DE102011116317A1 - Magervormian burner of an aircraft gas turbine engine - Google Patents

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DE102011116317A1
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Imon-Kalyan Bagchi
Waldemar Lazik
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Magervormischbrenner eines Fluggasturbinentriebwerks mit einem zentrisch angeordneten Stützbrenner 29 und einem diesen ringartig umgebenden Hauptbrenner 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützbrenner 29 einen Primärbrennstoffkanal 31 und einen Sekundärbrennstoffkanal 32 aufweist, welche unabhängig voneinander mit Brennstoff versorgt werden können.The invention relates to a lean burn burner of an aircraft gas turbine engine with a centrically arranged support burner 29 and a main burner surrounding this annular main burner 30, characterized in that the support burner 29 has a primary fuel passage 31 and a secondary fuel passage 32, which can be supplied with fuel independently.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Magervormischbrenner eines Fluggasturbinentriebwerks mit einem zentrisch angeordneten Stützbrenner und einem diesen ringartig umgebenden Hauptbrenner.The invention relates to a lean burn burner of an aircraft gas turbine engine with a centrally arranged support burner and a torch surrounding this annular main burner.

Es ist bekannt, bei Magervormischbrennern zwei Brennstoffzerstäuber zu verwenden, nämlich einen Stützbrenner und einen Hauptbrenner. Der Stützbrenner ist zentrisch in dem Hauptbrenner angeordnet. Der Stützbrenner ist dabei üblicherweise als Druckdrallzerstäuber ausgebildet. Der Magervormischbrenner umfasst dabei zwei Brennstoffleitungen, um den Stützbrenner und den Hauptbrenner zu versorgen. Im Betrieb wird der Stützbrenner zum Zünden des Fluggasturbinentriebwerks und bei niedrigen Lastbedingungen verwendet, während der Hauptbrenner bei Teillast in Betrieb genommen wird und bis zur Maximallast im Einsatz ist. Der Stützbrenner ist dabei für den Zündvorgang sowie für eine stabile Verbrennung während der Startphase des Triebwerks ausgebildet. Das erfordert eine relativ kleine Durchflusszahl im Fall des Druckdrallzerstäubers. Dies steht im Widerspruch zu der Notwendigkeit, den Stützbrenner für einen größeren Betriebsbereich bis zum Übergang zu großen Brennstoff-Massenströmen zu verwenden.It is known to use two fuel atomizers in lean burn burners, namely a support burner and a main burner. The support burner is arranged centrally in the main burner. The support burner is usually designed as Druckdrallzerstäuber. The lean burn burner includes two fuel lines to supply the support burner and the main burner. In operation, the backup burner is used to ignite the aircraft gas turbine engine and at low load conditions, while the main burner is operated at partial load and is used up to maximum load. The support burner is designed for the ignition process and for a stable combustion during the starting phase of the engine. This requires a relatively small flow rate in the case of the pressure swirl atomizer. This is in contrast to the need to use the support burner for a larger operating range until the transition to large fuel mass flows.

Aus der EP 2 051 010 A1 ist ein Magervormischbrenner bekannt, welcher einen konischen Filmleger mit einer glatten Oberfläche aufweist. Der Filmleger wird durch eine Brennstoffzuführvorrichtung versorgt, welche durch Verdrallen des Brennstoffs einen kontinuierlichen Film ausbildet. Dabei wird der Brennstoff auch an der Außenseite des Filmlegers aufgebracht. Die zugehörige Luftströmung an der Brennstoffseite weist den gleichen Drall auf wie der Brennstoff. Die Querschnitte der ringförmigen Luftkanäle nehmen ab, um eine Beschleunigung des Brennstoffs sicherzustellen.From the EP 2 051 010 A1 For example, a lean premix burner is known which has a conical sizer with a smooth surface. The film applicator is supplied by a fuel supply device which forms a continuous film by twisting the fuel. The fuel is also applied to the outside of the film layer. The associated air flow on the fuel side has the same spin as the fuel. The cross sections of the annular air channels decrease to ensure acceleration of the fuel.

Ein weiterer Magervormischbrenner ist aus der EP 1 801 504 A2 vorbekannt. Dieser Magervormischbrenner ist intern abgestuft. Der Hauptbrenner ist ein Luftströmungsfilmleger, dessen Oberfläche eine Vielzahl von in Strömungsrichtung angeordneten Kanälen aufweist, um eine Vielzahl von schmalen Brennstoffströmen zu erzeugen, um eine Homogenität in Umfangsrichtung sicherzustellen.Another lean burn burner is from the EP 1 801 504 A2 previously known. This lean burn burner is internally graded. The main burner is an airflow filer, the surface of which has a plurality of channels arranged in the flow direction to produce a plurality of narrow fuel streams to ensure homogeneity in the circumferential direction.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Magervormischbrenner der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher bei einfachem Aufbau und sicherer Betriebsweise über einen großen Leistungsbereich des Fluggasturbinentriebwerks eine optimale Verbrennung gewährleistet.The invention has for its object to provide a lean burn burner of the type mentioned, which ensures optimum combustion with a simple design and safe operation over a large power range of the aircraft gas turbine engine.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmalskombination des Anspruchs 1 gelöst, die Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.According to the invention the object is achieved by the combination of features of claim 1, the dependent claims show further advantageous embodiments of the invention.

Erfindungsgemäß ist somit vorgesehen, dass der Stützbrenner einen zentrischen Primärbrennstoffkanal und einen diesen umgebenden ringförmigen Sekundärbrennstoffkanal aufweist, welche unabhängig voneinander mit Brennstoff versorgbar sind.According to the invention it is thus provided that the support burner has a central primary fuel channel and a surrounding annular secondary fuel channel, which are supplied with fuel independently of each other.

