DE10207197A1

DE10207197A1 - High pressure injection nozzle for especially gas turbine has nozzle insert with outlet orifice in communication with nozzle orifice, and consisting of ceramic or precious stone material

Info

Publication number: DE10207197A1
Application number: DE10207197A
Authority: DE
Inventors: Juergen Hoffmann
Original assignee: Alstom Schweiz AG
Current assignee: General Electric Switzerland GmbH
Priority date: 2002-02-21
Filing date: 2002-02-21
Publication date: 2003-09-04

Abstract

The high pressure injection nozzle has a nozzle insert (3) seated on the nozzle orifice (2) inside the nozzle housing (1) and provided with an outlet orifice (4) in communication with the nozzle orifice. A valve seat (5) is provided for closing off or opening the outlet orifice, and the nozzle insert consists of a ceramic or precious stone material. The valve seat supports a swirl component (6) which protrudes into a swirl chamber (7) in the insert upstream of the outlet orifice. An Independent claim is included for a use for the HP injection nozzle which may be for injection cooling especially for a gas turbine.

Description

Technical application area

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochdruckeinspritzdüse, insbesondere für den Einsatz als Explosionszerstäuber, mit einem Düsengehäuse mit einer Düsenöffnung, einem innerhalb des Düsengehäuses auf die Düsenöffnung aufgesetzten Düseneinsatz mit einer in Verbindung mit der Düsenöffnung stehenden Austrittsöffnung, sowie einem auf dem Düseneinsatz aufliegenden Ventilsitz zum Verschließen oder zur Freigabe der Austrittsöffnung. The present invention relates to a High pressure injector, especially for use as an explosion atomizer, with a nozzle housing a nozzle opening, one inside the nozzle housing nozzle insert placed on the nozzle opening one in connection with the nozzle opening Outlet opening, as well as one on the nozzle insert overlying valve seat for closing or Release of the outlet opening.

Hochdruckeinspritzdüsen, wie sie mit der vorliegenden Erfindung realisiert werden, lassen sich in vielen technischen Bereichen einsetzen, in denen ein Einspritzmedium in einen mit Gas befüllten Raum oder einen von Gas durchströmten Kanal in Tröpfchenform eingebracht werden muss. Ein besonderes Anwendungsgebiet stellt hierbei die Einspritzkühlung dar, bei der das Einspritzmedium nach dem Einspritzen in das Gas verdampft und dadurch dem Gas Wärme entzieht. Diese Technik wird vor allem in Kraftwerken eingesetzt, in denen die während des Betriebs auftretenden Drücke und Temperaturen in den letzten Jahren ständig zunehmen und somit eine zuverlässige Kühlung erforderlich ist. Die Einspritzkühlung kann auch zur Leistungssteigerung von Gasturbinen eingesetzt werden, indem das Einspritzmedium vor dem Kompressor in den Luftansaugkanal eingespritzt wird, um die Temperatur der angesaugten Luft herabzusetzen. Bei dieser Anwendung sollten die eingespritzten Tröpfchen allerdings einen möglichst geringen Tröpfchendurchmesser aufweisen, damit sie vor dem Eintritt in die Kompressorstufe bereits vollständig im Gas verdampfen. High pressure injectors, as with the present invention can be realized use in many technical areas where a Injection medium in a room filled with gas or a channel in the form of droplets through which gas flows must be introduced. A special The area of application here is injection cooling, in which the injection medium after injection into the gas evaporates and thereby removes heat from the gas. This Technology is mainly used in power plants, in to which the pressures occurring during operation and Temperatures have been increasing and increasing in recent years reliable cooling is therefore required. The Injection cooling can also improve performance Gas turbines can be used by the Injection medium in front of the compressor in the air intake duct is injected to the temperature of the inducted To reduce air. In this application, the injected droplets one if possible have small droplet diameters so they face the entry into the compressor stage is already complete evaporate in the gas.

