DE1052175B - Verbrennungseinrichtung - Google Patents
VerbrennungseinrichtungInfo
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- DE1052175B DE1052175B DEP8384A DEP0008384A DE1052175B DE 1052175 B DE1052175 B DE 1052175B DE P8384 A DEP8384 A DE P8384A DE P0008384 A DEP0008384 A DE P0008384A DE 1052175 B DE1052175 B DE 1052175B
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/42—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F23R3/06—Arrangement of apertures along the flame tube
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf Verbrennungseinrichtungen
derjenigen Gattung, welche ein Luftgehäuse und ein längliches vom Luftgehäuse umschlossenes
Flammrohr enthält, und insbesondere auf das Kühlen des Flammrohres.
Bei bekannten Verbrennungseinrichtungen wird eine verhältnismäßig geringe Luftmenge durch einen
schmalen axial gerichteten Spalt hindurch am stromaufwärts gelegenen Ende des Flammrohres eingeführt
wird, SO' daß diese Luft als dünne Schicht entlang der
FJammrohrwandung strömt, und zwar mit der gleichen Geschwindigkeit, wie der Heißgasstrom entlang
dem Flammrohr strömt, wobei diese Schicht die Wandung vor der direkten Einwirkung der Heißgase
schützt. Zusätzliche Luftströme können ebenfalls durch radiale Einlasse hindurch eingeführt werden,
welche derart angeordnet sind, daß sie das Bilden von Strömen verhindern, welche bis zu einem wesentlichen
Ausmaß in den Heißgasstrom eindringen, wobei die Luft demzufolge eine Isolierschicht gegen die Flammrohrwandung
bildet. Dabei ist das Flammrohr der bekannten Bauart von einem Umhüllungsmantel umgeben,
durch welchen hindurch die Luft stromaufwärts strömt, bevor sie in das Flammrohr eintritt.
Andere bekannte Flammrohre werden durch eine Mehrzahl von ineinander verschachtelten kegelstumpfförmigen
Abschnitten gebildet, zwischen welchen die Kühlluft hindurchströmt, um dadurch eine Schicht
gegen die Flammrohrwandung zu bilden.
Die bei der Schaffung einer ausreichenden Kühlung auftretenden Probleme bestehen darin, zu erreichen,
daß erstens die Kühlluft in solcher Art und Weise eingebracht wird, daß eine Isolierschicht gegen
die Flammrohrwandung entsteht, und daß zweitens diese Schicht über eine ausreichende Entfernung in
Richtung der Länge des Flammrohres hinweg beibehalten wird.
Der Erfindungsgegenstand geht aus von einer Verbrennungseinrichtung,
die aus einem Luftgehäuse, in das Luft eingeleitet wird, aus einem länglichen Flammrohr, welches von dem Luftgehäuse umschlossen
wird, wobei Brennstoff von dem einen Ende des Flammrohres eingebracht wird und die Verbrennungsgase am anderen Ende abgeleitet werden, und aus
einem rohrförmigen Mantel bzw. einer Manschette besteht, welche die Außenwand des Flammrohres
wenigstens auf einem Teil seiner Länge und radial, mit Abstand dazu vorgesehen, umgibt. Die Luft tritt
in den dadurch gebildeten Zwischenraum an einem Ende ein und wird am anderen Ende aus demselben
in das Flammrohrinnere durch radial gerichtete Öffnungen in der Umfangswand des Flammrohres eingelassen.
Zwischenraum und Öffnungen sind so bemessen und die Öffnungen so angeordnet, daß die Luft
VerbrennungseinricMung
(Research
Anmelder:
Power Jets
Power Jets
d Development) Limited,
London
London
Vertreter: Dipl.-Ing. E. Schubert, Patentanwalt,
Siegen (Westf.), Oranienstr. 14
Siegen (Westf.), Oranienstr. 14
Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 24. September 1951
Großbritannien vom 24. September 1951
Frederick John Bayley,
Ivanhoe, Monkseaton, Northumberland
Ivanhoe, Monkseaton, Northumberland
(Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
in das Flammrohr mit einer radialen Geschwindigkeit eintritt, welche nicht größer als die und vorzugsweise
im wesentlichen gleich der Geschwindigkeit der Verbrennungsgase entlang dem Flammrohr ist. Erfindungsgemäß
bestehen die radialen Öffnungen aus zwei mit axialem Abstand vorgesehenen Lochreihen, wobei
die Löcher der beiden Reihen auf Lücke stehen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Ringraum zwischen Flammrohr und
Mantel in eine Mehrzahl von in Achsrichtung aufeinander folgenden ringförmigen Zwischenräumen unterteilt.
Erfindungsgemäß können auch Rippen vorgesehen sein, die von der Außenwand des Flammrohres
in die Zwischenräume hineinragen. Diese Rippen können nach einem weiteren Erfindungsvorschlag spiralförmig
um die Achse des Flammrohres angeordnet sein.
Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung wird erreicht, daß eine Kühlschicht rings um den ganzen
Umfang des Flammrohres aufgebaut wird. Die beiden Lochreihen wirken sich aus, wie ein einziger,
über den ganzen Umfang reichender ununterbrochener Schlitz. Ein Flammrohr mit einem ununterbrochenen
Schlitz wäre jedoch unvorteilhaft, da dieser Schlitz die Steifheit des Rohres beeinträchtigen
würde und da Schwierigkeiten in der Aufrechterhaltung der genauen Dimensionierung des Schlitzes und
damit der zuströmenden Kühlluftmenge auftreten würden.
Die Erfindung soll nunmehr ausführlicher an Hand
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der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung beschrieben werden, und zwar zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 einen Halbquerschnitt gemäß der Schnittlinie H-II in Fig. 1,
Fig. 3 einen Einzelbauteil der Ausführungsform nach Fig. 1, während
Fig. 4 eine zweite Ausführungsform der Erfindung, ebenfalls im Längsschnitt, wiedergibt.
Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, besteht eine Brennkammer für eine Gasturbinenanlage aus einem Luftgehäuse
1 und einem Flammrohr 2 innerhalb desselben. Das strömungsaufwärts gelegene Ende des Luftgehäuses
ist von im allgemeinen kegelstumpfförmiger Gestalt, und zwar divergent in der Strömungsabwärtsrichtung,
und es ist mit einem Flansch la versehen, um es mit dem Stutzen zu verbinden, welcher
die Luftzuführungsleitung, welche beispielsweise von einem Verdichter her kommt, hält. Das Strömungsabwärtsende
des Luftgehäuses ist ebenfalls etwa kegelförmig, und zwar konvergent in Strömungsabwrärtsrichtung,
und es kann in einem Führungsstück sitzen, welches nach der Turbinendüse hin führt.
Das Flammrohr 2 ist in ähnlicher Weise mit divergenten und konvergenten Teilstücken am Strömungsaufwärts-
und Strömungsabwärtsende versehen. Es wird im Luftgehäuse 1 über Bügel oder sonstige
Haltestücke 3 an seinem Strömungsaufwärtsende und mittels eines kegel stumpf f or migen Flanschbauteils
4 an seinem Strömungsabwärtsende gehalten.
Innerhalb des Strömungsaufwärtsendes des Flammrohres 2 sitzt ein im allgemeinen kegelstumpfförmiges
Leitstück 5, welches darin über Bügel 5 a gehalten wird, und zwar derart, daß sein weiteres
Ende zusammen mit der Flammrohrwandung einen Ringspalt 13 für Kühlluft bildet. Eine Brennstoffdüseneinrichtung
6 erstreckt sich in das Strömungsaufwärtsende des Leitstücks hinein, und zwar ist es
darin über Wirbelschaufeln 7 gehalten, und sie steht mit einem Brennstoffvorratsbehälter über die Leitung
8 in Verbindung. Das Leitstück ist bei 9, 10 perforiert bzw. mit Bohrungen versehen, um Brennluft
in den Raum innerhalb des Leitstücks einzulassen.
Die Umfangswandung des Flammenrohres 2 ist von einem Hohlkörper bzw. einer Manschette 11 umgeben.
Diese wird von einer Anzahl von ringförmigen Halteteilen 12 (im einzelnen in Fig. 3 gezeigt) gehalten,
welche außerdem Trennwandungen bilden, welche den ringförmigen Raum zwischen Flammrohr und Manschette
in eine Anzahl von axial aufeinanderfolgenden Ringabschnitten 14a, 146, 14c . . . 14η unterteilen.
Das Flammrohr ist mit einer Doppelreihe von kleinen Aussparungen oder Bohrungen 15 a, 15 6 usw.,
am Strömungsaufwärtsende eines jeden dieser Abschnitte versehen, während die Manschette mit einem
Ring von kleinen Aussparungen 16a, 166 usw., am Strömungsabwärtsende eines jeden Abschnittes ausgerüstet
ist. Die Aussparungen und Ringabschnitte stellen daher eine Anzahl von einzelnen ringförmigen
Durchlässen für die Kühlluft dar.
