DE102019002070A1

DE102019002070A1 - Gasturbinenbrennkammer und damit ausgestattete gasturbinenmaschine

Info

Publication number: DE102019002070A1
Application number: DE102019002070.7A
Authority: DE
Inventors: Mitsunori Isono; Keijiro Saito; Shuhei HOSAKA
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2018-03-26
Filing date: 2019-03-22
Publication date: 2019-09-26
Anticipated expiration: 2039-03-23
Also published as: US20190293287A1; CN110360595A; CN110360595B; US11085637B2; DE102019002070B4; JP6692847B2; JP2019167924A

Abstract

Eine Gasturbinenbrennkammer umfasst einen Pilotbrenner, der an einem zentralen Abschnitt einer Brennkammerauskleidung angeordnet ist, und eine Vielzahl von Hauptbrennern, die so angeordnet sind, dass sie den Pilotbrenner umgeben. Der Pilotbrenner umfasst: eine Pilotdüse, die an einem zentralen Abschnitt der Brennkammerauskleidung angeordnet ist, und einen Pilotkonus, der einen aufgeweiteten Abschnitt umfasst, der sich von einer Umgebung eines stromabwärtigen Endes der Pilotdüse stromabwärts aufweitet, und einen ringförmigen Abschnitt mit einer ringförmigen Form, der sich von einem stromabwärtigen Öffnungsende des aufgeweiteten Abschnitts in einer Radialrichtung nach außen erstreckt. Der ringförmige Abschnitt umfasst eine erste Position in einer Umfangsrichtung und eine zweite Position in der Umfangsrichtung, die sich von der ersten Position unterscheidet, und die erste Position und die zweite Position weisen unterschiedliche Weiten in der Radialrichtung auf.

Description

Technisches Gebiet
Diese Offenbarung betrifft eine Gasturbinenbrennkammer und eine damit ausgestattete Gasturbinenmaschine.
Hintergrund
Eine Gasturbinenbrennkammer mit vorgemischter Verbrennung mit einem Pilotbrenner, der an einem zentralen Abschnitt einer Brennkammerauskleidung angeordnet ist, und einer Vielzahl von Hauptbrennern, die den Pilotbrenner umgeben, ist bekannt. Solch eine Gasturbinenbrennkammer mit vorgemischter Verbrennung verursacht durch eine Verbrennung periodische Druckschwankungen in der Brennkammer, was zu einer sogenannten Verbrennungsschwingung führen kann, wenn eine Übereinstimmung zwischen dem Zyklus der Druckschwankung und der akustischen Eigenfrequenz der Brennkammer auftritt. Die Verbrennungsschwingung macht eine Verbrennung instabil und verursacht Probleme wie beispielsweise eine Beschädigung der Brennkammer aufgrund von Verbrennungsdruckschwankungen.
In Anbetracht der obigen Probleme offenbart beispielsweise Patentschrift 1, dass Hauptdüsen ungleichmäßig in dem Brennkammerzylinder in der Umfangsrichtung der Brennkammerauskleidung angeordnet sind, so dass sie ein vorgemischtes Gas, das von den Hauptdüsen zugeführt wird, an derselben Position in der Axialrichtung der Brennkammer entzünden und verbrennen, diese Ausgestaltung versucht eine Konzentration der Wärmeerzeugungsposition aufgrund der Injektionsflamme zu verhindern und eine Verbrennungsschwingung zu vermeiden.
Zitationsliste
Patentschrift
Patentschrift 1: JP 2011-47401 A
Zusammenfassung
In Anbetracht der Herstellung, Steuerung und Wartung einer Gasturbine ist es zu bevorzugen, dass Hauptbrenner in der Brennkammerauskleidung in der Axialrichtung in einer symmetrischen Weise gleichmäßig um die Achse herum angeordnet sind. Daher gibt es einen Bedarf an einer Ausgestaltung, die eine Verbrennungsschwingung verhindert und vermeidet, während eine Symmetrie und Einheitlichkeit der Anordnung der Hauptbrenner beibehalten ist.
In Anbetracht des Obigen ist es eine Aufgabe von zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Auftreten einer Verbrennungsschwingung zu verhindern, während eine Symmetrie der Anordnung der Hauptbrenner beibehalten ist.
(1) Gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Gasturbinenbrennkammer: einen Pilotbrenner, der an einem zentralen Abschnitt einer Brennkammerauskleidung angeordnet ist, und eine Vielzahl von Hauptbrennern, die so angeordnet sind, dass sie den Pilotbrenner umgeben. Der Pilotbrenner umfasst eine Pilotdüse, die an dem zentralen Abschnitt der Brennkammerauskleidung angeordnet ist, und einen Pilotkonus, der einen aufgeweiteten Abschnitt, der sich von einer Umgebung eines stromabwärtigen Endes der Pilotdüse stromabwärts aufweitet, und einen ringförmigen Abschnitt mit einer ringförmigen Form, der sich in einer Radialrichtung von einem stromabwärtigen Öffnungsende des aufgeweiteten Abschnitts nach außen erstreckt. Der ringförmige Abschnitt weist eine erste Position in einer Umfangsrichtung und eine zweite Position in der Umfangsrichtung, die sich von der ersten Position unterscheidet, auf, und die erste Position und die zweite Position weisen in der Radialrichtung unterschiedliche Weiten auf.
Mit der obigen Ausgestaltung (1) variiert, da die Weite bzw. Breite des ringförmigen Abschnitts des Pilotkonus in der Radialrichtung zwischen der ersten Position und der zweiten Position in der Umfangsrichtung variiert, eine Mischposition, wo eine Pilotflamme, die von der Pilotdüse eingespritzt und entlang des Innenumfangs des Pilotkonus stromabwärts geleitet wird, mit einem Hauptbrennstoff gemischt wird, der von den Hauptbrennern eingespritzt wird, in der Richtung der Mittelachse der Brennkammerauskleidung abhängig von der Weite des ringförmigen Abschnitts. Wenn die Weite des ringförmigen Abschnitts also weit bzw. groß ist, wird die Pilotflamme und der Hauptbrennstoff an einer weiter stromabwärtigen Position gemischt, und wenn die Weite des ringförmigen Abschnitts schmal bzw. klein ist, wird die Pilotflamme und der Hauptbrennstoff an einer weiter stromaufwärtigen Position gemischt. Dementsprechend kann mit der obigen Ausgestaltung (1) die Flammenhalteposition an unterschiedlichen Orten (Phasen) in der Umfangsrichtung in der Axialrichtung verteilt bzw. ausgebreitet sein. Somit kann verhindert werden, dass sich die Flammenhalteposition an einer bestimmten Position in der Axialrichtung konzentriert, während eine Symmetrie der Anordnung der Hauptbrenner beibehalten ist und eine Verbrennungsschwingung vermieden sein kann.