Im Gegensatz zu den sich aus dem Stand der Technik ergebenden Nachteilen und bei Überwindung derselben ist erfindungsgemäß somit ein Magervormischbrenner geschaffen worden, welcher eine stabile Verbrennung des Brennstoffs über einen weiten Leistungsbereich des Fluggasturbinentriebwerks sicherstellt, Um eine gute Zündung der Brennkammer sicherzustellen, muss der Stützbrenner in der Lage sein, den Brennstoff bei niedrigen Brennstoffmassenströmen (Strömungsraten) optimal zu zerstäuben. Dies erfordert eine separate Brennstoffversorgung des Stützbrenners mit geringen Brennstoffmengen. Erfindungsgemäß erfolgt dies durch den zentrischen Primärbrennstoffkanal, welcher mit einem Brennstoffversorgungssystem (Brennstoffpumpe, Verteilungskanäle und Ähnliches) verbunden ist. Im Gegensatz hierzu ist es bei den aus dem Stand der Technik bekannten Konstruktionen erforderlich, den Hauptbrenner bereits bei sehr niedrigen Leistungen des Gasturbinentriebwerks zu zünden, woraus sich im Stand der Technik eine ungenügende Brennstoffversorgung ergeben kann, welche zu ungünstigen Emissionswerten des Hauptbrenners führen kann. Dieser Nachteil ist erfindungsgemäß dadurch überwunden worden, dass unterschiedliche Brennstoffversorgungssysteme zum Einsatz gelangen, nämlich über den Primärbrennstoffkanal und den Sekundärbrennstoffkanal.In contrast to the disadvantages resulting from the prior art and overcoming the same, according to the invention, therefore, a lean premix burner has been provided which ensures stable combustion of the fuel over a wide power range of the aircraft gas turbine engine. To ensure good ignition of the combustion chamber, the support burner must be in be able to optimally atomize the fuel at low fuel mass flows (flow rates). This requires a separate fuel supply of the support burner with small amounts of fuel. According to the invention this is done by the centric primary fuel channel, which is connected to a fuel supply system (fuel pump, distribution channels and the like). In contrast, in the constructions known from the prior art, it is necessary to ignite the main burner already at very low powers of the gas turbine engine, which may result in an insufficient fuel supply in the prior art, which can lead to unfavorable emission levels of the main burner. This disadvantage has been overcome according to the invention in that different fuel supply systems are used, namely via the primary fuel channel and the secondary fuel channel.

Erfindungsgemäß wird ein weiterer Nachteil des Standes der Technik dadurch vermieden, dass eine gute Zündung des Stützbrenners erfolgen kann, während sich bei den aus dem Stand der Technik bekannten Konstruktionen Nachteile bei der Zündung ergeben können, da der Stützbrenner für einen weiten Betriebsbereich ausgelegt sein muss. Bei den bekannten Konstruktionen muss der Brennstoffdruck in dem Brennstoffsystem begrenzt werden, um den Stützbrenner in der Startphase des Fluggasturbinentriebwerks betreiben zu können. Ein aus dem Stand der Technik bekannter Stützbrenner mit größeren Brennstoffmassenströmungen resultiert in einer schlechten Zerstäubung bei der Zündbedingung und bei niedrigen Lastzuständen. Deshalb sind bei den aus dem Stand der Technik bekannten Systemen Kompromisse erforderlich, die einen optimalen Betrieb teilweise ausschließen. Diese Situation wird durch die erfindungsgemäße Lösung überwunden.According to the invention, a further disadvantage of the prior art is avoided in that a good ignition of the support burner can take place, while in the constructions known from the prior art can result in disadvantages in the ignition, since the support burner must be designed for a wide operating range. In the known designs, the fuel pressure in the fuel system must be limited in order to operate the support burner in the start-up phase of the aircraft gas turbine engine. A prior art support burner with larger fuel mass flows results in poor atomization in the ignition condition and at low load conditions. Therefore, in the systems known from the prior art compromises are required that partially preclude optimal operation. This situation is overcome by the solution according to the invention.

Weiterhin ist es erfindungsgemäß möglich, den Brennstoff nicht nur in geeigneter Weise zu zerstäuben, sondern auch optimal in die Brennkammer einzuleiten. Hierdurch ergeben sich, im Vergleich zum Stand der Technik, erfindungsgemäß erheblich verbesserte Emissionswerte.Furthermore, it is possible according to the invention, the fuel not only in a suitable manner atomise, but also to initiate optimally in the combustion chamber. This results in considerably improved emission values according to the invention compared with the prior art.

Erfindungsgemäß sind somit insgesamt drei Brennstoffkreisläufe vorgesehen, nämlich zwei Brennstoffkreisläufe für den Stützbrenner (Primärbrennstoffkanal und Sekundärbrennstoffkanal) und ein Brennstoffkreislauf für den Hauptbrenner. Das Primärbrennstoffsystem wird für die Zündung und niedrige Lastbedingungen des Fluggasturbinentriebwerks verwendet, während das Sekundärbrennstoffsystem bei höheren Lastzuständen zum Einsatz kommt. Die Aktivierung der beiden Brennstoffsysteme kann erfindungsgemäß entweder aktiv z. B. durch elektrische Ansteuerung oder passiv z. B. durch Brennstoffdruckabhängige Ventile erfolgen.According to the invention thus a total of three fuel circuits are provided, namely two fuel circuits for the support burner (primary fuel channel and secondary fuel channel) and a fuel circuit for the main burner. The primary fuel system is used for the ignition and low load conditions of the aircraft gas turbine engine, while the secondary fuel system is used at higher load conditions. The activation of the two fuel systems can according to the invention either active z. B. by electrical control or passive z. B. by fuel pressure-dependent valves.

Erfindungsgemäß ergibt sich durch die duale Ausgestaltung des Stützbrenners eine verbesserte Zerstäubung und daraus ein verbesserter Wirkungsgrad gesamten Betriebsbereich. Die verbesserte Kontrolle der Verbrennungsstöchiometrie in der Stützbrennerzone führt zu einer weiteren Absenkung der Abgasemissionen.According to the invention results from the dual design of the support burner improved atomization and from this improved efficiency throughout the operating range. The improved control of the combustion stoichiometry in the backup combustor zone results in a further reduction in exhaust emissions.

Während die Primärbrennstoffversorgung zu einer guten Zerstäubung bei niedrigen Strömungsraten des Brennstoffs und einer guten Zündung beiträgt, wird die Sekundärbrennstoffversorgung bei höheren Betriebsbedingungen (größere Leistung des Fluggasturbinentriebwerks) zugeschaltet. Das Sekundärbrennstoffsystem weist eine höhere Strömungsrate auf. Hierdurch wird die Möglichkeit geschaffen, den Stützbrenner auch bei höheren Betriebsbedingungen des Fluggasturbinentriebwerks zu betreiben, ohne dass der Brennstoffdruck in dem Brennstoffsystem die vorgegebenen Grenzen überschreitet. Der größere Massenstrom in dem Sekundärbrennstoffsystem reduziert nicht die Qualität der Zerstäubung des Brennstoffs, da der Brennstoffmassenstrom bereits relativ hoch ist, wenn das Sekundärbrennstoffsystem zugeschaltet wird. Dabei sind die Lufttemperatur und der Luftdruck ebenfalls groß genug, um eine gute Sekundärzerstäubung sicherzustellen.While the primary fuel supply contributes to good atomization at low fuel flow rates and good ignition, the secondary fuel supply is switched on at higher operating conditions (greater performance of the aircraft gas turbine engine). The secondary fuel system has a higher flow rate. As a result, the possibility is created to operate the support burner even at higher operating conditions of the aircraft gas turbine engine, without the fuel pressure in the fuel system exceeds the predetermined limits. The larger mass flow in the secondary fuel system does not reduce the quality of the atomization of the fuel since the fuel mass flow is already relatively high when the secondary fuel system is switched on. The air temperature and pressure are also high enough to ensure good secondary atomization.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:In the following the invention will be described by means of embodiments in conjunction with the drawing. Showing:

