmten Strahleigenschaften, beispielsweise hinsichtlich des Drucks, der Strömungsrate, der Strahlgestalt und dergleichen, zu erzeugen. Die Fluidauslasskanäle 44 und die Fluidauslässe 42 können eine beliebige geeignete Querschnittsform, Querschnittsabmessung, Länge, räumliche Position und Ausrichtung aufweisen, um die Strahlen 43 anhand des darin strömenden Anteils von unter Druck stehendem flüssigem Fluid 46 mit vorbestimmten Strahleigenschaften zu erzeugen. Die vorbestimmten Strahleigenschaften können ausgewählt werden, um eine weitere Feinzerstäubung des Flüssigbrennstoffs 26 hervorzubringen, wie es hierin beschrieben ist. In dem Ausführungsbeispiel von Fig. 11 weisen die Fluidauslasskanäle 44 entsprechende nach innen konvergierende Fluidauslasskanalachsen 48 auf, und die Fluidauslässe 42 und die Kanäle 44 sind beabstandet, um die Strahlen 43 von flüssigem Fluid 46 zu erzeugen, die mit Entfernung von dem Auslassende 16 nach innen konvergieren. In dem Ausführungsbeispiel von Fig. 11sind die Fluidauslässe 42 radial und in Umfangsrichtung um die Längsachse 29 des Düsengrundkörpers 12 beabstandet, so dass ein oder mehrere Strahlen 43 von flüssigem Fluid 46 fokussiert werden, um ebenfalls auf die mehreren Strahlen von flüssigem Brennstoff 26 längs der Längsachse 29 an einem Brennpunkt aufzuprallen, der durch den Brennstoffstrahlwinkel (α) und den Fluidstrahlwinkel (β) bestimmt ist, wobei der Winkel β durch den Winkel der Fluidauslasskanalachsen 48 mit der Längsachse 29 definiert ist. Dieser Winkel (β) kann ausgewählt werden, um vorbestimmte Auftreff- und Aufpralleigenschaften eines der mehrerer Strahlen 23 und eines oder mehrerer Strahlen 43 hervorzubringen, beispielsweise einen resultierenden Strom 25 von atomisiertem flüssigem Brennstoff 26, der vorbestimmte Strömungseigenschaften aufweist, die die Gestalt und Abmessung des Stroms, die Grösse (z.B. die durchschnittliche Grösse) und die Verteilung der Grössen der zerstäubten Partikel, den Mengendurchsatz von flüssigem Brennstoff und dergleichen beinhalten. In diesem Ausführungsbeispiel kann das flüssige Fluid 46 Wasser beinhalten, um eine vorbestimmte Verbrennungscharakteristik hervorzubringen, um beispielsweise die Temperatur in der Brennkammer, die Turbineneinlasstemperatur oder die Zündtemperatur zu verringern.

[0035] In diesem Ausführungsbeispiel werden mehrere Strahlen 23 von flüssigem Brennstoff 26 und mehrere Strahlen 43 von flüssigem Fluid 46 miteinander zum Aufprall gebracht, um den flüssigen Brennstoff 26 und das flüssige Fluid 46 (z.B. Wasser) zu atomisieren und zu emulgieren und den Strom 25 zu bilden, der eine zerstäubte und emulgierte Mischung von flüssigem Brennstoff 26 und flüssigem Fluid 46 enthält. Ohne eine Beschränkung durch die Theorie zu beabsichtigen, atomisiert und vermischt das heftige Zusammentreffen des Strahls 23 von flüssigem Brennstoff und des Strahls 43 von flüssigem Fluid 46 den flüssigen Brennstoff 26 und das flüssige Fluid 46 intensiv, wobei eine feinzerstäubte Emulsion von flüssigem Brennstoff 26 und flüssigem Fluid 46 hervorgebracht wird. Die atomisierte Emulsion kann zerstäubte Wassertröpfchen beinhalten, die mit Brennstoff bedeckt oder beschichtet sind. Die durch die Brennkammer erzeugte Wärme bewirkt ein rasches Verdampfen der Wassertröpfchen. Die der Verdampfung des Wassers zugeordnete Verdunstungswärme verringert die Temperatur in der zu kühlenden Brennkammer, und die rasche Verdampfung bewirkt, dass die Tröpfchen explodieren, so dass dadurch noch kleinere Brennstofftröpfchen entstehen, und die Charakteristik der Feinzerstäubung und Verbrennung weiter verbessert wird. Eine beliebige Anzahl Strahlen 23 kann mit einer beliebigen Anzahl Strahlen 43 zum Aufprall gebracht werden, um den Strom 25 zu erzeugen, der eine zerstäubte und emulgierte Mischung von flüssigem Brennstoff 26 und flüssigem Fluid 46 mit den hierin beschriebenen vorbestimmten Strömungseigenschaften aufweist. In diesem Ausführungsbeispiel wird jeder Strahl 23 von flüssigem Brennstoff 26, wie hierin beschrieben, ausgerichtet und gelenkt, um von wenigstens einem Strahl 43 von flüssigem Fluid 46 getroffen zu werden, der ebenfalls ausgerichtet und gelenkt ist, um den gewünschten Aufprall hervorzubringen. Der Brennpunkt 31 oder Aufprallpunkt kann ausgewählt werden, um auf der Längsachse 29 zu liegen, oder er kann durch Wahl einer geeigneten Ausrichtung und eines geeigneten Ortes sowohl der Brennstoffauslässe 22 und der Brennstoffauslasskanäle 24 als auch der Fluidauslässe 42 und der Fluidauslasskanäle 44 ausgewählt werden, um den Brennpunkt 31 an einem Ort vor dem Auslassende 16 zu positionieren, der sich nicht, wie in Fig. 7 veranschaulicht, auf der Längsachse 29 befindet. Es ist einsichtig, dass durch ein Definieren mehrerer Paare von Strahlen 23 und Strahlen 43, die, wie es hierin beschrieben ist, mit Blick auf einen Aufprall ausgerichtet sind, eine entsprechende Anzahl Brennpunkte 31 an einer entsprechenden Anzahl von Orten vor dem Auslassende 16 definiert werden können, und dass die entsprechenden mehreren Ströme 25 von atomisiertem flüssigem Brennstoff 26 einen zusammengesetzten Strom 25 ́ mit vorbestimmten Mischstromeigenschaften bilden können.