(2) Bei einigen Ausführungsformen kann bei der obigen Ausgestaltung (1) eine Mitte eines Außenumfangs des ringförmigen Abschnitts des Pilotkonus mit einer Mittelachse der Brennkammerauskleidung übereinstimmen und eine Mitte eines Innenumfangs des ringförmigen Abschnitts kann von der Mittelachse der Brennkammerauskleidung abweichen.
Mit der obigen Ausgestaltung (2) variiert, da der Innenumfang des ringförmigen Abschnitts hinsichtlich des Außenumfang des ringförmigen Abschnitts exzentrisch ist, welcher konzentrisch zu der Mittelachse der Brennkammerauskleidung ist, die Weite bzw. Breite des ringförmigen Abschnitts mit einer Position in der Umfangsrichtung, wodurch die Flammenhalteposition in der Axialrichtung verteilt sein kann. Dementsprechend kann eine Verbrennungsschwingung vermieden sein, während eine Symmetrie der Anordnung der Hauptbrenner beibehalten ist.
(3) Bei einigen Ausführungsformen kann bei der obigen Ausgestaltung (1) oder (2) zumindest ein Außenumfang des ringförmigen Abschnitts des Pilotkonus in einer Richtung der Mittelachse der Brennkammerauskleidung betrachtet elliptisch sein, so dass eine Weite des ringförmigen Abschnitts in der Radialrichtung in der Umfangsrichtung variiert.
Mit der obigen Ausgestaltung (3) variiert, da zumindest der Außenumfang des ringförmigen Abschnitts elliptisch ist, wenn in der Richtung der Mittelachse der Brennkammerauskleidung betrachtet, die Weite bzw. Breite des ringförmigen Abschnitts in der Umfangsrichtung, und die Flammenhalteposition, ist in der Axialrichtung verteilt. Dementsprechend kann eine Verbrennungsschwingung vermieden sein, während eine Symmetrie der Anordnung der Hauptbrenner beibehalten ist.
(4) Bei einigen Ausführungsformen kann bei der obigen Ausgestaltung (1) die Pilotdüse hinsichtlich einer Mittelachse der Brennkammerauskleidung exzentrisch angeordnet sein, und der Pilotkonus kann so angeordnet sein, dass eine Mitte eines Außenumfangs des ringförmigen Abschnitts mit der Mittelachse der Brennkammerauskleidung übereinstimmt, und eine Mitte eines Innenumfangs des ringförmigen Abschnitts von der Mittelachse der Brennkammerauskleidung abweicht.
Mit der obigen Ausgestaltung (4) variiert, da der Mittelpunkt des Außenumfangs des ringförmigen Abschnitts mit der Mittelachse der Brennkammerauskleidung übereinstimmt, während die Mitte des Innenumfangs des ringförmigen Abschnitts von der Mittelachse der Brennkammerauskleidung abweicht, die Weite bzw. Breite des ringförmigen Abschnitts in der Umfangsrichtung und die Flammenhalteposition ist in der Axialrichtung verteilt. Dementsprechend kann eine Verbrennungsschwingung vermieden sein, während eine Symmetrie der Anordnung der Hauptbrenner beibehalten ist.
(5) Bei einigen Ausführungsformen kann bei der obigen Ausgestaltung (4) der Innenumfang des ringförmigen Abschnitts konzentrisch zu der Pilotdüse sein.
Mit der obigen Ausgestaltung (5) kann ebenfalls eine Verbrennungsschwingung vermieden sein, während eine Symmetrie der Anordnung der Hauptbrenner beibehalten ist.
(6) Bei einigen Ausführungsformen kann bei einer der obigen Ausgestaltungen (1) bis (5) der Pilotkonus einen zylindrischen Abschnitt aufweisen, der um die Pilotdüse herum angeordnet ist und sich von einem stromaufwärtigen Ende des aufgeweiteten Abschnitts stromaufwärts erstreckt, und die Pilotdüse kann hinsichtlich des zylindrischen Abschnitts exzentrisch angeordnet sein.
Mit der obigen Ausgestaltung (6) ist die Pilotdüse hinsichtlich des zylindrischen Abschnitts, der Stromaufwärts des aufgeweiteten Abschnitts angeordnet ist, exzentrisch angeordnet. Somit wird Brennstoff, der von der Pilotdüse eingespritzt wird, asymmetrisch zu dem Innenumfang des aufgeweiteten Abschnitts geleitet und mit Brennstoff, der von jeder Hauptdüse eingespritzt wird, an einer asymmetrischen Position hinsichtlich der Mittelachse der Brennkammerauskleidung gemischt. Dementsprechend kann die Flammenhalteposition um die Achse herum und in der Axialrichtung verteilt sein und somit kann eine Verbrennungsschwingung vermieden sein, während eine Symmetrie der Anordnung der Hauptbrenner beibehalten ist.
(7) Bei einigen Ausführungsformen kann bei der obigen Ausgestaltung (6) eine Mitte des zylindrischen Abschnitts des Pilotkonus mit einer Mittelachse der Brennkammerauskleidung übereinstimmen.
Mit der obigen Ausgestaltung (7) ist die Pilotdüse, die hinsichtlich der Mitte des zylindrischen Abschnitts exzentrisch angeordnet ist, hinsichtlich der Mittelachse der Brennkammerauskleidung exzentrisch angeordnet. Somit wird Brennstoff, der von der Pilotdüse eingespritzt wird, asymmetrisch zu dem Innenumfang des aufgeweiteten Abschnitts geleitet und mit Brennstoff, der von jeder Hauptdüse eingespritzt wird, an einer asymmetrischen Position hinsichtlich der Mittelachse der Brennkammerauskleidung gemischt. Dementsprechend kann die Flammenhalteposition um die Achse herum und in der Axialrichtung verteilt sein und somit kann eine Verbrennungsschwingung vermieden sein, während eine symmetrische Anordnung der Hauptbrenner beibehalten ist.
(8) Bei einigen Ausführungsformen kann bei der obigen Ausgestaltung (6) die Pilotdüse konzentrisch zu einer Mittelachse der Brennkammerauskleidung angeordnet sein.