1 eine schematische Darstellung eines Gasturbinentriebwerks gemäß der vorliegenden Erfindung, 1 a schematic representation of a gas turbine engine according to the present invention,

2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Magervormischbrenners, 2 a schematic representation of the lean burn burner according to the invention,

3 eine schematische Darstellung der Verbrennungszonen in der Brennkammer mit dem in 2 gezeigten Magervormischbrenner, 3 a schematic representation of the combustion zones in the combustion chamber with the in 2 Magervormischbrenner shown,

4 eine Detaildarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Magervormischbrenners, 4 a detailed representation of a first embodiment of the lean burn burner according to the invention,

5 eine modifizierte Ausgestaltung des in 4 gezeigten Ausführungsbeispiels, 5 a modified embodiment of the in 4 shown embodiment,

6 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Magervormischbrenners, 6 a further embodiment of the lean burn burner according to the invention,

7 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Magervormischbrenners, 7 a further embodiment of the lean burn burner according to the invention,

8 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Magervormischbrenners, 8th a further embodiment of the lean burn burner according to the invention,

9 eine Detailansicht gemäß 8, 9 a detailed view according 8th .

10 eine Schnittansicht längs der Linie A-A von 9 und 10 a sectional view taken along the line AA of 9 and

11, 12 Darstellungen von möglichen Betriebsabläufen des Stützbrenners und des Hauptbrenners. 11 . 12 Representations of possible operations of the support burner and the main burner.

Das Gasturbinentriebwerk 10 gemäß 1 ist ein Beispiel einer Turbomaschine, bei der die Erfindung Anwendung finden kann. Aus dem Folgenden wird jedoch klar, dass die Erfindung auch bei anderen Turbomaschinen verwendet werden kann. Das Triebwerk 10 ist in herkömmlicher Weise ausgebildet und umfasst in Strömungsrichtung hintereinander einen Lufteinlass 11, einen in einem Gehäuse umlaufenden Fan 12, einen Zwischendruckkompressor 13, einen Hochdruckkompressor 14, Brennkammern 15, eine Hochdruckturbine 16, eine Zwischendruckturbine 17 und eine Niederdruckturbine 18 sowie eine Abgasdüse 19, die sämtlich um eine zentrale Triebwerksachse 1 angeordnet sind.The gas turbine engine 10 according to 1 is an example of a turbomachine to which the invention may find application. However, it will be understood from the following that the invention can be used with other turbomachinery as well. The engine 10 is formed in a conventional manner and comprises one air inlet in succession in the flow direction 11 , a circulating in a housing fan 12 , an intermediate pressure compressor 13 , a high pressure compressor 14 , Combustion chambers 15 , a high-pressure turbine 16 , an intermediate-pressure turbine 17 and a low-pressure turbine 18 and an exhaust nozzle 19 all around a central engine axis 1 are arranged.

Der Zwischendruckkompressor 13 und der Hochdruckkompressor 14 umfassen jeweils mehrere Stufen, von denen jede eine in Umfangsrichtung verlaufende Anordnung fester stationärer Leitschaufeln 20 aufweist, die allgemein als Statorschaufeln bezeichnet werden und die radial nach innen vom Triebwerksgehäuse 21 in einem ringförmigen Strömungskanal durch die Kompressoren 13, 14 vorstehen. Die Kompressoren weisen weiter eine Anordnung von Kompressorlaufschaufeln 22 auf, die radial nach außen von einer drehbaren Trommel oder Scheibe 26 vorstehen, die mit Naben 27 der Hochdruckturbine 16 bzw. der Zwischendruckturbine 17 gekoppelt sind.The intermediate pressure compressor 13 and the high pressure compressor 14 each comprise a plurality of stages, each of which comprises a circumferentially extending array of fixed stationary vanes 20 commonly referred to as stator blades and radially inward of the engine casing 21 in an annular flow channel through the compressors 13 . 14 protrude. The compressors further include an array of compressor blades 22 on, which is radially outward from a rotatable drum or disc 26 project with hubs 27 the high-pressure turbine 16 or the intermediate-pressure turbine 17 are coupled.

Die Turbinenabschnitte 16, 17, 18 weisen ähnliche Stufen auf, umfassend eine Anordnung von festen Leitschaufeln 23, die radial nach innen vom Gehäuse 21 in den ringförmigen Strömungskanal durch die Turbinen 16, 17, 18 vorstehen, und eine nachfolgende Anordnung von Turbinenschaufeln 24, die nach außen von einer drehbaren Nabe 27 vorstehen. Die Kompressortrommel oder Kompressorscheibe 26 und die darauf angeordneten Schaufeln 22 sowie die Turbinenrotornabe 27 und die darauf angeordneten Turbinenlaufschaufeln 24 drehen sich im Betrieb um die Triebwerksachse 1. Das Bezugszeichen 28 zeigt einen Auslasskonus. The turbine sections 16 . 17 . 18 have similar steps, comprising an array of fixed vanes 23 extending radially inward from the housing 21 into the annular flow channel through the turbines 16 . 17 . 18 project, and a subsequent arrangement of turbine blades 24 facing outward from a rotatable hub 27 protrude. The compressor drum or compressor disk 26 and the blades arranged thereon 22 as well as the turbine rotor hub 27 and the turbine blades disposed thereon 24 rotate around the engine axis during operation 1 , The reference number 28 shows an outlet cone.

Die 2 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemäßen Magervormischbrenners. Dieser umfasst einen zentrischen Stützbrenner 29 sowie einen diesen umgebenden ringförmigen Hauptbrenner 30. Zentrisch um den Stützbrenner 29 erstreckt sich ein ringförmiger Luftkanal 33, welcher radial nach außen durch einen Flammenstabilisator 34 begrenzt wird. Radial außerhalb ist ein ringförmiger Luftkanal 35 vorgesehen. In den Luftkanälen 33 und 35 sind jeweils Drallerzeuger 36 bzw. 37 angeordnet.The 2 shows the basic structure of a lean burn burner according to the invention. This includes a centric support burner 29 and a surrounding annular main burner 30 , Centric around the support burner 29 extends an annular air duct 33 , which radially outward through a flame stabilizer 34 is limited. Radially outside is an annular air duct 35 intended. In the air channels 33 and 35 are each swirl generator 36 respectively. 37 arranged.