[0036] Die Brennstoffinjektordüse 10 und der Düsengrundkörper 12 können als eine integrale Komponente ausgebildet sein, oder sie können, wie es hierin beschrieben ist, durch Vereinigen eines Adapters 52 und einer Düsenspitze 50 als eine zweiteilige Komponente ausgebildet sein.

[0037] Das Einlassende 14 der Brennstoffinjektordüse 10 ist an dem Auslassende 118 des Brennstoffinjektors 100 angeordnet. Die Brennkammerdüse 10 kann mittels eines beliebigen geeigneten Befestigungsmittels oder Befestigungsverfahrens an dem Brennstoffinjektor 100 angebracht sein, wird jedoch vorzugsweise mittels einer metallurgischen Verbindung 119 befestigt. Jede beliebige geeignete metallurgische Verbindung 119 kann genutzt werden, beispielsweise eine Hartlötverbindung oder eine Schweissnaht, die durch vielfältige Schweissverfahren ausgebildet sein kann. In dem Ausführungsbeispiel von Fig. 11 beinhaltet die metallurgische Verbindung 119 eine Stumpfschweissnaht 121. Die Stumpfschweissnaht 121 kann beispielsweise ausgebildet werden, indem zunächst das innere Rohr 120 mittels einer Stumpfnaht an den inneren Abschnitt 123 des Einlassendes 14 des Adapters 52 geschweisst wird. Nach einer eventuell erforderlichen Untersuchung des inneren Abschnitts der Stumpfschweissnaht 121 kann das äussere Rohr 122 mittels einer Stumpfnaht an den äusseren Abschnitt 125 des Einlassendes 14 des Adapters 52 geschweisst werden. Wie in Fig. 11gezeigt, weist das Einlassende 14 des Düsengrundkörpers 12 eine Stufe 13 auf, und das Auslassende 118 des Brennstoffinjektors 100 weist eine Stufe 113 auf, und diese Stufen 13, 113 sind zueinander passend angeordnet. Diese zueinander passenden Stufen können zu einer Erleichterung der Vereinigung genutzt werden, dadurch dass sie es gestatten, die Schweissnähte in verschiedene Ebenen anzubringen und getrennte Schweissschritte einzusetzen. In einem Ausführungsbeispiel kann das Einlassende nach aussen abgestuft sein, wobei der innere Abschnitt 123 des Einlassendes 14 sich von dem Adapter 52 entfernend nach aussen vorsteht, während das Auslassende des Brennstoffinjektors 100 abgestuft ist, indem das innere Rohr 120 innerhalb des nach aussen vorstehenden äusseren Rohrs 122 zurückgesetzt ist.