Mit der obigen Ausgestaltung (8) ist zumindest der zylindrische Abschnitt des Pilotkonus hinsichtlich der Pilotdüse exzentrisch angeordnet, welche zu der Mittelachse der Brennkammerauskleidung konzentrisch ist. Somit wird Brennstoff, der von der Pilotdüse eingespritzt wird, asymmetrisch zu dem Innenumfang des aufgeweiteten Abschnitts geleitet und mit Brennstoff, der von jeder Hauptdüse eingespritzt wird, an einer asymmetrischen Position hinsichtlich der Mittelachse der Brennkammerauskleidung gemischt. Dementsprechend kann die Flammenhalteposition um die Achse herum und in der Axialrichtung verteilt sein und somit kann eine Verbrennungsschwingung vermieden sein, während eine Symmetrie der Anordnung der Hauptbrenner beibehalten ist.
(9) Bei einigen Ausführungsformen kann bei der obigen Ausgestaltung (7) oder (8) die Pilotdüse eine Vielzahl von voneinander beabstandeten Verwirbelern aufweisen, die an einem Außenumfang der Pilotdüse entlang der Umfangsrichtung angeordnet sind, wobei sich jeder der Verwirbeler in der Radialrichtung nach außen erstreckt. Die Verwirbeler können an unterschiedlichen Positionen in der Umfangsrichtung unterschiedliche Höhen aufweisen.
Mit der obigen Ausgestaltung (9) erzeugen variierende Höhen der Verwirbeler der Pilotdüse in der Umfangsrichtung ein nicht einheitliches Strömungsfeld hinsichtlich der Axialrichtung, wodurch die Flammenhalteposition verteilt sein kann. Dementsprechend kann ein Durchschnitt von maximalen Erwärmungswerten reduziert und eine Verbrennungsschwingung aufgrund von konzentrierter Wärmefreisetzung in der Umgebung der Brennstoffdüse verhindert werden, während eine Symmetrie der Anordnung der Hauptbrenner beibehalten ist.
(10) Bei einigen Ausführungsformen kann bei einer der obigen Ausgestaltungen (6) bis (9) die Gasturbinenbrennkammer ferner ein Erweiterungsrohr, das so angeordnet ist, dass es den Pilotbrenner umgibt und zwischen dem Pilotbrenner und den Hauptbrennern partitioniert, aufweisen. Das Erweiterungsrohr kann einen zweiten zylindrischen Abschnitt, der den zylindrischen Abschnitt des Pilotkonus und zumindest einen Teil des Pilotbrenners abdeckt, und einen zweiten aufgeweiteten Abschnitt, der sich so erstreckt, dass er sich von einem stromabwärtigen Ende des zweiten zylindrischen Abschnitts stromabwärts aufweitet und den aufgeweiteten Abschnitt und den ringförmigen Abschnitt des Pilotkonus umgibt, aufweisen.
Mit der obigen Ausgestaltung (10) kann, ohne die Anordnung des Erweiterungsrohrs und der Hauptbrenner, die um das Erweiterungsrohr herum angeordnet sind, zu ändern, die Flammenhalteposition hauptsächlich durch die Anordnung und die Ausgestaltung der Pilotdüse oder des Pilotkonus, die bzw. der innerhalb des Erweiterungsrohrs angeordnet sind, verteilt sein.
(11) Gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Gasturbinenmaschine: einen Verdichter zum Verdichten von Luft, die Gasturbinenbrennkammer, die in einer der obigen (1) bis (10) beschrieben ist, zum Einspritzen eines Brennstoffs zu der von dem Verdichter verdichteten Luft und zum Verbrennen des Brennstoffs, und eine Gasturbine, die ausgestaltet ist, um durch die Expansion von Verbrennungsgas, das von der Gasturbinenbrennkammer eingespritzt wird, angetrieben zu werden.
Mit der Ausgestaltung (11) kann die Flammenhalteposition an unterschiedlichen Orten in der Umfangsrichtung in der Axialrichtung verteilt sein. Somit kann die Gasturbinenmaschine mit der Gasturbinenbrennkammer erlangt sein, die verhindern kann, dass sich die Flammenhalteposition an einer bestimmten Position in der Axialrichtung konzentriert und die eine Verbrennungsschwingung vermeiden kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Auftreten einer Verbrennungsschwingung verhindert sein, während eine Symmetrie der Hauptbrenner beibehalten ist.
Figurenliste

1 ist eine schematische Ansicht einer beispielhaften Ausgestaltung einer Gasturbinenmaschine gemäß einer Ausführungsform.
2 ist eine Vorderansicht einer beispielhaften Ausgestaltung einer Gasturbinenbrennkammer gemäß einer Ausführungsform.
3 ist eine Querschnittsseitenansicht einer beispielhaften Ausgestaltung einer Gasturbinenbrennkammer gemäß einer Ausführungsform.
4 ist ein Diagramm, das eine Position in der Axialrichtung und eine Wärmefreisetzungsrate zwischen einer konventionellen Gasturbinenbrennkammer und einer Gasturbinenbrennkammer gemäß einer Ausführungsform vergleicht.
5 ist eine Vorderansicht einer beispielhaften Ausgestaltung einer Gasturbinenbrennkammer gemäß einer anderen Ausführungsform.
6 sind je eine Querschnittsseitenansicht einer beispielhaften Ausgestaltung einer Gasturbinenbrennkammer gemäß einer anderen Ausführungsform; 6A zeigt einen Querschnitt A, und 6B zeigt einen Querschnitt B.
7 ist eine Vorderansicht einer beispielhaften Ausgestaltung einer Gasturbinenbrennkammer gemäß einer anderen Ausführungsform.
8 ist eine Seiten-Querschnittsansicht einer beispielhaften Ausgestaltung einer Gasturbinenbrennkammer gemäß einer anderen Ausführungsform.
9 ist eine Vorderansicht einer beispielhaften Ausgestaltung einer Gasturbinenbrennkammer gemäß einer anderen Ausführungsform.
10 ist eine Seiten-Querschnittsansicht einer beispielhaften Ausgestaltung einer Gasturbinenbrennkammer gemäß einer anderen Ausführungsform.
11 ist eine Vorderansicht einer beispielhaften Ausgestaltung einer Gasturbinenbrennkammer gemäß einer anderen Ausführungsform.
12 ist eine Seiten-Querschnittsansicht einer beispielhaften Ausgestaltung einer Gasturbinenbrennkammer gemäß einer anderen Ausführungsform.

Detaillierte Beschreibung
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun im Detail mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es ist jedoch angedacht, dass, so lange nicht anders identifiziert, Dimensionen, Materialien, Formen, relative Positionen und ähnliches von in den Ausführungsformen beschriebenen Komponenten nur als illustrativ interpretiert werden sollten und nicht dazu gedacht sind den Umfang der vorliegenden Erfindung zu begrenzen.