Konzentrisch zu der beschriebenen Anordnung ist, wie erwähnt, der Hauptbrenner 30 angeordnet. Dieser wird von einem ringförmigen Luftkanal 38 mit einem Drallerzeuger 39 umgeben. Das Bezugszeichen 40 zeigt eine äußere Fläche des Flammenstabilisators 34. Der Hauptbrenner 30 umfasst einen Filmleger 41 mit einem Ringkanal 42 zur Einbringung von Brennstoff. Der Luftkanal 38 wird durch einen abgeschrägten Ring 43 begrenzt.Concentric with the arrangement described is, as mentioned, the main burner 30 arranged. This is from an annular air duct 38 with a swirl generator 39 surround. The reference number 40 shows an outer surface of the flame stabilizer 34 , The main burner 30 includes a filmmaker 41 with a ring channel 42 for the introduction of fuel. The air duct 38 is through a bevelled ring 43 limited.

Die Luft für den Sekundärbrennstoff des Stützbrenners wird durch den ringförmigen Luftkanal 33 durchgeleitet, während die Luft für den Hauptbrenner durch den ringförmigen Luftkanal 35 geführt wird.The air for the secondary fuel of the support burner is through the annular air duct 33 passed through, while the air for the main burner through the annular air duct 35 to be led.

Das Brennstoffsystem für den Hauptbrenner ist als Strömungsfilmleger ausgebildet. Der Brennstoff wird durch die Luft zerstäubt, welche durch die zwei ringförmigen Luftkanäle 35 und 38 zugeführt wird. Durch die vorgesehenen Drallerzeuger 37 und 39 kann die zugeführte Luft (Luftkanäle 35 und 38) entweder in gleicher Richtung rotieren oder in entgegengesetzter Richtung. Der Brennstoff tritt durch den Ringkanal 42 aus, die Gesamtströmung folgt dann dem äußeren Filmleger 41.The fuel system for the main burner is designed as a flow filer. The fuel is atomized by the air passing through the two annular air channels 35 and 38 is supplied. Through the provided swirl generator 37 and 39 can the supplied air (air ducts 35 and 38 ) rotate either in the same direction or in the opposite direction. The fuel passes through the annular channel 42 out, the total flow then follows the outer film layer 41 ,

Die 2 zeigt einen ringförmigen Flammenstabilisator 34 für die Stützzone, welcher einen V-förmigen Querschnittsbereich aufweist. Die äußere Fläche 40 des Flammenstabilisators 34 unterstützt eine Strömung längs der Brennstoffseite des Hauptbrenner-Brennstoff-Zerstäubers. Die Ausgestaltung sowie der Winkel der äußeren Fläche 40 sind so gewählt, dass sich eine konstante Reduktion des Strömungsbereichs längs des Luftkanals 35 ergibt. Die radial äußerste Komponente wird durch den Ring 43 mit der Abschrägung gebildet. Der Ring 43 lagert die gesamte Anordnung und bildet den Übergang zur Brennkammer 15. Die innere Kontur des abgeschrägten Rings 43 ist so ausgebildet, dass sie eine gute Luftströmung an der Außenseite des Filmlegers gewährleistet. Hierdurch werden die Zündeigenschaften des Brenners verbessert.The 2 shows an annular flame stabilizer 34 for the support zone, which has a V-shaped cross-sectional area. The outer surface 40 of the flame stabilizer 34 supports a flow along the fuel side of the main burner fuel atomizer. The design and the angle of the outer surface 40 are chosen so that there is a constant reduction of the flow area along the air channel 35 results. The radially outermost component is through the ring 43 formed with the bevel. The ring 43 stores the entire assembly and forms the transition to the combustion chamber 15 , The inner contour of the bevelled ring 43 is designed to ensure good air flow on the outside of the film layer. As a result, the ignition properties of the burner are improved.

Die 3 zeigt die unterschiedlichen Strömungsfelder, welche sich bei der in 2 gezeigten Konstruktion ergeben. Dabei tritt in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen eine Verbrennung in den nachfolgend beschriebenen Zonen auf:
Eine Stützströmung 44 bildet einen Strahl aus, welcher sich radial nach außen verzweigt. Eine Hauptströmung 46 führt zur Ausbildung einer zentrischen Rezirkulationsströmung 47, in welche die Stützströmung eingeschlossen ist. Die Rezirkulationsströmung 47 führt zu einer Rückströmung gegen die Strömungsrichtung zu einem Stagnationspunkt 45, an welchem die Stützströmung 44 abbricht. Hierdurch bildet sich eine Stagnationszone am Stagnationspunkt 45.
The 3 shows the different flow fields, which at the in 2 shown construction. Depending on the operating conditions, combustion occurs in the zones described below:
A supporting flow 44 forms a beam which branches radially outwards. A mainstream 46 leads to the formation of a centric recirculation flow 47 in which the supporting flow is enclosed. The recirculation flow 47 leads to a backflow against the flow direction to a stagnation point 45 at which the support flow 44 aborts. This creates a stagnation zone at the stagnation point 45 ,

Weiterhin bildet sich eine Flammenstabilisierungszone 48 als Folge der Umströmung des V-förmigen Flammenstabilisators 34. Die Stützströmung 44 bewegt sich radial nach außen. Durch den Gegendrall, welcher durch den inneren Hauptdrallerzeuger 36 ausgebildet wird, ergibt sich eine toroidale Rezirkulationszone, wie durch das Bezugszeichen 48 dargestellt. Die Hauptströmung 46 wird durch die Strömungen durch die Luftkanäle 33 und 35 gebildet.Furthermore, a flame stabilization zone is formed 48 as a result of the flow around the V-shaped flame stabilizer 34 , The supporting flow 44 moves radially outwards. By the counter-twist, which by the inner main swirl generator 36 is formed, resulting in a toroidal recirculation zone, as by the reference numeral 48 shown. The mainstream 46 is due to the currents through the air channels 33 and 35 educated.

Erfindungsgemäß ist es möglich, die duale Ausgestaltung des Stützbrenners durch unterschiedliche Konstruktionen zu verwirklichen. Dabei ist es möglich, zwei konzentrische Druckdrallzerstäuber vorzusehen. Es ist auch möglich, einen Druckdrallzerstäuber für die Primärstützfunktion und einen Druckluftzerstäuber für die Sekundärstützfunktion vorzusehen. Alternativ hierzu können auch zwei konzentrische Druckdrallzerstäuber mit einem gemeinsamen Ausströmbereich vorgesehen sein. Eine weitere Variante besteht in einem primären Druckdrallzerstäuber und einem sekundären Einzelstrahlenzerstäuber. Diese unterschiedlichen Ausgestaltungsvarianten werden nachfolgend beschrieben.According to the invention, it is possible to realize the dual design of the support burner by different constructions. It is possible to provide two concentric Druckdrallzerstäuber. It is also possible to provide a pressure swirl atomizer for the primary support function and a compressed air atomizer for the secondary support function. Alternatively, two concentric Druckdrallzerstäuber can be provided with a common outflow. Another variant consists of a primary pressure swirl atomizer and a secondary single jet atomizer. These different design variants will be described below.