[0038] Unter Bezugnahme auf Fig. 12beinhaltet ein Verfahren 500 zum Herstellen einer Brennstoffinjektordüse 10 den Schritt des Ausbildens 510 eines Düsengrundkörpers 12 für eine strömungsmässige Verbindung eines Flüssigbrennstoffs 26 zum Erzeugen eines Flüssigbrennstoffstrahls 23 und eines flüssigen Fluids 46 zum Erzeugen eines Fluidstrahls 43, wie es hierin beschrieben ist. Wie hierin beschrieben, kann der Schritt des Ausbildens 510 optional ein Ausbilden 520 eines integralen Düsengrundkörpers 12 beinhalten, z.B. durch Wachsausschmelzen oder Sintern eines Pulvermetallpressteils, und kann auch spanabhebende Bearbeitung, Bohren und sonstige Metallumformungsverfahren nutzen, um vielfältige Merkmale des Düsengrundkörpers 12 hervorzubringen. In einer Abwandlung, kann der Schritt des Ausbildens 510 ferner das Ausbilden 530 eines zweiteiligen Düsengrundkörpers mittels der folgenden Schritte beinhalten: Ausbilden 532 des Adapters 52, Ausbilden 534 der Düsenspitze 50, und Vereinigen 536 des Adapters 52 mit der Düsenspitze 50, z.B. durch Schweissen oder Hartlöten, wie es hierin beschrieben ist. Das Verfahren 500 kann ferner ein Vereinigen 540 eines Einlassendes 14 des Düsengrundkörpers 12 mit einem Auslassende 118 eines Brennstoffinjektors 100 beinhalten, wobei das Einlassende des Düsengrundkörpers 12 mit einer Stufe 13 abgestuft und dazu eingerichtet wird, in einen passenden Eingriff mit einer Stufe 113 an dem Auslassende 118 des Brennstoffinjektors 100 zu kommen.

[0039] Unter Bezugnahme auf Fig. 13ist ein Verfahren 600 zum Steuern einer Brennkammer einer Gasturbine offenbart. Die Brennkammer und die Gasturbine können eine beliebige geeignete Konstruktion aufweisen, einschliesslich vielfältiger herkömmlicher Brennkammer- und Gasturbinenkonstruktionen. Das Verfahren 600 beinhaltet ein geeignetes Anordnen 610 eines Brennkammerrohrs 300, wie es hierin beschrieben ist, in der Brennkammer der Gasturbine. Die Brennkammer kann 300 mehrere Brennkammerbrennstoff düsen 200 enthalten, die jeweils einen Brennstoffinjektor 100 enthalten, der dazu eingerichtet ist, selektiv einen flüssigen Brennstoff, ein flüssiges Fluid oder einen flüssigen Brennstoff und ein flüssiges Fluid zu einer Brennstoffinjektordüse 10 zu liefern, die dazu eingerichtet ist, mehrere Strahlen flüssigen Brennstoffs, mehrere Strahlen flüssigen Fluids bzw. eine Mischung davon hervorzubringen, die ihrerseits dazu eingerichtet sind, einen Strom von atomisiertem flüssigem Brennstoff, einen Strom von atomisiertem flüssigem Fluid bzw. einen Strom einer zerstäubten und emulgierten Mischung von flüssigem Brennstoff und flüssigem Fluid zu erzeugen. Das Verfahren 600 beinhaltet ferner den Schritt, selektiv ein Quantum flüssigen Brennstoffs, flüssigen Fluids oder einer Mischung davon an die Brennstoffinjektordüse zu liefern 620, um einen vorbestimmten Strom atomisierten flüssigen Brennstoffs, einen Strom atomisierten flüssigen Fluids, bzw. einen Strom einer zerstäubten und emulgierten Mischung von flüssigem Brennstoff und flüssigem Fluid hervorzubringen.

[0040] Das Verfahren 600 kann beispielsweise in Verbindung mit dem in Fig. 11 veranschaulichten Brennstoffinjektor 100 genutzt werden, um unter Druck stehenden Brennstoff selektiv lediglich durch den Brennstoffkanal 18 und die Brennstoffauslasskanäle 24 zu liefern 620, um einen Strom von atomisiertem flüssigem Brennstoff 25 für die Verbrennung in der Brennkammer hervorzubringen. Diese Betriebskonfiguration kann während einer vorbestimmten Niederlastbedingung der Gasturbine verwendet werden, in der es nicht erforderlich ist, die Verbrennungstemperatur zu begrenzen, oder in der die Brennkammer beispielsweise auf eine vorbestimmte Verbrennungstemperatur gebracht wird. In einem Ausführungsbeispiel basiert eine Niederlastbedingung auf einer Last, die kleiner gleich etwa 30 % der Grundlast einer Gasturbine ist, und spezieller auf einer Lastbedingung, die etwa 10 % bis ungefähr 30 % der Grundlast beträgt. Eine Hochlastbedingung basiert auf einer Last, die etwa 30 % der Grundlast der Gasturbine übersteigt. Diese Konfiguration kann beispielsweise während des Hochfahrens der Gasturbine vorteilhaft genutzt werden, um einen Hochfahrmodus zu definieren. Während des Hochfahrens liegt eine Niederlastbedingung vor, so dass die Verwendung eines Kühlfluids, z.B. Wasser, um die Brennkammer zu kühlen, um Abgasemissionen einzuschränken, im Allgemeinen nicht erforderlich ist. Daher wird die Treibstoffzufuhr möglicherweise nur während eines Hochfahrvorgangs genutzt, jedoch wird der unter Druck gesetzte Brennstoff 26 zerstäubt, wie es hierin beschrieben ist, um den Wirkungsgrad der Verbrennung zu verbessern.