Beispielsweise sollte ein Ausdruck einer relativen oder absoluten Anordnung wie beispielsweise „in einer Richtung“, „entlang einer Richtung“, „parallel“, „orthogonal“, „zentral“, „konzentrisch“ und „koaxial“ nicht so ausgelegt werden, dass er nur die Anordnung in einem strikt wörtlichen Sinne beschreibt, sondern auch einen Zustand umfasst, indem die Anordnung durch eine Toleranz oder durch einen Winkel oder einen Abstand relativ verschoben ist, wodurch dieselbe Funktion erlangt werden kann.
Beispielsweise sollte ein Ausdruck eines gleichen Zustands wie beispielsweise „gleich“, „dasselbe“ und „einheitlich“ nicht so ausgelegt werden, dass er nur den Zustand anzeigt, in dem das Merkmal strikt gleich ist, sondern auch einen Zustand umfasst, indem es eine Toleranz oder einen Unterschied gibt, der immer noch dieselbe Funktion erlangen kann.
Ferner sollte beispielsweise ein Ausdruck einer Form wie beispielsweise „eine rechteckige Form“ oder „eine zylindrische Form“ nicht so ausgelegt werden, dass er nur die strikt geometrische Form anzeigt, sondern auch eine Form mit Unebenheiten oder abgeflachte Ecken innerhalb des Bereiches, in dem derselbe Effekt erlangt werden kann, umfasst.
Demgegenüber ist ein Ausdruck wie beispielsweise „umfassen“, „aufweisen“, „mit“, „beinhalten“ und „bilden“ nicht dazu gedacht andere Komponenten auszuschließen.
1 ist eine schematische Ansicht einer beispielhaften Ausgestaltung einer Gasturbinenmaschine gemäß einer Ausführungsform.
Wie in 1 dargestellt aber nicht darauf begrenzt weist die Gasturbinenmaschine 1 gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung einen Verdichter 6 zum Verdichten von Luft, welche als ein Oxidationsmittel dient, eine Gasturbinenbrennkammer 3 zum Einspritzen eines Brennstoffs zu der von dem Verdichter 6 verdichteten Luft und zum Verbrennen des Brennstoffs, die in jeder der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben sind, und eine Gasturbine 2, die ausgestaltet ist, um durch Expansion des Verbrennungsgases, das von der Gasturbinenbrennkammer 3 ausgestoßen wird, angetrieben zu werden, auf. In einem Fall, bei dem die Gasturbinenmaschine 1 zur Energieerzeugung verwendet wird, ist ein Generator (nicht dargestellt) mit der Gasturbine 2 verbunden, sodass Drehenergie der Gasturbine 2 elektrische Energie erzeugt.
Das Ausgestaltungsbeispiel von jeder Komponente bei der Gasturbinenmaschine 1 wird speziell beschrieben.
Der Verdichter 6 weist ein Verdichtergehäuse 110, einen Lufteinlass 112, der an einer Einlassseite des Verdichtergehäuses 110 angeordnet ist, zum Einsaugen von Luft, einen Rotor 108, der so angeordnet ist, dass er sowohl das Verdichtergehäuse 110 als auch das Turbinengehäuse 122, das unten beschrieben wird, entlang einer Drehachse X durchdringt, und eine Vielfalt von Schaufeln, die in dem Verdichtergehäuse 110 angeordnet sind, auf. Die Vielfalt von Schaufeln umfasst eine Einlassleitschaufel 114, die angrenzend an den Lufteinlass 112 angeordnet ist, eine Vielzahl von Leitschaufeln 116, die an dem Verdichtergehäuse 110 befestigt sind, und eine Vielzahl von Laufschaufeln 118, die an dem Rotor 108 so eingepflanzt sind, dass sie abwechselnd mit den Leitschaufeln 116 angeordnet sind. Der Verdichter 6 kann andere Komponenten, die nicht in den Zeichnungen dargestellt sind, wie beispielsweise eine Extraktionskammer umfassen. In dem Verdichter 6 strömt die von dem Lufteinlass 112 eingesaugte Luft durch die Vielzahl von Leitschaufeln 116 und die Vielzahl von Laufschaufeln 118, um in verdichtete Luft mit einer hohen Temperatur und einem hohen Druck verdichtet zu werden. Die verdichtete Luft mit hoher Temperatur und hohem Druck wird von der letzten Stufe des Verdichters 6 der Gasturbinenbrennkammer 3 zugeführt.
Die Gasturbinenbrennkammer 3 ist in einem Gehäuse 120 angeordnet. Wie in 1 dargestellt kann eine Vielzahl von Gasturbinenbrennkammern 3 ringförmig innerhalb des Gehäuses 120 um den Rotor 108 herum angeordnet sein. Die Gasturbinenbrennkammer 3 wird mit Brennstoff und der verdichteten Luft, die in dem Verdichter 6 erzeugt wird, versorgt, und verbrennt den Brennstoff, um Verbrennungsgas zu erzeugen, das als ein Arbeitsfluid der Gasturbine 2 dient. Das Verbrennungsgas wird der Gasturbine 2 von einer letzten Stufe der Gasturbinenbrennkammer 3 zugeführt. Das Ausgestaltungsbeispiel der Gasturbinenbrennkammer 3 wird später im Detail beschrieben.
Die Gasturbine 2 umfasst ein Turbinengehäuse 122 und eine Vielfalt von Schaufeln, die innerhalb des Turbinengehäuses 122 angeordnet sind. Die Vielfalt von Schaufeln umfasst eine Vielzahl von Leitschaufeln 124, die an dem Turbinengehäuse 122 befestigt sind, und eine Vielzahl von Laufschaufeln 126, die an dem Rotor 108 so eingepflanzt sind, dass sie abwechselnd mit den Leitschaufeln 124 angeordnet sind. Die Gasturbine 2 kann andere Komponenten wie beispielsweise eine Auslassleitschaufel umfassen. In der Gasturbine 2 wird der Rotor 108 drehend angetrieben, wenn das Verbrennungsgas durch die Vielzahl von Leitschaufeln 124 und die Vielzahl von Laufschaufeln 126 hindurchtritt. Auf diese Weise wird der mit dem Rotor 108 verbundenen Generator angetrieben.
Eine Abgaskammer 130 ist mit der stromabwärtigen Seite des Turbinengehäuses 122 über ein Abgasgehäuse 128 verbunden. Das Verbrennungsgas, das die Gasturbine 2 angetrieben hat, tritt durch das Abgasgehäuse 128 und die Abgaskammer 130 hindurch und wird dann nach außen ausgetragen.