State of the art

Bislang sind für die Einspritzung eines Einspritzmediums, beispielsweise von Wasser, in den Ansaugkanal einer Kompressorstufe unterschiedliche Einspritzdüsen bzw. Einspritztechniken bekannt. Eine Einspritzdüse besteht hierbei typischerweise aus einem Düsengehäuse mit einer darin ausgebildeten Düsenöffnung, dem das Einspritzmedium über ein steuerbares Ventil unter hohem Druck zugeführt wird. Die realisierbare Tröpfchengröße hängt bei derartigen einfachen Einspritzdüsen von der Größe der Düsenöffnung sowie - neben dem Einspritzdruck, der Art des Einspritzmediums und der Geschwindigkeit des strömenden Gases - von der Präzision ab, mit der die Düsenöffnung hergestellt werden kann. So far there are one for injection Injection medium, such as water, in the intake duct one injector stage different injection nozzles or injection techniques known. An injector typically consists of a nozzle housing with a nozzle opening formed therein, which the Injection medium via a controllable valve under high Pressure is supplied. The realizable droplet size with such simple injectors depends on the Size of the nozzle opening and - next to the Injection pressure, the type of injection medium and the Velocity of the flowing gas - depending on the precision, with which the nozzle opening can be made.

Das Ventil kann hierbei auch direkt in die Einspritzdüse integriert werden. The valve can also directly into the Injector can be integrated.

Für die Erzeugung kleinerer Tröpfchengrößen ist es auch bekannt, so genannte Drallzerstäuber einzusetzen, bei denen das Einspritzmedium vor dem Austritt aus der Düsenöffnung in Drall versetzt wird. Hierfür ist ein entsprechender Drallkörper im Inneren des Düsengehäuses angeordnet, der dem Einspritzmedium den Drall in einem stromauf der Austrittsöffnung ausgebildeten Hohlraum, dem Drallraum, aufprägt. In der Regel erweitert sich der Querschnitt des Drallraums annähernd kegelförmig zur Düsenöffnung hin. It is for generating smaller droplet sizes also known to use so-called swirl atomizers, where the injection medium before exiting the Nozzle opening is swirled. For this is a corresponding swirl body inside the nozzle housing arranged, the swirl of the injection medium in one cavity formed upstream of the outlet opening, the swirl room. Usually expands the cross section of the swirl space is approximately conical towards the nozzle opening.

Für die Erzeugung noch kleinerer Tröpfchengrößen ist es beispielsweise aus der WO 99/67519 bekannt, eine Hochdruckdüse als Explosionszerstäuber zu betreiben. Bei dieser Betriebsweise wird das Einspritzmedium vor dem Austritt aus der Düse derart aufgeheizt, dass dessen Temperatur oberhalb der Sattdampftemperatur des Gases liegt, in das das Einspritzmedium eingespritzt wird. Durch den Druckabfall beim Austritt aus der Hochdruckdüse bilden sich Siedeblasen in den nach Austritt aus der Düsenöffnung gebildeten Tröpfchen, die zu einem explosionsartigen weiteren Zerplatzen dieser Tröpfchen führen. Durch diesen Effekt können Tröpfchen erzeugt werden, deren Durchmesser < 5 µm beträgt. For the generation of even smaller droplet sizes it is known for example from WO 99/67519, a Operate high pressure nozzle as an explosion atomizer. In this mode of operation, the injection medium is pre the outlet from the nozzle is heated such that whose temperature is above the saturated steam temperature of the Gases is in which the injection medium is injected becomes. Due to the pressure drop when exiting the High-pressure nozzles form in the boiling bubbles Droplets formed from the nozzle opening to an explosive further bursting of these Lead droplets. This effect can cause droplets are generated, the diameter of which is <5 µm.

Bei derartigen Explosionszerstäubern tritt jedoch eine sehr große Belastung der Düse auf. Zur Verringerung des Verschleißes ist es daher bekannt, das Düsengehäuse im Bereich der Düsenöffnung aus gehärtetem Edelstahl zu bilden. However, with such explosion atomizers a very large load on the nozzle. to Reduction of wear is therefore known Nozzle housing made of hardened in the area of the nozzle opening To form stainless steel.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Hochdruckeinspritzdüse, insbesondere für den Einsatz als Explosionszerstäuber anzugeben, die einen nochmals verringerten Verschleiß aufweist. The object of the present invention is therein a high pressure injector, especially for indicate the use as an explosion atomizer, the has a further reduced wear.