[0041] Das Verfahren 600 kann beispielsweise auch in Verbindung mit dem in Fig. 11 veranschaulichten Brennstoffinjektor 100 verwendet werden, um selektiv über den Brennstoffkanal 18 und die Brennstoffauslasskanäle 24 unter Druck stehenden flüssigen Brennstoff, und über den Fluidkanal 38 und die Fluidauslasskanäle 44 unter Druck stehendes Fluid, beispielsweise ein Kühlfluid wie Wasser, zu liefern 620, um einen Strom 25 einer zerstäubten und emulgierten Mischung von flüssigem Brennstoff 26 und flüssigem Fluid 46 zur Verbrennung in der Brennkammer hervorzubringen. Diese Betriebskonfiguration kann während einer vorbestimmten Betriebsbedingung der Brennkammer verwendet werden, in der wenigstens eine Brennkammerbrennstoffdüse 200 dazu eingerichtet ist, sowohl flüssigen Brennstoff als auch flüssiges Fluid zu liefern, und die entsprechenden Flüssigbrennstoff strahlen und Flüssigfluidstrahlen bringen einen Strom einer zerstäubten und emulgierten Mischung von flüssigem Brennstoff und flüssigem Fluid zur Verbrennung in der Brennkammer hervor. Dieser Strom kann beispielsweise genutzt werden, um durch die Feinzerstäubung und Emulgierung des Brennstoffs, wie es hierin beschrieben ist, eine verbesserte Verbrennung, beispielsweise einen vorbestimmten Verbrennungswirkungsgrad, zu erreichen. Das flüssige Fluid, z.B. Wasser, verringert ausserdem die Verbrennungstemperatur, was genutzt werden kann, um die aus der Brennkammer stammenden Abgasemissionen zu begrenzen, indem insbesondere der während der Verbrennung erzeugte Anteil an NOx reduziert wird, und um ein vorbestimmtes Profil von Emissionsbestandteilen und eine vorbestimmte Verbrennungstemperatur zu erreichen. Somit können die durch den Brennstoffinjektor zugeführten relativen Anteile von flüssigem Brennstoff 26 und flüssigem Fluid 46 geregelt/gesteuert werden, um einen vorbestimmten Wirkungsgrad der Verbrennung, eine vorbestimmte Verbrennungstemperatur oder ein vorbestimmtes Profil der Emissionsbestandteile, oder eine Kombination davon zu erreichen. Die Mengen können geregelt/gesteuert werden, unabhängig davon ob in Gewichts- oder Volumenprozent gemessen, anhand von 100>X>0, wobei X der Anteil von Brennstoff in Volumen- oder Gewichtsprozent der Gesamtmenge von flüssigem Brennstoff und flüssigem Fluid ist, und wobei der Anteil des flüssigen Fluids durch 1-X definiert ist. Der Strom 25 einer zerstäubten und emulgierten Mischung von flüssigem Brennstoff 26 und flüssigem Fluid 46 kann vorteilhaft genutzt werden, indem deren Anteile über einen grossen Bereich von normalen Betriebsbedingungen der Brennkammer und der Gasturbine geregelt/gesteuert werden, um einen Betriebsmodus zu definieren. Der Strom kann besonders vorteilhaft bei relativ hohen Drehgeschwindigkeiten und Lasten der Turbine genutzt werden, bei denen gewöhnlich höhere Verbrennungstemperaturen auftreten, und bei denen die Erfüllung von Abgasemissionsanforderungen ein Senken der Verbrennungstemperaturen erfordert, um ein vorbestimmtes Profil von Emissionsbestandteilen hervorzubringen.