Als nächstes wird mit Bezug auf 2 und 3 die spezifische Ausgestaltung der Gasturbinenbrennkammer 3 gemäß einer Ausführungsform beschrieben. 2 ist eine Vorderansicht einer beispielhaften Ausgestaltung einer Gasturbinenbrennkammer gemäß einer Ausführungsform. 3 ist eine Querschnittsseitenansicht einer beispielhaften Ausgestaltung einer Gasturbinenbrennkammer gemäß einer Ausführungsform.
Wie in 2 und 3 dargestellt aber nicht darauf begrenzt umfasst die Gasturbinenbrennkammer 3 gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Pilotbrenner 20, der an einem zentralen Abschnitt einer Brennkammerauskleidung 4 angeordnet ist, und eine Vielzahl von Hauptbrennern 10 (Vormischverbrennungsbrenner), die den Pilotbrenner 20 umgeben. Die Gasturbinenbrennkammer 3 kann andere Komponenten wie beispielsweise eine Bypassleitung (nicht dargestellt) aufweisen, die erlaubt, dass das Verbrennungsgas umgeleitet wird.
Der Hauptbrenner 10 umfasst eine Hauptdüse 11, die mit einem Brennstoffanschluss (nicht dargestellt) verbunden ist, einen Hauptbrennerzylinder 12, der so angeordnet ist, dass er die Hauptdüse 11 umgibt, und eine Vielzahl von Verwirbelern bzw. Drallvorrichtungen 13, die voneinander beabstandet und entlang des Außenumfangs der Hauptdüse 11 angeordnet sind.
Der Pilotbrenner 20 umfasst eine Pilotdüse 21, die an dem zentralen Abschnitt der Brennkammerauskleidung 4 angeordnet ist, und einen Pilotkonus 23, der einen aufgeweiteten Abschnitt 25 umfasst, der sich von der Umgebung eines stromabwärtigen Endes 21A der Pilotdüse 21 stromabwärts aufweitet, und einen ringförmigen Abschnitt 26, der eine ringförmige Form aufweist, die sich von einem stromabwärtigen Öffnungsende 25A des aufgeweiteten Abschnitts 25 radial nach außen erstreckt.
Der ringförmige Abschnitt 26 in zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst eine erste Position 26A in der Umfangsrichtung und eine zweite Position 26B, die sich von der ersten Position 26A in der Umfangsrichtung R unterscheidet, wobei die erste Position 26A und die zweite Position 26B in der Radialrichtung D der Brennkammerauskleidung 4 unterschiedliche Weiten bzw. Breiten aufweisen. Beispielsweise ist in 2 und 3 in dem ringförmigen Abschnitt 26 die erste Position 26A ein Abschnitt mit einer weiteren bzw. größeren Weite in der Radialrichtung D und die zweite Position 26B ist ein Abschnitt mit einer schmaleren bzw. kleineren Weite in der Radialrichtung D als die erste Position 26A. Das Größenverhältnis der Weiten bzw. Breite zwischen der ersten Position 26A und der zweiten Position 26B kann umgekehrt sein. Solange zumindest ein Paar der ersten Position 26A und der zweiten Position 26B mit unterschiedlichen Weiten an jeder Position in der Umfangsrichtung R vorgesehen ist, können Abschnitte mit derselben Weite in der Radialrichtung D in der Umfangsrichtung R des ringförmigen Abschnitts 26 existieren.
Mit der obigen Ausgestaltung variiert, da die Weite des ringförmigen Abschnitts 26 des Pilotkonus 23 in der Radialrichtung zwischen der ersten Position 26A und der zweiten Position 26B in der Umfangsrichtung variiert, eine Mischposition, wo eine Pilotflamme, die von der Pilotdüse 21 eingespritzt und entlang des Innenumfangs des Pilotkonus 23 stromabwärts geleitet wird, mit Hauptbrennstoff, der von den Hauptbrenner 10 eingespritzt wird, vermischt wird, in der Richtung der Mittelachse C1 der Brennkammerauskleidung 4 abhängig von der Weite des ringförmigen Abschnitts 26. Wenn die Weite des ringförmigen Abschnitts 26A also weit bzw. groß ist (z.B. die erste Position 26A) wird die Pilotflamme und der Hauptbrennstoff an einer weiter stromabwärtigen Position gemischt (z.B. die Flammenhalteposition F2, die in 3 dargestellt ist), und wenn die Weite des ringförmigen Abschnitts 26 schmal bzw. klein ist (z.B. die zweite Position 26B) wird die Pilotflamme und der Hauptbrennstoff an einer weiter stromaufwärtigen Position (z.B. die Flammenhalteposition F1, die in 3 dargestellt ist) gemischt.
4 ist ein Diagramm, das eine Position in der Axialrichtung und eine Wärmefreisetzungsrate zwischen einer konventionellen Gasturbinenbrennkammer und einer Gasturbinenbrennkammer gemäß einer Ausführungsform vergleicht. Wie in 4 dargestellt kann mit der obigen Ausgestaltung die Flammenhalteposition an unterschiedlichen Orten (Phasen) in der Umfangsrichtung R der Brennkammerauskleidung 4 in der Richtung der Mittelachse C1 der Brennkammerauskleidung 4 verteilt sein. Somit kann verhindert sein, dass die Flammenhalteposition sich an einer bestimmten Position in der Richtung der Mittelachse C1 konzentriert. Folglich kann eine Verbrennungsschwingung vermieden sein, während eine Symmetrie der Hauptbrenner 10 hinsichtlich der Brennkammerauskleidung 4 beibehalten ist.
Wie in 2 und 3 dargestellt aber nicht darauf begrenzt kann bei einigen Ausführungsformen bei der obigen Ausgestaltung sowohl der Außenumfang als auch der Innenumfang des ringförmigen Abschnitts 26 des Pilotkonus 23 kreisförmig sein und der Pilotkonus 23 kann so angeordnet sein, dass die Mitte C5 des Außenumfangs des ringförmigen Abschnitts 26 mit der Mittelachse C1 der Brennkammerauskleidung 4 übereinstimmt und die Mitte C4 des Innenumfangs des ringförmigen Abschnitts 26 von der Mittelachse C1 der Brennkammerauskleidung 4 abweicht.
Somit variiert, wenn der Innenumfang des ringförmigen Abschnitts 26 hinsichtlich des Außenumfangs des ringförmigen Abschnitts 26 exzentrisch ist, welcher konzentrisch zu der Mittelachse C1 der Brennkammerauskleidung 4 ist, die Weite des ringförmigen Abschnitts 26 mit einer Position in der Umfangsrichtung R, wodurch die Flammenhalteposition in der Richtung der Mittelachse C1 verteilt bzw. ausgebreitet sein kann. Dementsprechend kann eine Verbrennungsschwingung vermieden sein, während eines Symmetrie der Hauptbrenner 10 beibehalten ist.