Presentation of the invention

Die Aufgabe wird mit der Hochdruckeinspritzdüse gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Hochdruckeinspritzdüse sind Gegenstand der Unteransprüche. The task is done with the high pressure injector solved according to claim 1. advantageous Refinements of this high pressure injector are Subject of the subclaims.

Die vorliegende Hochdruckeinspritzdüse besteht aus einem Düsengehäuse bzw. Düsenkörper mit einer Düsenöffnung, einem auf die Düsenöffnung innerhalb des Gehäuses aufgesetzten Düseneinsatz mit einer in Verbindung mit der Düsenöffnung stehenden Austrittsöffnung sowie einem auf dem Düsenkörper aufliegenden Ventilsitz zum Verschließen und zur Freigabe der Austritts- und Düsenöffnung. Der Ventilsitz ist über ein Betätigungselement zur Freigabe der Düsenöffnung von dem Düseneinsatz abhebbar. Die vorliegende Hochdruckeinspritzdüse zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass der Düseneinsatz aus einem Keramik- oder Edelsteinmaterial gebildet ist. The present high pressure injector consists of a nozzle housing or nozzle body with a Nozzle opening, one on the nozzle opening inside the Nozzle insert with an in Connection with the outlet opening at the nozzle opening and a valve seat resting on the nozzle body to close and release the exit and Nozzle opening. The valve seat is over a Actuator for releasing the nozzle opening from the Removable nozzle insert. The present High pressure injector is characterized in particular by the fact that the Nozzle insert made of a ceramic or gem material is formed.

Durch diese Ausgestaltung des Düseneinsatzes, der der größten Belastung beim Betrieb der Düse ausgesetzt ist, aus einem Keramik- oder Edelsteinmaterial wird der Verschleiß der Düse verringert und somit deren Lebensdauer erhöht. Weiterhin resultiert aus dieser Ausgestaltung eine erhöhte Qualität der Düseneinspritzung, insbesondere ein dauerhaft gutes Tropfenspektrum, da kaum Veränderungen aufgrund des Verschleißes auftreten können. Die bevorzugte Anwendung der vorliegenden Hochdruckeinspritzdüse besteht im Einsatz als Explosionszerstäuberdüse. Hierbei wird durch die Hochdruckeinspritzdüse überhitztes Wasser oder ein anderes überhitztes flüssiges Einspritzmedium in den Einspritzraum, d. h. den Kanal oder den Hohlraum, in dem sich das Gas befindet, eingespritzt. Über die normale Entspannung beim Austritt aus der Düsenöffnung hinaus zerplatzen die überhitzten Wassertropfen hierbei in eine Vielzahl sehr feiner Tröpfchen. Die Hochdruckeinspritzdüse eignet sich dabei insbesondere für High- Fogging Anwendungen im Ansaugkanal einer Kompressorstufe. Auch in Anlagen zur Gasseparation oder in Verbrennungsmaschinen kann die vorliegende Hochdruckeinspritzdüse zum Einsatz kommen. Insbesondere lassen sich durch die Einspritzung mit der vorliegenden Düse alle zu komprimierenden Gase, beispielsweise Naturgas, Ammoniak, Luft, Stickstoff und Sauerstoff, Wasserstoff, Synthesegas, Kohlendioxid sowie inerte Gase, kühlen. This configuration of the nozzle insert, the exposed to the greatest stress when operating the nozzle is made of a ceramic or gem material Reduced wear on the nozzle and thus its Lifespan increased. Furthermore results from this Design an increased quality of the nozzle injection, in particular a permanently good drop spectrum, because hardly any changes due to wear occur can. The preferred application of the present High pressure injector is used as Explosionszerstäuberdüse. Here, the High pressure injector overheated water or other superheated liquid injection medium in the Injection space, d. H. the channel or cavity in which the gas is injected. About the normal Relaxation when exiting the nozzle opening the overheated water drops burst into a multitude of very fine droplets. The High pressure injector is particularly suitable for high Fogging applications in the intake duct Compressor stage. Also in systems for gas separation or in Internal combustion engines can the present High pressure injector are used. In particular let through the injection with the present nozzle all gases to be compressed, for example natural gas, Ammonia, air, nitrogen and oxygen, hydrogen, Cool synthesis gas, carbon dioxide and inert gases.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Hochdruckeinspritzdüse trägt der Ventilsitz einen Drallkörper, der in einen im Düseneinsatz stromauf der Austrittsöffnung ausgebildeten Drallraum ragt. Drallkörper und Drallraum sind derart ausgestaltet, dass über den Ventilsitz eintretendes Einspritzmedium auf dem Weg zur Austrittsöffnung in Drall versetzt wird, so dass das Einspritzmedium aus der Austritts- und Düsenöffnung mit einem Drall austritt. Dies bewirkt eine weitere Reduzierung der Tröpfchengröße. Derartige Einspritzdüsen sind auch unter dem Begriff Wirbelstromkammerdüsen oder Swirl-Zerstäuber bekannt. Vorzugsweise ist bei der vorliegenden Hochdruckeinspritzdüse auch der Drallkörper aus einem Keramik- oder Edelsteinmaterial gebildet, so dass er einem erheblich reduzierten Verschleiß unterliegt. In a preferred embodiment of the The present high-pressure injector carries the valve seat a swirl body that is in a nozzle insert swirl space formed upstream of the outlet opening. Swirl body and swirl chamber are designed in such a way that injection medium entering via the valve seat swirled on the way to the outlet opening is so that the injection medium from the outlet and nozzle opening emerges with a swirl. this causes a further reduction in droplet size. such Injectors are also under the term Eddy current chamber nozzles or swirl atomizers are known. Preferably is also with the present high pressure injector the swirl body made of a ceramic or Gemstone material is formed so that it is considerably reduced wear.

In einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Hochdruckeinspritzdüse ist auch der Ventilsitz aus einem Keramik- oder Edelsteinmaterial gebildet. Diese Ausgestaltung, bei der sowohl Ventilsitz als auch Drallkörper und Düseneinsatz aus dem hochfesten Keramik- oder Edelsteinmaterial gebildet sind, bietet optimale Bedingungen für die Einspritzung über einen längeren Zeitraum, so dass damit eine hohe Lebensdauer mit qualitativ hochwertiger Einspritzung erreicht werden kann. In a further embodiment of the present High pressure injector is also off the valve seat a ceramic or gem material. This Design in which both the valve seat and Swirl body and nozzle insert made of high-strength Ceramic or gem material are formed offers optimal conditions for injection via a longer period, so that long life achieved with high quality injection can be.

Brief description of the drawings

Die vorliegende Hochdruckeinspritzdüse wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen nochmals kurz erläutert. The present high pressure injector will subsequently using an exemplary embodiment in Connection with the drawings briefly explained again.

Hierbei zeigen: Here show:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel für die Ausgestaltung einer Hochdruckeinspritzdüse gemäß der vorliegenden Erfindung; und Fig. 1 shows an exemplary example of the configuration of a high pressure injector according to the present invention; and

Fig. 2 ein Beispiel für den Einsatz der vorliegenden Hochdruckeinspritzdüse in einer Gasturbine. Fig. 2 shows an example of the use of the present high pressure injector in a gas turbine.

Ways of Carrying Out the Invention

In Fig. 1 ist der vordere Bereich einer Hochdruckeinspritzdüse gemäß der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt. Die Düse besteht aus einem Düsenkörper 1 mit einer Düsenöffnung 2, die beispielsweise einen Durchmesser von 0,5 mm aufweisen kann. Selbstverständlich hängt die Größe dieser Düsenaustrittsöffnung 2 von den jeweiligen Einsatzbedingungen ab und wird vom Fachmann im Rahmen dessen, was produktionstechnisch herstellbar ist, geeignet gewählt. So können beispielsweise auch Düsenöffnungen mit geringerem oder größerem Querschnitt zum Einsatz kommen. In Fig. 1 the front area of a high pressure injector according to the present invention is shown schematically. The nozzle consists of a nozzle body 1 with a nozzle opening 2 , which can have a diameter of 0.5 mm, for example. Of course, the size of this nozzle outlet opening 2 depends on the respective conditions of use and is appropriately chosen by the person skilled in the art within the scope of what can be produced in terms of production technology. For example, nozzle openings with a smaller or larger cross section can also be used.