Die 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit zwei konzentrischen Druckdrallzerstäubern. Der Stützbrenner 29 weist einen Primärbrennstoffkanal 31, welcher zentrisch angeordnet ist, sowie einen ringförmigen Sekundärbrennstoffkanal 32 auf. In dem Primärbrennstoffkanal 31 sind eine Anordnung von ringförmigen Schlitzen oder Ausnehmungen als Brennstoffdrallerzeuger 49 vorgesehen. Der Primärbrennstoffkanal 31 verzweigt sich, wie in 4 dargestellt, und mündet als hohler Konusstrahl durch einen kreisförmigen Auslass 50. Die Zumessung oder der Punkt des größten Druckabfalls kann entweder an dem Drallerzeuger 49 oder an dem Auslass 50 vorgesehen sein. Die Anzahl an Brennstoffdrallerzeuger-Schlitzen oder Ausnehmungen kann zwischen drei und acht betragen, abhängig von der gewünschten Strömungsmenge. Der Sekundärbrennstoff wird durch eine Anordnung von ringförmigen Schlitzen oder Ausnehmungen 51 mit Drall beaufschlagt, Die Anzahl der Schlitze oder Ausnehmungen kann ebenfalls zwischen drei und acht betragen. Der Sekundärbrennstoff tritt durch einen ringförmigen Auslass 52 aus. Der Brennstoff wird zerstäubt und mit der mit Drall beaufschlagten Stützluftströmung gemischt, welche durch den axialen Drallerzeuger 36 strömt. Ein Teil der Stützflamme stabilisiert sich stromab des Flammenstabilisators 34.The 4 shows an embodiment with two concentric Druckdrallzerstäubern. The support burner 29 has a primary fuel channel 31 , which is arranged centrally, and an annular secondary fuel channel 32 on. In the primary fuel channel 31 are an array of annular slots or recesses as a fuel swirler 49 intended. The primary fuel channel 31 branches, as in 4 represented, and flows through as a hollow cone beam a circular outlet 50 , The metering or point of greatest pressure drop can be either at the swirl generator 49 or at the outlet 50 be provided. The number of fuel swirler slots or recesses may be between three and eight, depending on the desired flow rate. The secondary fuel is through an array of annular slots or recesses 51 The number of slots or recesses may also be between three and eight. The secondary fuel passes through an annular outlet 52 out. The fuel is atomized and mixed with the swirling support airflow passing through the axial swirl generator 36 flows. Part of the support flame stabilizes downstream of the flame stabilizer 34 ,

Der Auslass der Sekundarbrennstoffströmung kann wie in 5 dargestellt, ausgebildet werden, um eine gezielte Trennung der Brennstoffausbringung zwischen den Primär- und Sekundärbrennstoffströmungen zu ermöglichen. Hierdurch wird die Kontrolle der lokalen Stöchiometrie verbessert.The outlet of the secondary fuel flow may be as in 5 shown to be formed to allow a targeted separation of the fuel output between the primary and secondary fuel flows. This improves the control of the local stoichiometry.

Die 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einem Druckdrallzerstäuber als Primärstützfunktion und einem Druckluftzerstäuber als Sekundärstützfunktion. Der Brennstoff wird durch den zentrischen Primärbrennstoffkanal 31 sowie den ringförmigen Sekundärbrennstoffkanal 32 zugeführt. Der Primärbrennstoff wird durch eine Anordnung von ringförmigen Schlitzen oder Ausnehmungen (Brennstoffdrallerzeuger 49) mit Drall beaufschlagt. Die Anzahl der Schlitze oder Ausnehmungen kann zwischen drei und acht betragen, abhängig von dem gewünschten Brennstoffmassenstrom. Der Primärbrennstoff tritt als hohler Konusstrahl durch den Auslass 50 aus. Die Zumessung oder der Punkt des höchsten Druckverlustes kann entweder an dem Brennstoffdrallerzeuger 49 oder an dem Auslass 50 vorliegen.The 6 shows an embodiment with a Druckdrallzerstäuber as a primary support function and a compressed air atomizer as a secondary support function. The fuel is through the centric primary fuel channel 31 and the annular secondary fuel channel 32 fed. The primary fuel is passed through an array of annular slots or recesses (fuel swirl generators 49 ) subjected to spin. The number of slots or recesses may be between three and eight, depending on the desired fuel mass flow. The primary fuel passes through the outlet as a hollow cone jet 50 out. The metering or maximum pressure drop point may be at either the fuel swirler 49 or at the outlet 50 available.

Der Sekundärzerstäuber ist als Druckluftzerstäuber ausgebildet. Der Sekundärbrennstoff wird durch eine Anordnung von ringförmigen Schlitzen oder Ausnehmungen verdrallt (Brennstoffdrallerzeuger 51). Die Anzahl der Drallerzeugerschlitze oder Ausnehmungen kann zwischen drei und acht betragen, abhängig von dem gewünschten Massenstrom. Der Sekundärbrennstoff trat durch einen ringförmigen Auslass 52 aus. Der Sekundärzerstäuber ist als Druckluftzerstäuber ausgebildet und so bemessen, dass eine radial innere Oberfläche 53 den Primärluftkanal 33 bildet. Die Primärluft kann ohne Drall oder unter Verwendung eines axialen Drallerzeugers zugeführt werden. Der Sekundärbrennstoff wird zerstäubt und mit den beiden ringförmigen Luftströmungen gemischt, nämlich die radial innere Luftströmung (Luftkanal 33) und die radial äußere Luftströmung (Luftkanal 54). Ein Teil der Stützflamme stabilisiert sich stromab des Flammenstabilisators 34.The secondary atomizer is designed as a compressed air atomizer. The secondary fuel is twisted by an array of annular slots or recesses (fuel swirl generator 51 ). The number of swirler slots or recesses may be between three and eight, depending on the desired mass flow. The secondary fuel passed through an annular outlet 52 out. The secondary atomizer is designed as a compressed air atomizer and dimensioned such that a radially inner surface 53 the primary air channel 33 forms. The primary air can be supplied without swirl or using an axial swirl generator. The secondary fuel is atomized and mixed with the two annular air flows, namely the radially inner air flow (air duct 33 ) and the radially outer air flow (air duct 54 ). Part of the support flame stabilizes downstream of the flame stabilizer 34 ,