Bei der obigen Ausgestaltung kann die Mittelachse C2 der Pilotdüse 21 mit der Mittelachse C1 der Brennkammerauskleidung 4 übereinstimmen. Zusätzlich kann der Pilotkonus 23 einen zylindrischen Abschnitt 24 aufweisen, der um die Pilotdüse 21 herum angeordnet ist und sich von einem stromaufwärtigen Ende des aufgeweiteten Abschnitts 25 stromaufwärts erstreckt, und die Mitte C3 des zylindrischen Abschnitts 24 kann mit der Mitte C1 der Brennkammerauskleidung 4 übereinstimmen.
5 ist eine Vorderansicht einer beispielhaften Ausgestaltung einer Gasturbinenbrennkammer gemäß einer anderen Ausführungsform. 6 ist eine Querschnittseitenansicht einer beispielhaften Ausgestaltung einer Gasturbinenbrennkammer gemäß einer anderen Ausführungsform.
Wie in 5 und 6 dargestellt aber nicht darauf begrenzt kann bei einigen Ausführungsformen bei der obigen Ausgestaltung zumindest der Außenumfang des kreisförmigen Abschnitts 26 des Pilotkonus 23 elliptisch sein, wenn in der Richtung der Mittelachse C1 der Brennkammerauskleidung 4 betrachtet, so dass die Weite des ringförmigen Abschnitts 26 in der Radialrichtung D in der Umfangsrichtung R variiert.
Somit variiert, wenn zumindest der Außenumfang des ringförmigen Abschnitts 26 elliptisch ist, wenn in der Richtung der Mittelachse C1 der Brennkammerauskleidung 4 betrachtet, die Weite des ringförmigen Abschnitts 26 in der Umfangsrichtung R und die Flammenhalteposition ist in der Richtung der Mittelachse C1 verteilt. Dementsprechend kann eine Verbrennungsschwingung vermieden sein, während eine Symmetrie der Hauptbrenner 10 beibehalten ist.
Bei der obigen Ausgestaltung kann die Mittelachse C2 der Pilotdüse 21 mit der Mittelachse C1 der Brennkammerauskleidung 4 übereinstimmen. Zusätzlich kann die Mitte C3 des zylindrischen Abschnitts 24 des Pilotkonus 23 mit der Mittelachse C1 der Brennkammerauskleidung 4 übereinstimmen.
7 ist eine Vorderansicht einer beispielhaften Ausgestaltung einer Gasturbinenbrennkammer gemäß einer anderen Ausführungsform. 8 ist eine Querschnittsseitenansicht einer beispielhaften Ausgestaltung einer Gasturbinenbrennkammer gemäß einer anderen Ausführungsform.
Wie in 7 und 8 dargestellt aber nicht darauf begrenzt kann bei einigen Ausführungsformen bei einer von den obigen Ausführungsformen die Mittelachse C2 der Pilotdüse 21 von der Mittelachse C1 der Brennkammerauskleidung 4 abweichen und der Pilotkonus 23 kann so angeordnet sein, dass die Mitte C5 des Außenumfangs des ringförmigen Abschnitts 26 mit der Mittelachse C1 der Brennkammerauskleidung 4 übereinstimmt und die Mitte C4 des Innenumfangs des ringförmigen Abschnitts 26 von der Mittelachse C1 der Brennkammerauskleidung 4 abweicht.
Somit variiert, wenn die Mitte C5 des Außenumfangs des ringförmigen Abschnitts 26 mit der Mittelachse C1 der Brennkammerauskleidung 4 übereinstimmt und die Mitte C4 des Innenumfangs des ringförmigen Abschnitts 26 von der Mittelachse C1 der Brennkammerauskleidung 4 abweicht, die Weite des ringförmigen Abschnitts 26 in der Umfangsrichtung R und die Flammenhalteposition ist in der Richtung der Mittelachse C1 verteilt. Dementsprechend kann eine Verbrennungsschwingung vermieden sein, während eine Symmetrie der Hauptbrenner 10 beibehalten ist.
Bei einigen Ausführungsformen bei der obigen Ausgestaltung kann die Mitte C4 des Innenumfangs des ringförmigen Abschnitts 26 mit der Mitte C2 der Pilotdüse 21 übereinstimmen. Zudem kann die Mitte C3 des zylindrischen Abschnitts 24 des Pilotkonus 23 mit der Mitte C2 der Pilotdüse 21 übereinstimmen (siehe 7 und 8).
Mit dieser Ausgestaltung kann auch eine Verbrennungsschwingung vermieden sein, während eine Symmetrie der Hauptbrenner 10 beibehalten ist.
9 ist eine Vorderansicht einer beispielhaften Ausgestaltung einer Gasturbinenbrennkammer gemäß einer anderen Ausführungsform. 10 ist eine Querschnittseitenansicht einer beispielhaften Ausgestaltung einer Gasturbinenbrennkammer gemäß einer anderen Ausführungsform.
Wie in 9 und 10 dargestellt aber nicht darauf begrenzt kann die Mitte C2 der Pilotdüse 21 von der Mitte C3 des zylindrischen Abschnitts 24 des Pilotkonus 23 abweichen.
Somit wird, wenn die Pilotdüse 21 hinsichtlich des zylindrischen Abschnitts 24, der stromaufwärts des aufgeweiteten Abschnitts 25 angeordnet ist, exzentrisch angeordnet ist, Brennstoff, der von der Pilotdüse 21 eingespritzt wird, asymmetrisch zu dem Innenumfang des aufgeweiteten Abschnitts 25 geleitet und mit Brennstoff, der von jeder Hauptdüse 11 eingespritzt wird, an einer asymmetrischen Position hinsichtlich der Mittelachse C1 der Brennkammerauskleidung 4 gemischt. Dementsprechend kann die Flammenhalteposition um die Mittelachse C herum und in der Richtung der Mittelachse C1 verteilt sein und somit kann eine Verbrennungsschwingung vermieden sein, während eine Symmetrie der Hauptbrenner 10 beibehalten ist.
Bei der obigen Ausgestaltung kann die Mitte C3 des zylindrischen Abschnitts 24 mit der Mittelachse C1 der Brennkammerauskleidung 4 (siehe 9 und 10) übereinstimmen. Zudem kann die Mitte C4 des Innenumfangs und die Mitte C5 des Außenumfangs des ringförmigen Abschnitts 26 mit der Mittelachse C1 der Brennkammerauskleidung 4 (siehe 9 und 10) übereinstimmen.