[0042] Das Verfahren 600 kann beispielsweise auch in Verbindung mit dem in Fig. 11 veranschaulichten Brennstoffinjektor 100 verwendet werden, um selektiv unter Druck stehendes flüssiges Fluid lediglich durch den Fluidkanal 38 und die Fluidauslasskanäle 44 zu liefern 620, um einen atomisierten Strom 25 von flüssigem Fluid hervorzubringen. In Verbindung mit sonstigen Brennstoffinjektoren, die für die Verbrennung einen Strom 25 von zerstäubtem Brennstoff 26 oder einen Strom 25 einer zerstäubten und emulgierten Mischung von flüssigem Brennstoff 26 und flüssigem Fluid 46 hervorbringen, kann dieser Strom genutzt werden, um die Brennkammer zu kühlen oder die Verbrennungstemperatur zu verringern und einen Kühlungsmodus bereitzustellen. Besonders vorteilhaft kann der Strom bei relativ hohen Drehgeschwindigkeiten und Lasten der Turbine genutzt werden, bei denen im Allgemeinen ein höherer Brennstoffverbrauch und höhere Verbrennungstemperaturen auftreten, und bei denen die Erfüllung von Abgasemissionsanforderungen ein weiteres Senken der Verbrennungstemperaturen erfordert um ein vorbestimmtes Profil von Emissionsbestandteilen hervorzubringen. Während einer Hochlastbedingung der Brennkammer ist wenigstens eine Brennkammerbrennstoffdüse 200 dazu eingerichtet, lediglich flüssiges Fluid zu liefern, und die entsprechenden Flüssigfluidstrahlen erzeugen einen Strom von atomisiertem flüssigem Fluid, um die Brennkammer zu kühlen, oder um die Verbrennungstemperatur zu vermindern.

[0043] Ein selektives Liefern 620 kann ferner beinhalten, während eines Übergangs von einer Niederlastbedingung der Brennkammer zu einer Betriebsbedingung wenigstens eine Brennkammerbrennstoffdüse 200 dazu einzurichten, dass sie lediglich flüssigen Brennstoff 26 liefert, und dass die entsprechenden Flüssigbrennstoff strahlen 23 während der Niederlastbedingung einen Strom 25 von atomisiertem flüssigem Brennstoff für die Verbrennung in der Brennkammer hervorbringen, und der Übergang beinhaltet ferner ein Liefern von flüssigem Fluid zu diesen Brennkammerbrennstoffdüsen, so dass die Flüssigbrennstoffstrahlen und die Flüssigfluidstrahlen Ströme einer zerstäubten und emulgierten Mischung von flüssigem Brennstoff und flüssigem Fluid für die Verbrennung in der Brennkammer liefern. In einer Abwandlung kann der Übergang beinhalten, mehrere anderer Brennkammerbrennstoffdüsen 200 dazu einzurichten, gleichzeitig sowohl flüssigen Brennstoff 26 als auch flüssiges Fluid 43 zu liefern, und die entsprechenden Flüssigbrennstoffstrahlen 26 und Flüssigfluidstrahlen 23 der anderen Brennkammerbrennstoffdüsen 200 liefern einen Strom 25 einer zerstäubten und emulgierten Mischung von flüssigem Brennstoff und flüssigem Fluid für die Verbrennung in der Brennkammer. Der während des Übergangs bereitgestellte Anteil an flüssigem Fluid kann als Funktion der Zeit variiert werden. Beispielsweise kann der Anteil an flüssigem Fluid entsprechend einem vorbestimmten Profil als Funktion der Zeit erhöht werden. Dies kann beispielsweise genutzt werden, um die Rate einer Erwärmung der Brennkammer oder die Rate einer Erhöhung der Verbrennungstemperatur zu steuern/regeln, um einen vorbestimmten Wert der Brennkammertemperatur oder der Verbrennungstemperatur, oder einer Kombination davon zu erreichen, oder um ein vorbestimmtes Profil von Emissionsbestandteilen zu erhalten.