Die Manschette 11 erstreckt sich nicht über die Gesamtlänge des Flammrohres, und hinter ihrem Strömuugsabwärtsende
ist das Flammrohr mit einer Anzahl von verhältnismäßig großen länglichen Aussparungen
17 für die Zufuhr von Verdünnungs- bzw. Mischluft versehen. Das kegelstumpfförmige Teilstück
am Strömungsabwärtsende des Flammrohres ist ebenfalls mit zwei axial zueinander versetzten
Reihen von kleinen Aussparungen 18a, 186 versehen, von denen jede Reihe oder Gruppe aus zwei Ringen
von Aussparungen ähnlich den Aussparungen 15 a, 15 & usw. besteht. Der ringförmige Haltebauteil 4 ist
bei 19 mit einer oder mehreren Aussparungen versehen bzw. perforiert, um Luft in den Raum zwischen
den Strömungsabwärtsenden des Luftgehäuses 1 und des Flammrohres 2 für die Aussparungen 18 a,
18b als Kühlluft ein- und durchtreten zu lassen.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, sind die Ringabschnitte
ίο 14a, 146 usw. zwischen Flammrohr 2 und Manschette
11 in Umfangsrichtung durch sich in Längsrichtung erstreckende Rippen 20 aufgeteilt, welche an
den Flammrohrwandungen sitzen und Sekundärkühlflächen abgeben.
Fig. 3 zeigt in vergrößertem Maßstab einen der Haltebauteile, welcher die Manschette 11 am Flammrohr
2 hält. Die Haltebauteile sind etwa Z-förmig im Querschnitt, und der eine Arm 12 a ist, beispielsweise
mittels einer Schweißverbindung, an der Flammrohrwandung befestigt. Der andere Arm ist nicht an der
Manschette starr befestigt, sondern frei, um relativ zu dieser eine Gleitbewegung ausführen zu können.
Daher ist dann, wenn eine unterschiedliche thermische Ausdehnung dadurch entsteht, daß das Flammrohr
sich in einem größeren Ausmaße ausdehnt als die Manschette, der mittlere kegelstumpfförmige Teil
des Haltestücks in der Lage, sich etwas zu biegen, wodurch die verringerte radiale Abmessung des
Ringraumes berücksichtigt wird. Der Arm 126 und der Mittelteil des Haltestücks sind mit einer Anzahl
von schmalen, sich in Achsrichtung erstreckenden Schlitzen 12 c versehen, welche in Bohrungen 12 t/
endigen und die Biegebewegung erleichtern.
Im Betrieb tritt Luft in das Luftgehäuse ein, wobei ein Teil derselben abgezweigt wird und in das
Strömungsaufwärtsende des Flammrohres 2 einströmt. Von diesem Teil der Luft gelangt etwas in
das Innere des Leitstücks 5 durch die Wirbelschaufeln 7 und die Perforationen 9 und 10 hindurch als
Primärbrennluft. Das Leitstück erzeugt eine stabilisierte Brennzone, in welcher der Brennstoff von der
Einspritzdüse 6 her verbrannt wird, wobei der sich daraus ergebende Strom heißen Brenngases sich
entlang dem Flammrohr durch dieses hindurch in Richtung auf den Auslaß zu mit hoher Geschwindigkeit
bewegt.
Ein verhältnismäßig kleiner Anteil der Luft, welche in das Flammrohr eintritt, strömt durch den Beschleunigungsdurchlaß
hindurch, welcher zwischen dem Leitstück 5 und dem strömungsaufwärts gelegenen Teil der Flammrohrwandung vorhanden ist, und
tritt in den Hauptteil des Flammrohres durch den Ringspalt 13 ein. Dieser Spalt ist so bemessen, daß
unter gewissen Arbeitsbedingungen, beispielsweise für Vollast, die axiale Geschwindigkeit der hindurchfließenden
Luftströmung im wesentlichen ebenso groß wie, und in manchen Fällen größer, als die axiale
Geschwindigkeit der Strömung der Brenngase entlang dem Flammrohr ist. Wie in der britischen Patentschrift
636 624 ausgeführt, sucht auf diese Weise die Luft eine ringförmige Schicht kühler Luft in der
Nähe der Flammrohrwandung zu bilden, wodurch diese gegenüber der Wirkung der heißen Gase abgeschirmt
wird. Jedoch kann diese Schicht auch in Wegfall kommen. Innerhalb des Umlenkkörpers 5 ist
in einem hohen Ausmaß Turbulenz vorhanden, und die Kühlschicht wird daher in die Turbulenz-Zone
gezogen, was zur Wirkung hat, daß die Kühlwirkung in Strömungsabwärtsrichtung nicht allzuweit
reicht.
1 UOZ 1/0
Derjenige Teil der Luft, welcher nicht in das Flammrohr einströmt, strömt rund um die Außenseite
desselben in der üblichen Weise und hat so eine gewisse Kühlwirkung. Ein verhältnismäßig kleiner
Anteil dieser Luft strömt durch die Aussparungen 16 σ. in der Manschette 11 hindurch in den Raum 14a und
dann durch die Aussparungen 15 a hindurch in das Innere des Flammrohrs. Während des Hindurchströmens
durch den Raum 14a hindurch übt die Luft eine beträchtliche Konvektionskühlwirkung aus. Es wird
angestrebt, daß die Luft bei ihrem Eintritt in das Flammrohr entlang der Wandung desselben als Kühlschicht
in der gleichen Weise strömt, wie es bei der Luft, welche durch den Spalt 13 eintritt, der Fall ist.