Auf diese Düsenöffnung 2 ist im Inneren des Gehäuses 1 ein Düseneinsatz 3 aufgesetzt. Der Düseneinsatz 3 weist ebenfalls eine Austrittsöffnung 4 auf, die mit der Düsenöffnung 2 in Verbindung steht, wie dies aus der Figur ersichtlich ist. Zur Aufnahme dieses Düseneinsatzes 3 ist das Düsengehäuse 1 im Inneren mit einer Ausnehmung versehen, die den Düseneinsatz formschlüssig aufnimmt. Die Austrittsöffnung 4 des Düseneinsatzes 3 weist in diesem Beispiel einen geringeren Querschnitt als die Düsenöffnung 2 auf. Im vorliegenden Beispiel ist dieser Querschnitt der Austrittsöffnung 4 gegenüber dem Querschnitt der Düsenöffnung 2 um den Faktor 2 reduziert, weist also eine Größe von etwa 0.25 mm auf. Dieser reduzierte Querschnitt des Düseneinsatzes bewirkt, dass der größte Verschleiß beim Betrieb dieser Einspritzdüse an der Austrittsöffnung des Düseneinsatzes 3 und nicht an der Düsenöffnung 2 auftrifft. Zur Verringerung des Verschleißes ist es daher nur erforderlich, den Düseneinsatz 3 aus einem entsprechend verschleißarmen Material zu gestalten, während das mehr Material beanspruchende Düsengehäuse aus einem kostengünstigeren Material gefertigt sein kann. Bei der vorliegenden Hochdruckdüse besteht dieser Düseneinsatz 3 daher aus einem hochfesten Keramik- oder Edelsteinmaterial. Die Wahl eines geeigneten Materials, das beim Betrieb der Hochdruckdüse einen sehr geringen Verschleiß aufweist, ist für den Fachmann kein Problem, wobei natürlich die entsprechenden Kosten bei der Auswahl des Materials berücksichtigt werden müssen. A nozzle insert 3 is placed on this nozzle opening 2 in the interior of the housing 1 . The nozzle insert 3 also has an outlet opening 4 which is connected to the nozzle opening 2 , as can be seen from the figure. To accommodate this nozzle insert 3 , the nozzle housing 1 is provided on the inside with a recess which receives the nozzle insert in a form-fitting manner. In this example, the outlet opening 4 of the nozzle insert 3 has a smaller cross section than the nozzle opening 2 . In the present example, this section of the outlet opening 4 is reduced compared to the cross section of the nozzle opening 2 by a factor of 2, thus has a size of about 0.25mm. This reduced cross section of the nozzle insert has the effect that the greatest wear during operation of this injection nozzle occurs at the outlet opening of the nozzle insert 3 and not at the nozzle opening 2 . To reduce wear, it is therefore only necessary to design the nozzle insert 3 from a correspondingly low-wear material, while the nozzle housing, which requires more material, can be made from a less expensive material. In the present high pressure nozzle, this nozzle insert 3 therefore consists of a high-strength ceramic or gem material. The choice of a suitable material which has very little wear during operation of the high-pressure nozzle is not a problem for the person skilled in the art, although the corresponding costs must of course be taken into account when selecting the material.

Der Düseneinsatz 3 weist im vorliegenden Beispiel stromauf der Austrittsöffnung 4 eine Ausnehmung auf, die einen Drallraum 7 bildet. Auf dem Düseneinsatz 3 liegt in geschlossenem Zustand der Düse ein Ventilsitz 5 auf. Wird dieser Ventilsitz 5 angehoben, so strömt das Einspritzmedium seitlich über den Innenraum des Düsengehäuses 1 in den Drallraum 7 und von dort durch die Austrittsöffnung 4 und die Düsenöffnung 2 in den Einspritzraum, beispielsweise den Ansaugkanal einer Kompressorstufe. Sitzt der Ventilsitz 5 auf dem Düseneinsatz 3 auf, so sind Austritts- 4 und Düsenöffnung 2 geschlossen. In the present example, the nozzle insert 3 has a recess upstream of the outlet opening 4, which recess forms a swirl chamber 7 . A valve seat 5 rests on the nozzle insert 3 when the nozzle is closed. If this valve seat 5 is raised, the injection medium flows laterally over the interior of the nozzle housing 1 into the swirl chamber 7 and from there through the outlet opening 4 and the nozzle opening 2 into the injection chamber, for example the intake duct of a compressor stage. If the valve seat 5 is seated on the nozzle insert 3 , the outlet 4 and nozzle opening 2 are closed.