Bei dem in 7 gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei konzentrische Druckdrallzerstäuber mit einem gemeinsamen Auslass 50 vorgesehen. Der Brennstoff wird durch den zentralen Primärbrennstoffkanal 31 sowie durch den ringförmigen Sekundärbrennstoffkanal 32 zugeführt. Der Primärkraftstoff wird unter Verwendung einer Anordnung von ringförmigen Schlitzen oder Löchern in Drall versetzt (Brennstoffdrallerzeuger 49). Die Anzahl der Drall erzeugenden Schlitze oder Löcher kann zwischen drei und acht betragen, abhängig von der gewünschten Brennstoffmasse. Der Brennstoff tritt als hohler Konusstrahl durch den kreisförmigen Auslass 50 aus. Die Zumessung oder der Punkt des höchsten Druckabfalls liegt am Brennstoffdrallerzeuger 49 und nicht am Auslass 50. Die Strömungsfläche des Auslasses 50 ist so bemessen, dass sie der Zumess- oder Drosselpunkt ist, wenn der Primärbrennstoffstrom und der Sekundärbrennstoffstrom ausströmen.At the in 7 shown embodiment are two concentric Druckdrallzerstäuber with a common outlet 50 intended. The fuel is through the central primary fuel channel 31 as well as through the annular secondary fuel channel 32 fed. The primary fuel is swirled using an array of annular slots or holes (fuel swirl generator 49 ). The number of spin-producing slots or holes may be between three and eight, depending on the desired fuel mass. The fuel passes as a hollow cone jet through the circular outlet 50 out. The metering or point of highest pressure drop is at the fuel swirl generator 49 and not at the outlet 50 , The flow area of the outlet 50 is sized to be the metering or throttling point as the primary fuel stream and the secondary fuel stream flow out.

Der Sekundärzerstäuber ist ein Druckdrallzerstäuber. Der Sekundärbrennstoff wird durch eine Anordnung von ringförmigen Schlitzen oder Löchern mit Drall versetzt (Brennstoffdrallerzeuger 55). Die Anzahl der Drallschlitze oder Löcher kann zwischen drei und acht sein, abhängig von der gewünschten Brennstoffmasse. Der Sekundärbrennstoff tritt auch durch den kreisförmigen Auslass 50 als hohler Konusstrahl aus. Beide Strahlen von Brennstoff werden zerstäubt und mit der Drallluftströmung vermischt, welche durch den axialen Drallerzeuger 36 zugeführt wird. Ein Teil der Stützflamme stabilisiert sich stromab des Flammenstabilisators 34.The secondary atomizer is a pressure swirl atomizer. The secondary fuel is swirled by an array of annular slots or holes (fuel swirl generator 55 ). The number of spin slots or holes may be between three and eight, depending on the desired fuel mass. The secondary fuel also passes through the circular outlet 50 as a hollow cone beam. Both jets of fuel are atomized and mixed with the swirl air flow, which through the axial swirl generator 36 is supplied. Part of the support flame stabilizes downstream of the flame stabilizer 34 ,

Die 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei welchem ein Primärdruckdrallzerstäuber und ein Sekundäreinzelstrahlenzerstäuber verwendet werden. Der Primärbrennstoff wird unter Verwendung einer Anordnung von ringförmigen Schlitzen oder Ausnehmungen mit Drall versetzt, deren Anzahl zwischen drei und acht, abhängig von dem gewünschten Massenstrom des Brennstoffs, ist. Der Primärbrennstoff bildet einen hohlen Konusspray durch den kreisförmigen Auslass 50. Die Zumessung oder der Punkt des höchsten Druckabfalls ist entweder an dem Brennstoffdrallerzeuger 49 oder dem Auslass 50. Der Sekundärbrennstoff wird als Einzelstrahlinjektion durch eine Anordnung von Ausnehmungen 56 zugeführt. Diese Ausnehmungen können entweder nur radial angeordnet, mit tangentialer Orientierung mit axialer Orientierung ausgebildet sein. Die Anzahl der Ausnehmungen kann zwischen drei und acht variieren. Der Primärbrennstoff ist radial außerhalb des Sekundärbrennstoffs angeordnet, um die einzelnen Strahlen-Ausnehmungen 56 zu kühlen. Beide Brennstoffströme werden zerstäubt und mit der verdrallten Primärluftströmung gemischt, welche durch den axialen Drallerzeuger 36 zugeführt wird. Dies ist im Detail im 9 dargestellt. Die 10 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht längs der Linie A-A von 9.The 8th shows another embodiment in which a primary pressure swirl atomizer and a secondary single-jet atomizer are used. The primary fuel is spun using an array of annular slits or swirl recesses, the number of which is between three and eight, depending on the desired mass flow of the fuel. The primary fuel forms a hollow cone spray through the circular outlet 50 , The metering or point of highest pressure drop is either at the fuel swirl generator 49 or the outlet 50 , The secondary fuel is injected as a single jet through an array of recesses 56 fed. These recesses can either be arranged only radially, be formed with tangential orientation with axial orientation. The number of recesses can vary between three and eight. The primary fuel is disposed radially outward of the secondary fuel around the individual jet recesses 56 to cool. Both fuel streams are atomized and mixed with the twisted primary air flow passing through the axial swirl generator 36 is supplied. This is in the detail 9 shown. The 10 shows an enlarged sectional view taken along the line AA of 9 ,

Bei den in Zusammenhang mit den 6 und 7 beschriebenen Ausgestaltungsvarianten ergibt sich eine verbesserte Interaktion zwischen der Stützbrennerluft und dem Primärbrennstoff. Da keine konzentrische Sekundärbrennstoffströmung vorliegt, kann die Luft den Primärbrennstoff an dem Brennstoffaustritt erreichen, was die sekundäre Zerstäubung und Gemischbildung verbessert.In connection with the 6 and 7 described design variants results in an improved interaction between the supporting burner air and the primary fuel. Because there is no concentric secondary fuel flow, the air can reach the primary fuel at the fuel exit, which improves secondary atomization and mixture formation.

Bei der in Zusammenhang mit 6 beschriebenen Ausgestaltung weist der Sekundärbereich des Stützbrenners die Vorteile eines Druckluftzerstäubers auf, insbesondere hinsichtlich der Rußbildung. Bei dem in den 8 bis 10 gezeigten Ausführungsbeispiel führen die einzelnen, diskreten Strahlen zu einer guten Zerstäubungsqualität. Die radial auswärts gerichteten einzelnen Strahlen führen zu einer höheren Strahldurchdringung bei steigendem Brennstofffluss. Somit wird bei einer Steigerung der Last des Gasturbinentriebwerks die Brennstoffanordnung radial nach außen bewegt. Dies führt zu einer Verbesserung der Gemischbildung.When in connection with 6 described embodiment, the secondary region of the support burner on the benefits of a Druckluftzerstäubers, in particular with regard to the formation of soot. In the in the 8th to 10 In the embodiment shown, the individual, discrete beams lead to a good atomization quality. The radially outwardly directed individual rays lead to a higher beam penetration with increasing fuel flow. Thus, as the load of the gas turbine engine increases, the fuel assembly is moved radially outward. This leads to an improvement of the mixture formation.