[0044] Ein selektives Liefern 620 kann ferner beinhalten, während eines Übergangs von einer Betriebsbedingung zu einer Kühlungsbedingung wenigstens eine der Brennkammerbrennstoffdüse 200 so zu konfigurieren, dass der Brennkammerbrennstoffdüse 200 flüssiger Brennstoff 26 und flüssiges Fluid 46 zugeführt wird, so dass die Flüssigbrennstoffstrahlen 23 und Flüssigfluidstrahlen 43 während der Betriebsbedingung Ströme 25 einer zerstäubten und emulgierten Mischung von flüssigem Brennstoff und flüssigem Fluid zur Verbrennung in der Brennkammer hervorbringen, und der Übergang eine Reduzierung der Brennstoffzufuhr zu der Brennkammerbrennstoffdüse beinhaltet, so dass die Flüssigfluidstrahlen Ströme von atomisiertem flüssigem Fluid zum Kühlen des Inneren der Brennkammer hervorbringen. Der Anteil des während des Übergangs zugeführten flüssigen Brennstoffs 26 kann als Funktion der Zeit variiert werden. Beispielsweise kann der Anteil des flüssigen Fluids entsprechend einem vorbestimmten Profil als Funktion der Zeit erhöht werden. Dies kann beispielsweise genutzt werden, um die Rate der Kühlung der Brennkammer, oder die Rate der Verringerung der Verbrennungstemperatur zu steuern/regeln, um einen vorbestimmten Wert der Brennkammertemperatur oder der Verbrennungstemperatur, oder eine Kombination davon zu erreichen, oder um ein vorbestimmtes Profil von Emissionsbestandteilen zu erhalten.

[0045] Zusätzlich zu der hierin beschriebenen Regelung/Steuerung, die innerhalb eines einzigen Brennstoffinjektors 100 durchgeführt werden kann, der innerhalb einer einzigen Brennkammerbrennstoffdüse 200 untergebracht ist, kann eine Regelung/Steuerung auch in den mehreren Brennkammerbrennstoffdüsen 200 eines einzelnen Brennkammerrohrs 300, oder unter mehreren Brennkammerbrennstoffdüsen 200 mehrerer Brennkammerrohre 300 in einer Brennkammer einer Gasturbine durchgeführt werden. Beispielsweise kann in einem Ausführungsbeispiel ein beliebiges oder sämtliche Brennkammerrohre 300 einer Brennkammer dazu eingerichtet sein, so dass der Hochfahrmodus, der Betriebsmodus oder der Kühlungsmodus, oder eine Kombination davon, wie es hierin beschrieben ist, darin ermöglicht werden kann.

[0046] Die Verwendung der Brennstoffinjektordüse 10 und des Brennstoffinjektors 100 ermöglichen es, auf Zerstäubungsluftsysteme zu verzichten, während sie ausserdem die Feinzerstäubung von Brennstoff verbessern und eine Verminderung von Emissionen erreichen, indem die Betriebstemperatur, wie es hierin beschrieben ist, während des Flüssigbrennstoffbetriebs von Gasturbinenbrennkammern, die sie verwenden, gesenkt wird, so dass dadurch ihre Komplexität sowie die Kosten des Systems, der Wartung und des Betriebs wesentlich verringert werden. Gegenwärtig wird bereits Wasser eingespeist, um Betriebstemperaturen zu senken und um Emissionen während des Flüssigbrennstoffbetriebs zu reduzieren, jedoch ziehen die Verwendung des Brennstoffinjektors 100 und der Brennstoffinjektordüse 10 und Verfahren ihres Einsatzes, wie sie hierin beschrieben sind, einen doppelten Nutzen aus der Injektion des flüssigen Fluids (z.B. Wassers), um ausserdem eine Feinzerstäubung des Stroms von flüssigem Brennstoff zu ermöglichen, und sie weisen einen weiteren wesentlichen Vorteil dadurch auf, dass sie auf einfache Weise in den Brennkammern bestehender Gasturbinen nachgerüstet werden können.

[0047] Während die Erfindung lediglich anhand einer beschränkten Anzahl von Ausführungsbeispielen im Einzelnen beschrieben wurde, sollte es ohne weiteres verständlich sein, dass die Erfindung nicht auf derartige beschriebene Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Vielmehr kann die Erfindung modifiziert werden, um eine beliebige Anzahl von bisher nicht beschriebenen Veränderungen, Abänderungen, Substitutionen oder äquivalenten Anordnungen zu verkörpern, die jedoch dem Schutzbereich der Erfindung entsprechen. Während vielfältige Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben wurden, ist es ferner selbstverständlich, dass Aspekte der Erfindung möglicherweise lediglich einige der beschriebenen Ausführungsbeispiele beinhalten. Dementsprechend ist die Erfindung nicht als durch die vorausgehende Beschreibung beschränkt anzusehen, sondern ist lediglich durch den Schutzumfang der beigefügten Patentansprüche beschränkt.