Der Ventilsitz 5 trägt in diesem Beispiel einen Drallkörper 6, der in den Drallraum 7 des Düseneinsatzes 3 ragt. Durch die in der Figur dargestellte geometrische Ausgestaltung des Drallraums 7 sowie des darin befindlichen Drallkörpers 6 wird bei seitlicher Einströmung des Einspritzmediums eine Drallströmung erzeugt, bei der der Dreh in Richtung der Austrittsöffnung 4 zunimmt. Das Einspritzmedium strömt somit mit diesem Drall durch die Düsenöffnung 2 in den Einspritzraum, so dass eine Tröpfchengrößenverteilung mit reduzierter Tröpfchengröße - gegenüber einer Einspritzdüse ohne Drallerzeugung - resultiert. Der Drall wird im vorliegenden Beispiel insbesondere durch die konische Ausgestaltung des Drallraums 7 sowie des Drallkörpers 6 erreicht. Selbstverständlich lässt sich ein derartiger Drall auch mit anderen, dem Fachmann bekannten Geometrien erzeugen. In this example, the valve seat 5 carries a swirl body 6 which projects into the swirl chamber 7 of the nozzle insert 3 . Due to the geometric configuration of the swirl chamber 7 and the swirl body 6 located therein, a swirl flow is generated when the injection medium flows in from the side, with the rotation increasing in the direction of the outlet opening 4 . The injection medium thus flows with this swirl through the nozzle opening 2 into the injection space, so that a droplet size distribution with a reduced droplet size results - compared to an injection nozzle without swirl generation. In the present example, the swirl is achieved in particular by the conical configuration of the swirl chamber 7 and of the swirl body 6 . Of course, such a swirl can also be generated with other geometries known to the person skilled in the art.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel bestehen neben dem Düseneinsatz 3 auch der Ventilsitz 5 und der Drallkörper 6 aus einem Keramik- oder Edelsteinmaterial, so dass auch diese einem entsprechend geringen Verschleiß unterworfen sind. Der Ventilsitz 5 wird über das entsprechende Betätigungselement 8 vom Düseneinsatz 3 abgehoben oder auf diesen aufgedrückt. Die Steuerung dieses Betätigungselementes 8 erfolgt in Abhängigkeit von der gewünschten Einspritzmenge und der entsprechenden Anwendung. In the present exemplary embodiment, in addition to the nozzle insert 3 , the valve seat 5 and the swirl body 6 also consist of a ceramic or gemstone material, so that these are also subject to correspondingly low wear. The valve seat 5 is lifted off or pressed onto the nozzle insert 3 via the corresponding actuating element 8 . This actuating element 8 is controlled as a function of the desired injection quantity and the corresponding application.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel für eine Anwendung der vorliegenden Hochdruckdüse für eine High-Fogging Anwendung im Ansaugkanal des Kompressors einer Gasturbine. Der Kompressor 11 saugt über diesen Ansaugkanal 9 Luft, in der Regel aus der Atmosphäre, an und verdichtet diese, um sie als verdichtete Brennluft dem Brennstoff in der Brennkammer 12 zuführen zu können. In dem Ansaugkanal 9 sind Hochdruckeinspritzdüsen 10 angeordnet, über die überhitztes Wasser in die angesaugte Luft eingespritzt wird. Die Verdampfungskühlung dieses eingespritzten Wassers führt zur Abkühlung der angesaugten Luft, so dass sich der Luftmassenstrom erhöht. Dies führt zu einer vorteilhaften Leistungssteigerung der Gesamtanlage. Durch die im vorliegenden Fall durchgeführte Explosionszerstäubung werden so geringe Tröpfchengrößen innerhalb des Ansaugkanals 9 erreicht, dass das Wasser vor dem Eintritt in den Kompressor 11 bereits vollständig verdampft ist. Mit dem aus dem Brenner 12 austretenden heißen Brenngas wird schließlich in bekannter Weise die Gasturbine 13 angetrieben. Fig. 2 shows an example of an application of the present high-pressure nozzle for a high-fogging application in the intake duct of the compressor showing a gas turbine. The compressor 11 sucks air through this intake duct 9 , as a rule from the atmosphere, and compresses it in order to be able to supply it to the fuel in the combustion chamber 12 as compressed combustion air. High-pressure injection nozzles 10 are arranged in the intake duct 9 and are used to inject superheated water into the intake air. The evaporative cooling of this injected water leads to the cooling of the intake air, so that the air mass flow increases. This leads to an advantageous increase in performance of the overall system. The explosion atomization carried out in the present case achieves such small droplet sizes within the intake duct 9 that the water has already completely evaporated before entering the compressor 11 . The gas turbine 13 is finally driven in a known manner with the hot fuel gas emerging from the burner 12 .