Bei einigen Ausführungsformen kann die Mitte C3 des zylindrischen Abschnitts 24 des Pilotkonus 23 mit der Mittelachse C1 der Brennkammerauskleidung 4 (siehe 9 und 10) übereinstimmen.
Mit dieser Ausgestaltung weicht die Mitte C2 der Pilotdüse 21, welche hinsichtlich der Mitte C3 des zylindrischen Abschnitts 24 exzentrisch ist, von der Mittelachse C1 der Brennkammerauskleidung 4 ab. Somit wird Brennstoff, der von der Pilotdüse 21 eingespritzt wird, asymmetrisch zu dem Innenumfang des aufgeweiteten Abschnitts 25 geleitet und mit Brennstoff, der von jeder Hauptdüse 11 eingespritzt wird, an einer asymmetrischen Position hinsichtlich der Mittelachse C1 der Brennkammerauskleidung 4 gemischt. Dementsprechend kann die Flammenhalteposition um die Mittelachse C herum und in der Richtung der Mittelachse C1 verteilt sein und somit kann eine Verbrennungsschwingung vermieden sein, während eine Symmetrie der Hauptbrenner 10 beibehalten ist.
11 ist eine Vorderansicht einer beispielhaften Ausgestaltung einer Gasturbinenbrennkammer gemäß einer anderen Ausführungsform. 12 ist eine Querschnittseitenansicht einer beispielhaften Ausgestaltung einer Gasturbinenbrennkammer gemäß einer Ausführungsform.
Wie in 11 und 12 dargestellt aber nicht darauf begrenzt, kann bei einigen Ausführungsformen bei einer der obigen Ausgestaltungen die Mittelachse C2 der Pilotdüse 21 mit der Mittelachse C1 der Brennkammerauskleidung 4 übereinstimmen.
In diesem Fall weicht zumindest die Mitte C3 des zylindrischen Abschnitts 24 des Pilotkonus 23 von der Mitte C2 der Pilotdüse 21, welche konzentrisch zu der Mittelachse C1 der Brennkammerauskleidung 4 ist, ab. Somit wird Brennstoff, der von der Pilotdüse 21 eingespritzt wird, asymmetrisch zu dem Innenumfang des aufgeweiteten Abschnitts 25 geleitet und mit Brennstoff, der von jeder Hauptdüse 11 eingespritzt wird, an einer asymmetrischen Position hinsichtlich der Mittelachse C1 der Brennkammerauskleidung 4 gemischt. Dementsprechend kann die Flammenhalteposition um die Mittelachse C herum und in der Richtung der Mittelachse C1 verteilt sein und somit kann eine Verbrennungsschwingung vermieden sein, während eine Symmetrie der Hauptbrenner 10 beibehalten ist.
Bei einigen Ausführungsformen umfasst wie beispielsweise in 9 bis 12 dargestellt aber nicht darauf begrenzt die Pilotdüse 21 eine Vielzahl von Verwirbelern bzw. Drallvorrichtungen 22, die voneinander beabstandet sind, und an dem Außenumfang entlang der Umfangsrichtung R so angeordnet sind, dass sich jeder in der Radialrichtung D nach außen erstreckt. Die Verwirbeler 22 können so ausgebildet sein, dass sie an unterschiedlichen Positionen in der Umfangsrichtung R unterschiedliche Höhen aufweisen.
Mit dieser Ausgestaltung erzeugen variierende Höhen der Verwirbeler 22 der Pilotdüse 21 in der Umfangsrichtung R ein nicht einheitliches Strömungsfeld hinsichtlich der Richtung der Mittelachse C1, wodurch die Flammenhalteposition verteilt bzw. ausgebreitet sein kann. Dementsprechend kann ein Durchschnitt von maximalen Erwärmungswerten reduziert und eine Verbrennungsschwingung aufgrund von konzentrierter Wärmefreisetzung in der Nähe der Brennstoffdüse vermieden sein, während eine Symmetrie der Hauptbrenner 10 beibehalten ist.
Bei einigen Ausführungsformen bei einer der obigen Ausgestaltungen kann die Gasturbinenbrennkammer ferner ein Erweiterungsrohr 27 aufweisen, das so angeordnet ist, dass es den Pilotbrenner 20 umgibt und zwischen dem Pilotbrenner 20 und den Hauptbrennern 10 partitioniert bzw. abtrennt. Das Erweiterungsrohr 27 umfasst einen zweiten zylindrischen Abschnitt 28, der den zylindrischen Abschnitt 24 und zumindest einen Teil des Pilotbrenners 20 abdeckt, und einen zweiten aufgeweiteten Abschnitt 29, der sich so erstreckt, dass er sich von einem stromabwärtigen Ende des zweiten zylindrischen Abschnitts 28 stromabwärts aufweitet und den aufgeweiteten Abschnitt 25 und den ringförmigen Abschnitt 26 umgibt (siehe 3, 6, 8, 10 und 12).
Mit dieser Ausgestaltung kann, ohne die Anordnung des Erweiterungsrohrs 27 und der Hauptbrenner 10, die um das Erweiterungsrohr 27 herum angeordnet sind, zu ändern, die Flammenhalteposition hauptsächlich durch die Anordnung und die Ausgestaltung der Pilotdüse 21 oder des Pilotkonus 23, der innerhalb des Erweiterungsrohrs 27 angeordnet ist, verteilt werden.
Die Mitte C6 eines stromabwärtigen Öffnungsendes des Erweiterungsrohrs 27 kann mit der Mittelachse C1 der Brennkammerauskleidung 4 und/oder der Mitte C5 des Außenumfangs des ringförmigen Abschnitts 26 (siehe 7 bis 12) übereinstimmen.
Mit der oben beschriebenen Ausgestaltung kann die Flammenhalteposition an unterschiedlichen Orten in der Umfangsrichtung R der Brennkammerauskleidung 4 in der Richtung der Mittelachse C1 der Brennkammerauskleidung 4 verteilt sein. Somit kann die Gasturbinenmaschine 1, die die Gasturbinenbrennkammer 3, welche verhindert, dass sich die Flammenhalteposition an einer bestimmten Position in der Richtung der Mittelachse C1 konzentriert und eine Verbrennungsschwingung vermeidet, aufweist, erlangt sein.
Wie oben beschrieben kann gemäß einiger Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung das Auftreten einer Verbrennungsschwingung vermieden sein, während eine Symmetrie der Hauptbrenner beibehalten ist.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden oben im Detail beschrieben aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf begrenzt und vielfältige Änderungen und Modifikationen können eingesetzt sein.