[0048] Geschaffen ist eine Brennstoffinjektordüse 10. Zu der Düse gehört ein Düsengrundkörper 12, der dazu dient, einen flüssigen Brennstoff 26 zur Erzeugung eines Flüssigbrennstoffstrahls 23 und ein Fluid 46 zur Erzeugung eines Fluidstrahls 43 strömungsmässig zu verbinden. Der Düsengrundkörper 12 enthält einen Adapter 52, der einen Brennstoffkanal 18 und einen Fluidkanal 38 aufweist. Der Düsengrundkörper 12 enthält ferner eine Düsenspitze 50, die an dem Adapter 52 angeordnet ist, der mehrere Brennstoffauslasskanäle 24, die sich in strömungsmässiger Verbindung mit den Brennstoffkanälen 18 befinden, und mehrere Fluidauslasskanäle 44 aufweist, die sich in strömungsmässiger Verbindung mit den Fluidkanälen 38 befinden.

Bezugszeichenliste

[0049] <tb>10<sep>Brennstoffinjektordüse <tb>12<sep>Düsengrundkörper <tb>13<sep>Stufe <tb>14<sep>Einlassende <tb>15<sep>Auslassende <tb>16<sep>Auslassende <tb>17<sep>Auslass <tb>18<sep>Brennstoffkanal <tb>19<sep>Auslass <tb>20<sep>Brennstoffeinlass <tb>22<sep>Brennstoffauslass <tb>23<sep>Düsenstrahlen <tb>24<sep>Brennstoffauslasskanal <tb>25<sep>Resultierender Strom <tb>26<sep>Flüssigbrennstoff <tb>27<sep>Einlasse <tb>28<sep>Auslasskanalachsen <tb>29<sep>Längsachse <tb>31<sep>Brennpunkt <tb>38<sep>Fluidkanal <tb>40<sep>Fluideinlass <tb>42<sep>Fluidauslass <tb>43<sep>Strahlen <tb>44<sep>Fluidauslasskanäle <tb>46<sep>Flüssiges Fluid <tb>47<sep>Einlasse <tb>48<sep>Auslasskanalachsen <tb>50<sep>Düsenspitze <tb>51<sep>Metallurgische Verbindung <tb>52<sep>Adapter <tb>100<sep>Brennstoffinjektor <tb>112<sep>Rohr <tb>113<sep>Stufe <tb>114<sep>Befestigungsflansch <tb>116<sep>Einlassende <tb>118<sep>Auslassende <tb>119<sep>Metallurgische Verbindung <tb>120<sep>Inneres Rohr <tb>121<sep>Stumpfschweissnaht <tb>122<sep>Äusseres Rohr <tb>123<sep>Innerer Abschnitt <tb>124<sep>Brennstoffkreislauf <tb>125<sep>Äusserer Abschnitt <tb>126<sep>Fluidkreislauf <tb>128<sep>Ausnehmungen <tb>130<sep>Schweissnähte <tb>132<sep>Externer Brennstoffkreislauf <tb>134<sep>Anschlussstück <tb>136<sep>Externer Brennstoffkreislauf <tb>138<sep>Anschlussstück <tb>140<sep>Befestigungsflanschkanal <tb>200<sep>Brennkammerbrennstoffdüsen <tb>210<sep>Erdgaskreislauf <tb>212<sep>Inneres Rohr <tb>214<sep>Brennstoffinjektorhohlraum <tb>216<sep>Öffnung <tb>218<sep>Distales Ende <tb>300<sep>Brennkammerrohr <tb>500<sep>Verfahren zum Herstellen einer Brennstoffinjektordüse <tb>510<sep>Ausbilden eines Düsengrundkörpers <tb>520<sep>Ausbilden eines integralen Düsengrundkörpers <tb>530<sep>Ausbilden eines zweiteiligen Düsengrundkörpers <tb>532<sep>Ausbilden eines Adapters <tb>534<sep>Ausbilden einer Düsenspitze <tb>536<sep>Verbinden des Adapters mit der Düsenspitze <tb>540<sep>Verbinden des Einlassendes des Düsengrundkörpers mit einem Auslassende eines Brennstoffinjektors <tb>600<sep>Verfahren zum Steuern einer Brennkammer einer Gasturbine <tb>610<sep>Anordnen eines Brennkammerrohrs <tb>620<sep>Liefern eines Quantums von flüssigem Brennstoff

Claims

1. Brennstoffinjektordüse (10), zu der gehört: ein Düsengrundkörper (12), der dazu dient, einen flüssigen Brennstoffs (26) zum Erzeugen mehrerer Flüssigbrennstoffstrahlen (23) und ein Fluid (46) zum Erzeugen mehrerer Flüssigfluidstrahlen (43) strömungsmässig zu verbinden, wobei der Düsengrundkörper (10) aufweist: einen Adapter (52), der mit einem Brennstoffkanal (18) und einem Fluidkanal (38) ausgebildet ist; und eine Düsenspitze (50), die an dem Adapter (52) angeordnet ist, der mit mehreren Brennstoffauslasskanälen (24), die in strömungsmässiger Verbindung mit dem Brennstoffkanal (18) stehen, und mit mehreren Fluidauslasskanälen (44) ausgebildet ist, die in strömungsmässiger Verbindung mit dem Fluidkanal (38) stehen, wobei die mehreren Flüssigfluidstrahlen (43) und die mehreren Flüssigbrennstoffstrahlen (23) dazu eingerichtet sind, aufeinander aufzutreffen und einen zerstäubten Strom flüssigen Brennstoffes (26) hervorbringen.