Die 11 und 12 zeigen mögliche Vorgehensweisen des Betriebs des erfindungsgemäßen zweistufigen Stützbrenners 29 und des Hauptbrenners 30. Dabei ist jeweils der Kraftstoffanteil über der Triebwerkslast dargestellt.The 11 and 12 show possible procedures of the operation of the two-stage support burner according to the invention 29 and the main burner 30 , In each case, the fuel fraction is shown above the engine load.

Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Systemen mit einem einzigen einstufigen Stützbrenner kann dieser nur bis unterhalb einer mittleren Leistung des Gasturbinentriebwerks betrieben werden. Wenn dieser Bereich überschritten wird, ergeben sich hohe Emissionen, insbesondere eine hohe Rußentwicklung durch den Stützbrenner sowie eine ungünstige Verbrennungseffizienz. Wenn bei diesen niedrigen Lastbedingungen der Hauptbrenner eingeschaltet wird, führt dies zu einer schlechten Verbrennungseffizienz des Hauptbrenners. Wie beschrieben, wurde vorgeschlagen, dieses Problem durch eine gestufte Ausgestaltung des Hauptbrenners zu überwinden, was jedoch das Betriebsverhalten der Turbine erheblich beeinträchtigen kann.In the systems known from the prior art with a single single-stage auxiliary burner, this can only be operated below an average power of the gas turbine engine. If this range is exceeded, high emissions result, in particular high soot development by the auxiliary burner and unfavorable combustion efficiency. Turning on the main burner at these low load conditions results in poor combustion efficiency of the main burner. As described, it has been proposed to overcome this problem by means of a stepped configuration of the main burner, which, however, can considerably impair the operating behavior of the turbine.

Bei den beiden nachfolgend beschriebenen Vorgehensweisen wird durch die Unterteilung des Stützbrenners die Versorgung durch einen Primärbrennstoffkanal und einen Sekundärbrennstoffkanal ermöglicht, so dass der Stützbrenner bei größeren Lastzuständen (60% und höher) betrieben werden kann. Gute Zündungcharakteristiken und Startcharakteristiken der Gasturbine werden durch eine fette Brennstoffversorgung in der ersten Stufe des Stützbrenners sichergestellt (Brennstoffzuführung durch den Primärbrennstoffkanal). Eine magerere Verbrennung durch die zweite Stufe des Stützbrenners (Brennstoffversorgung durch den Sekundärbrennstoffkanal) führt zu einem verbesserten Emissionsverhalten bei höheren Lastzuständen der Gasturbine. Dadurch kann der Hauptbrenner erst bei Erreichen eines höheren Lastzustands zugeschaltet werden, wodurch seine Effizienz verbessert wird.In the two procedures described below, the subdivision of the backup burner enables the supply of a primary fuel channel and a secondary fuel channel, so that the auxiliary burner can be operated at higher load conditions (60% and higher). Good ignition characteristics and starting characteristics of the gas turbine are ensured by a rich fuel supply in the first stage of the auxiliary burner (fuel supply through the primary fuel channel). Leaner combustion through the secondary stage of the backup burner (fuel supply through the secondary fuel channel) results in improved emissions performance at higher load conditions of the gas turbine engine. As a result, the main burner can be switched on only when a higher load condition is reached, whereby its efficiency is improved.

Die 11 zeigt eine erste Option, bei welcher zur Zündung und zum Start bis ungefähr 20% Last des Gastriebwerks die erste Stufe des Stützbrenners 29 (Versorgung durch den Primärbrennstoffkanal 31) verwendet wird. Dies führt zu einer fetten stabilen Flamme. In der nächsten Stufe werden beide Bereiche des Stützbrenners 29 verwendet (Brennstoffversorgung durch den Primärbrennstoffkanal 31 und den Sekundärbrennstoffkanal 32), Diese Stufe erstreckt sich zwischen ungefähr 20% und ungefähr 60% Last. Es ergibt sich eine fette Flamme aus der ersten Stufe des Stützbrenners (Primärbrennstoffkanal) sowie eine magere Flamme aus der zweiten Stufe des Stützbrenners (Sekundärbrennstoffkanal). Zwischen ungefähr 60% Last und 100% Last werden die erste Stufe des Stützbrenners 29 sowie der Hauptbrenner 30 in Betrieb genommen.The 11 FIG. 12 shows a first option wherein the ignition and start up to about 20% load of the gas engine is the first stage of the backup burner 29 (Supply through the primary fuel channel 31 ) is used. This leads to a fat stable flame. In the next stage, both areas of the support burner 29 used (fuel supply through the primary fuel channel 31 and the secondary fuel channel 32 ), This level ranges between about 20% and about 60% load. The result is a rich flame from the first stage of the support burner (primary fuel channel) and a lean flame from the second stage of the support burner (secondary fuel channel). Between about 60% load and 100% load become the first stage of the support burner 29 as well as the main burner 30 put into operation.

Die in 12 beschriebene Variante zeigt in dem dritten Bereich die zusätzliche Verwendung der zweiten Stufe des Stützbrenners (Sekundärbrennstoffkanal) zusammen mit dem Hauptbrenner.In the 12 described variant shows in the third area, the additional use of the second stage of the support burner (secondary fuel channel) together with the main burner.