Die Gasturbinenbrennkammer 3 gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst einen Pilotbrenner 20, der an einem zentralen Abschnitt einer Brennkammerauskleidung 4 angeordnet ist, eine Vielzahl von Hauptbrennern 10, die so angeordnet sind, dass sie den Pilotbrenner 20 umgeben. Der Pilotbrenner 20 umfasst eine Pilotdüse 21, die an dem zentralen Abschnitt der Brennkammerauskleidung 4 angeordnet ist, und einen Pilotkonus 23. Der Pilotkonus 23 umfasst einen aufgeweiteten Abschnitt 25, der sich von der Umgebung eines stromabwärtigen Endes der Pilotdüse 21 stromabwärts aufweitet, und einen ringförmigen Abschnitt 26, der eine ringförmige Form aufweist, die sich von einem stromabwärtigen Öffnungsende des aufgeweiteten Abschnitts 25 in der Radialrichtung D nach außen erstreckt. Der ringförmigen Abschnitt 26 umfasst eine erste Position in der Umfangsrichtung und eine zweite Position, die sich von der ersten Position in der Umfangsrichtung R unterscheidet, wobei die erste Position und die zweite Position unterschiedliche Weiten bzw. Breiten in der Radialrichtung D aufweisen. Der Pilotkonus 23 umfasst einen zylindrischen Abschnitt 24, der um die Pilotdüse 21 herum angeordnet ist und sich von einem stromaufwärtigen Ende des aufgeweiteten Abschnitts 25 stromaufwärts erstreckt. Die Pilotdüse 21 ist hinsichtlich des zylindrischen Abschnitts 24 exzentrisch.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2011047401 A [0004]

Claims

Eine Gasturbinenbrennkammer umfassend: einen Pilotbrenner, der an einem zentralen Abschnitt einer Brennkammerauskleidung angeordnet ist, und eine Vielzahl von Hauptbrennern, die so angeordnet sind, dass sie den Pilotbrenner umgeben, wobei der Pilotbrenner aufweist: eine Pilotdüse, die an dem zentralen Abschnitt der Brennkammerauskleidung angeordnet ist, und einen Pilotkonus, der einen aufgeweiteten Abschnitt, der sich von einer Umgebung eines stromabwärtigen Endes der Pilotdüse stromabwärts aufweitet, und einen ringförmigen Abschnitt mit einer ringförmigen Form, der sich in einer Radialrichtung von einem stromabwärtigen Öffnungsende des aufgeweiteten Abschnitts nach außen erstreckt, aufweist, und wobei der ringförmige Abschnitt eine erste Position in einer Umfangsrichtung und eine zweite Position in der Umfangsrichtung, die sich von der ersten Position unterscheidet, aufweist, und die erste Position und die zweite Position in der Radialrichtung unterschiedliche Weiten aufweisen.
Die Gasturbinenbrennkammer gemäß Anspruch 1, wobei eine Mitte eines Außenumfangs des ringförmigen Abschnitts des Pilotkonus mit einer Mittelachse der Brennkammerauskleidung übereinstimmt und eine Mitte eines Innenumfangs des ringförmigen Abschnitts von der Mittelachse der Brennkammerauskleidung abweicht.
Die Gasturbinenbrennkammer gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei zumindest ein Außenumfang des ringförmigen Abschnitts des Pilotkonus in einer Richtung der Mittelachse der Brennkammerauskleidung betrachtet elliptisch ist, so dass eine Weite des ringförmigen Abschnitts in der Radialrichtung in der Umfangsrichtung variiert.
Die Gasturbinenbrennkammer gemäß Anspruch 1, wobei die Pilotdüse hinsichtlich einer Mittelachse der Brennkammerauskleidung exzentrisch angeordnet ist, und wobei der Pilotkonus so angeordnet ist, dass eine Mitte eines Außenumfangs des ringförmigen Abschnitts mit der Mittelachse der Brennkammerauskleidung übereinstimmt, und eine Mitte eines Innenumfangs des ringförmigen Abschnitts von der Mittelachse der Brennkammerauskleidung abweicht.
Die Gasturbinenbrennkammer gemäß Anspruch 4, wobei der Innenumfang des ringförmigen Abschnitts konzentrisch zu der Pilotdüse ist.
Die Gasturbinenbrennkammer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Pilotkonus einen zylindrischen Abschnitt aufweist, der um die Pilotdüse herum angeordnet ist und sich von einem stromaufwärtigen Ende des aufgeweiteten Abschnitts stromaufwärts erstreckt, und wobei die Pilotdüse hinsichtlich des zylindrischen Abschnitts exzentrisch angeordnet ist.
Die Gasturbinenbrennkammer gemäß Anspruch 6, wobei eine Mitte des zylindrischen Abschnitts des Pilotkonus mit einer Mittelachse der Brennkammerauskleidung übereinstimmt.
Die Gasturbinenbrennkammer gemäß Anspruch 6, wobei die Pilotdüse konzentrisch zu einer Mittelachse der Brennkammerauskleidung angeordnet ist.
Die Gasturbinenbrennkammer gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei die Pilotdüse eine Vielzahl von voneinander beabstandeten Verwirbelern aufweist, die an einem Außenumfang der Pilotdüse entlang der Umfangsrichtung angeordnet sind, wobei sich jeder der Verwirbeler in der Radialrichtung nach außen erstreckt, und wobei die Verwirbeler an unterschiedlichen Positionen in der Umfangsrichtung unterschiedliche Höhen aufweisen.
Die Gasturbinenbrennkammer gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9 umfasst ferner ein Erweiterungsrohr, das so angeordnet ist, dass es den Pilotbrenner umgibt und zwischen dem Pilotbrenner und den Hauptbrennern partitioniert, wobei das Erweiterungsrohr aufweist: einen zweiten zylindrischen Abschnitt, der den zylindrischen Abschnitt des Pilotkonus und zumindest einen Teil des Pilotbrenners abdeckt, und einen zweiten aufgeweiteten Abschnitt, der sich so erstreckt, dass er sich von einem stromabwärtigen Ende des zweiten zylindrischen Abschnitts stromabwärts aufweitet und den aufgeweiteten Abschnitt und den ringförmigen Abschnitt des Pilotkonus umgibt.
Eine Gasturbinenmaschine umfassend: einen Verdichter zum Verdichten von Luft, die Gasturbinenbrennkammer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 zum Einspritzen eines Brennstoffs zu der von dem Verdichter verdichteten Luft und zum Verbrennen des Brennstoffs, und eine Gasturbine, die ausgestaltet ist, um durch die Expansion von Verbrennungsgas, das von der Gasturbinenbrennkammer eingespritzt wird, angetrieben zu werden.