Durch Einsatz der vorliegenden Hochdruckeinspritzdüsen zur Einspritzkühlung mittels Explosionszerstäubung in einer derartigen Anlage wird eine zuverlässige und gleichmäßige Kühlung über einen langen Zeitraum erreicht, ohne die Hochdruckeinspritzdüsen austauschen zu müssen. BEZUGSZEICHENLISTE 1 Düsengehäuse bzw. Düsenkörper
2 Düsenöffnung
3 Düseneinsatz
4 Austrittsöffnung
5 Ventilsitz
6 Drallkörper
7 Drallraum
8 Betätigungselement
9 Ansaugkanal
10 Einspritzdüsen
11 Kompressorstufe
12 Brenner bzw. Brennraum
13 Turbine
By using the present high-pressure injection nozzles for injection cooling by means of explosion atomization in such a system, reliable and uniform cooling is achieved over a long period of time without having to replace the high-pressure injection nozzles. REFERENCE SIGN LIST 1 nozzle housing or nozzle body
2 nozzle opening
3 nozzle insert
4 outlet opening
5 valve seat
6 swirl bodies
7 swirl room
8 actuating element
9 intake duct
10 injectors
11 compressor stage
12 burners or combustion chamber
13 turbine

Claims

1. High-pressure injection nozzle, in particular for use as an explosion atomizer, with a nozzle housing ( 1 ) with a nozzle opening ( 2 ), a nozzle insert ( 3 ) placed inside the nozzle housing ( 1 ) on the nozzle opening ( 2 ) with a connection to the nozzle opening ( 2 ) standing outlet opening ( 4 ), and a valve seat ( 5 ) resting on the nozzle insert ( 3 ) for closing or for releasing the outlet opening ( 4 ), the nozzle insert ( 3 ) being made of a ceramic or gem material.

2. High-pressure injection nozzle according to claim 1, characterized in that the valve seat ( 5 ) carries a swirl body ( 6 ) which protrudes into a swirl chamber ( 7 ) of the nozzle insert ( 3 ) which is formed upstream of the outlet opening ( 4 ), in order to 5 ) to cause the flow of an injection medium entering the nozzle insert ( 3 ) to swirl before exiting through the outlet ( 4 ) and nozzle opening ( 2 ).

3. High-pressure injection nozzle according to claim 2, characterized in that the swirl body ( 6 ) consists of a ceramic or gem material.

4. High-pressure injection nozzle according to one of claims 1 to 3, characterized in that the valve seat ( 5 ) consists of a ceramic or gem material.

5. High-pressure injection nozzle according to one of claims 1 to 4, characterized in that the outlet opening ( 4 ) of the nozzle insert ( 3 ) has a smaller cross section than the nozzle opening ( 2 ).

6. Use a high pressure injector after a of claims 1 to 5 for injection cooling in a turbomachine, in particular one Gas turbine.