Die Beschriftungen in den 11 und 12 sind wie folgt: Pilot 1 bezieht sich auf die erste Stufe des Stützbrenners 29 mit Brennstoffversorgung durch den Primärbrennstoffkanal 31, Pilot 2 bezieht sich auf die zweite Stufe des Stützbrenners 29 mit Brennstoffversorgung durch den Sekundärbrennstoffkanal, die Hauptstufe bezieht sich auf den Hauptbrenner.The labels in the 11 and 12 are as follows: Pilot 1 refers to the first stage of the support burner 29 with fuel supply through the primary fuel channel 31 , Pilot 2 refers to the second stage of the support burner 29 with fuel supply through the secondary fuel channel, the main stage refers to the main burner.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
TriebwerksachseEngine axis
1010
GasturbinentriebwerkGas turbine engine
1111
Lufteinlassair intake
1212
im Gehäuse umlaufender Fanin the housing revolving fan
1313
ZwischendruckkompressorIntermediate pressure compressor
1414
HochdruckkompressorHigh pressure compressor
1515
Brennkammerncombustors
1616
HochdruckturbineHigh-pressure turbine
1717
ZwischendruckturbineIntermediate pressure turbine
1818
NiederdruckturbineLow-pressure turbine
1919
Abgasdüseexhaust nozzle
2020
Leitschaufelnvanes
2121
TriebwerksgehäuseEngine casing
2222
KompressorlaufschaufelnCompressor blades
2323
Leitschaufelnvanes
2424
Turbinenschaufelnturbine blades
2626
Kompressortrommel oder -scheibeCompressor drum or disc
27 27
TurbinenrotornabeTurbinenrotornabe
2828
Auslasskonusoutlet cone
2929
Stützbrennersupporting burner
3030
Hauptbrennermain burner
3131
PrimärbrennstoffkanalPrimary fuel channel
3232
SekundärbrennstoffkanalSecondary fuel channel
3333
Luftkanalair duct
3434
Flammenstabilisatorflame stabilizer
3535
Ringförmiger LuftkanalAnnular air duct
3636
Drallerzeugerswirl generator
3737
Drallerzeugerswirl generator
3838
Luftkanalair duct
3939
Drallerzeugerswirl generator
4040
Äußere Fläche des FlammenstabilisatorsOuter surface of the flame stabilizer
4141
Filmlegerfilm applicator
4242
Ringkanalannular channel
4343
Ringring
4444
Stützströmungsupport flow
4545
Stagnationspunktstagnation point
4646
Hauptströmungmainstream
4747
Rezirkulationsströmungrecirculation
4848
FlammenstabilisierungszoneFlame stabilization zone
4949
BrennstoffdrallerzeugerFuel swirl generator
5050
Auslassoutlet
5151
BrennstoffdrallerzeugungFuel swirl generation
5252
Auslassoutlet
5353
Oberflächesurface
5454
Luftkanalair duct
5555
BrennstoffdrallerzeugerFuel swirl generator
5656
Ausnehmungrecess

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 2051010 A1 [0003] EP 2051010 A1 [0003]
  • EP 1801504 A2 [0004] EP 1801504 A2 [0004]

Claims (10)

Magervormischbrenner eines Fluggasturbinentriebwerks mit einem zentrisch angeordneten Stützbrenner (29) und einem diesen ringartig umgebenden Hauptbrenner (30), dadurch gekennzeichnet, dass der Stützbrenner (29) einen Primärbrennstoffkanal (31) und einen Sekundärbrennstoffkanal (32) aufweist, welche unabhängig voneinander mit Brennstoff versorgbar sind.Magervormischbrenner an aircraft gas turbine engine with a centrally arranged support burner ( 29 ) and a torch surrounding this annular ( 30 ), characterized in that the supporting burner ( 29 ) a primary fuel channel ( 31 ) and a secondary fuel channel ( 32 ), which can be supplied with fuel independently of each other. Magervormischbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrische Primärbrennstoffkanal (31) für einen zur Zündung des Fluggasturbinentriebwerks bemessenen Brennstoffmassenstrom ausgelegt ist.A lean burn burner according to claim 1, characterized in that the centric primary fuel channel ( 31 ) is designed for a fuel mass flow rated for igniting the aircraft gas turbine engine. Magervormischbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Sekundärbrennstoffkanal (32) für einen, für den Teillastbetrieb des Fluggasturbinentriebwerks, bemessenen Brennstoffmassenstrom ausgelegt ist.A lean burn burner according to claim 1 or 2, characterized in that the annular secondary fuel passage ( 32 ) is designed for a, for the part-load operation of the aircraft gas turbine engine, rated fuel mass flow. Magervormischbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützbrenner (29) zwei konzentrische mit Drall behaftete Druckzerstäuber umfasst.A lean burn burner according to one of claims 1 to 3, characterized in that the support burner ( 29 ) comprises two concentric swirled pressure atomizers. Magervormischbrenner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerstäuber einen gemeinsamen Austrittsbereich (50) umfassen.A lean burn burner according to claim 4, characterized in that the atomizers have a common exit area ( 50 ). Magervormischbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützbrenner (29) einen mit dem Primärbrennstoffkanal (31) verbundenen zentrischen Drallzerstäuber und einen mit dem Sekundärbrennstoffkanal (32) verbundenen Druckluftzerstäuber umfasst.A lean burn burner according to one of claims 1 to 3, characterized in that the support burner ( 29 ) one with the primary fuel channel ( 31 ) and a central with the secondary fuel channel ( 32 ) Compressed air atomizer comprises. Magervormischbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützbrenner (29) einen zentrischen, mit dem Primärbrennstoffkanal (31) verbundenen Druckzerstäuber und einen diesen umgebenden, mit dem Sekundärbrennstoffkanal (32) verbundenen Einzelstrahlzerstäuber umfasst.A lean burn burner according to one of claims 1 to 3, characterized in that the support burner ( 29 ) a centric, with the primary fuel channel ( 31 ) associated pressure atomizer and a surrounding, with the secondary fuel channel ( 32 ) comprises a single jet atomizer. Magervormischbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Primärbrennstoffkanal (31) zentrisch angeordnet ist und von einem ringförmigen Sekundärbrennstoffkanal (32) umgeben ist.A lean burn burner according to one of claims 1 to 7, characterized in that the primary fuel channel ( 31 ) is arranged centrally and by an annular secondary fuel channel ( 32 ) is surrounded. Magervormischbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sekundärbrennstoffkanal (32) zentrisch angeordnet und von einem ringförmigen Primärbrennstoffkanal (31) umgeben ist.A lean burn burner according to one of claims 1 to 8, characterized in that the secondary fuel channel ( 32 ) and arranged by an annular primary fuel channel ( 31 ) is surrounded. Verfahren zum Betrieb eines Magervormischbrenners nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem zur Zündung und zum Start des Gasturbinentriebwerks eine erste Stufe des Stützbrenners (29) mit Brennstoffversorgung durch den Primärbrennstoffkanal (31) bis zu einer Last der Gasturbine von ungefähr 20% zur Anwendung kommt, bei welchem zwischen einer Last von ungefähr 20% bis ungefähr 60% der Gasturbine zusätzlich eine zweite Stufe des Stützbrenners (29) mit Brennstoffversorgung durch den Sekundärbrennstoffkanal (32) zur Anwendung gelangt und bei welchem zwischen einer Last von ungefähr 60% bis 100% des Gasturbinentriebwerks die erste Stufe des Stützbrenners (29) und der Hauptbrenner oder die erste Stufe und die zweite Stufe des Stützbrenners und der Hauptbrenner zur Anwendung kommen.Method for operating a lean premix burner according to one of Claims 1 to 9, in which a first stage of the support burner (11) for igniting and starting the gas turbine engine ( 29 ) with fuel supply through the primary fuel channel ( 31 ) is applied to a load of the gas turbine of about 20%, in which between a load of about 20% to about 60% of the gas turbine additionally a second stage of the supporting burner ( 29 ) with fuel supply through the secondary fuel channel ( 32 ) and in which between a load of about 60% to 100% of the gas turbine engine, the first stage of the auxiliary burner ( 29 ) and the main burner or the first stage and the second stage of the support burner and the main burner are used.
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