2. Brennstoffinjektordüse (10) nach Anspruch 1, wobei der Düsengrundkörper (12) ein integral ausgebildeter Körper ist.

3. Brennstoffinjektordüse (10) nach Anspruch 1, wobei der Düsengrundkörper (12) ein auf zwei Komponenten basierender Körper ist, der den Adapter (52) und die Düsenspitze (50) aufweist, die durch eine metallurgische Verbindung (51) vereinigt sind.

4. Brennstoffinjektordüse (10) nach Anspruch 1, ferner mit einem Brennstoffinjektor (100), zu dem gehören: ein unterteiltes Rohr (112), das ein Einlassende (116), ein Auslassende (118), einen Fluidkreislauf (126) und einen Brennstoffkreislauf (124) aufweist, wobei ein Einlassende (116) des Düsengrundkörpers (12) an dem Auslassende (118) des Brennstoffinjektors (100) angeordnet ist, wobei der Brennstoffkreislauf (124) in strömungsmässiger Verbindung mit dem Brennstoffkanal (18) steht, und wobei der Fluidkreislauf (126) in strömungsmässiger Verbindung mit dem Fluidkanal (38) steht.

5. Brennstoffinjektordüse (10) nach Anspruch 4, wobei das Einlassende (116) des Düsengrundkörpers (12) mittels einer metallurgischen Verbindung (51) an dem Auslassende (118) des Brennstoffinjektors (100) angebracht ist.

6. Brennstoffinjektordüse (10) nach Anspruch 5, wobei der Brennstoffkreislauf (124) und der Fluidkreislauf (126) in dem unterteilten Rohr (112) konzentrisch angeordnet sind, wobei das unterteilte Rohr (112) ein inneres Rohr (120) aufweist, das in einem äusseren Rohr (122) konzentrisch angeordnet ist, und wobei das innere Rohr (120) an dem Auslassende (118) in Bezug auf das äussere Rohr (122) abgestuft ist.

7. Brennstoffinjektordüse (10) nach Anspruch 6, wobei der Brennstoffkanal (18) und der Fluidkanal (38) in dem Adapter (52) konzentrisch angeordnet sind, und wobei der Adapter (52) einen inneren Adapterabschnitt aufweist, der in einem äusseren Adapterabschnitt konzentrisch angeordnet ist, und wobei der innere Adapterabschnitt an dem Einlassende (116) des Düsengrundkörpers (12) in Bezug auf den äusseren Adapterabschnitt abgestuft ist.

8. Brennstoffinjektordüse (10) nach Anspruch 4, ferner mit einer Brennkammerbrennstoffdüse (200), die einen Erdgaskreislauf (210) aufweist, der sich zwischen einem proximalen und einem distalen Ende (218) erstreckt und einen Brennstoffinjektorhohlraum (214) definiert, wobei der Brennstoffinjektor (100) in dem Brennstoffinjektorhohlraum (214) angeordnet ist, wobei ein Auslassende (118) des Düsengrundkörpers (12) in einer Öffnung an dem distalen Ende (218) der Brennkammerbrennstoffdüse (200) angeordnet ist, wobei der Düsengrundkörper (12) dazu eingerichtet ist, flüssigen Brennstoff (26) und flüssiges Fluid (46) zu injizieren, um eine auf Brennstoff und Flüssigkeit basierende zerstäubte Fluidemulsion zu bilden, um diese durch die Öffnung in eine Brennkammer auszustossen.

9. Brennstoffinjektordüse (10) nach Anspruch 8, ferner mit einem Brennkammerrohr (300), das mehrere Brennkammerbrennstoffdüsen (200) und Brennstoffinjektoren (100) aufweist.

10. Brennstoffinjektordüse (10) nach Anspruch 9, ferner mit einer Brennkammer für eine Turbine, die mehrere Brennkammerrohre (300) aufweist, wobei zu jedem Brennkammerrohr (300) mehrere Brennkammerbrennstoffdüsen (200) und Brennstoffinjektoren (100) gehören.