Durch Experimente hat sich herausgestellt, daß zu diesem Zweck die Luft durch die Aussparungen 15 a
hindurch mit einer radialen Geschwindigkeit eintreten muß, welche nicht größer ist als die axiale Geschwindigkeit
der heißen Gase. Der Druck der Luft im Luftgehäuse ist höher als der Druck der heißen
Gase im Flammrohr, so daß es nicht schwierig ist, die Kühlströmung zu erhalten, und die Aussparungen 15 a
können so bemessen werden, daß sich die erforderliche Geschwindigkeit ergibt. Falls der Druckabfall,
welcher durch die Aussparungen 15 a bewirkt wird, ungenügend ist, so kann ein zusätzlicher Druckabfall
durch entsprechende Bemessung der Aussparungen 16a hervorgerufen werden. Alternativ oder zusätzlich
können die Rippen 20 innerhalb der Manschette spiralförmig ausgebildet werden, so daß die Luft gezwungen
wird, einen längeren Weg durch den Abschnitt 14 a hindurch zurückzulegen, und dadurch
eine größere Geschwindigkeit erhält. Diese Anordnung verbessert die Konvektionskühlwirkung der
Luft, bevor sie in das Flammrohr eintritt.
Um eine brauchbare Kühlschicht der Luft innerhalb des Flammrohres zum Entstehen zu bringen,
muß im Idealfall die Luft in das Flammrohr durch eine Aussparung eintreten, welche einer vollständigen,
den Umfang überdeckenden Ringfläche entspricht. In der Praxis ist es schwierig, die genaue Bemessung
einer solchen Aussparung einzuhalten, und zwar infolge der thermischen Ausdehnung des Flammrohres,
und daher wird der Anordnung der Vorzug gegeben, bei welcher zwei oder mehr Reihen von kreisförmigen
Aussparungen Anwendung finden, die so zueinander versetzt sind, daß sie praktisch einen vollständigen
Mantelring bilden. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel kommen zwei Reihen zur Anwendung,
wobei die Bohrungen in Umfangsrichtung regelmäßig verteilt und in Achsrichtung je auf einem
Durchmesser sitzend, voneinander entfernt sind, wobei die Bohrungen der beiden Reihen auf Lücken
stehen. Mit Bohrungen in der Größenordnung von 1,5 mm 0 sind zufriedenstellende Ergebnisse zu erzielen.
In der Zeichnung jedoch sind diese Bohrungen relativ zum übrigen Teil der Anlage unverhältnismäßig
groß dargestellt.
Aus Experimenten hat sich ergeben, daß die Kühlluft bei ihrem Eintritt in das Flammrohr eine beträchtliche
örtliche Kühlwirkung auf den Teil der Wandung unmittelbar rund um die Aussparungen 15 a
herum ausübt. Die Luft vermischt sich dann mit einer gewissen Menge der heißen Gase, wodurch ihre Temperatur
zunimmt, und sie strömt dann in einer dünnen Schicht entlang der Innenseite der Flammrohrwandung.
Diese Schicht baut sich durch Vermischen mit dem heißen Gasstrom ab, und infolgedessen
nimmt ihre Temperatur allmählich zu. Die Wandungstemperatur ist anfänglich niedriger als diejenige der
Kühlschicht, und zwar infolge der anfänglichen Kühlwirkung der Luft; jedoch nimmt diese Temperatur
in einem stärkeren Ausmaß zu als diejenige der Kühlschicht, so daß deren Temperatur bald auf den
gleichen Wert kommt. Diese Temperatur läßt man so lange ansteigen, bis sie einen Wert erreicht, der der
höchstzulässigen Temperatur der Wandung entspricht. An dieser Stelle wird die Schicht ersetzt durch einen
weiteren Strom von Kühlluft, welche durch die Aussparung 16 b in der Manschette und durch den Abschnitt
14 & strömt, um dann in das Flammrohr hinein durch die Aussparung 15 b zu gelangen. Diese
Kühlschicht ihrerseits baut sich ab und wird durch eine neue Schicht abgelöst, welche an den Aussparungen
15 c zur Entstehung kommt, und so fort, entlang dem ganzen Flammrohr. Jeder Abschnitt 146, 14c
usw., und die darin befindlichen Aussparungen sind so bemessen, daß ein Druckabfall entsteht, der notwendig
ist, um die gewünschte Strömungsgeschwindigkeit, wie vorbeschrieben, hervorzurufen. Jeder
Abschnitt enthält spiralförmig versetzte Rippen, falls erforderlich, und die Flammrohraussparungen bestehen
aus Doppelreihen von Bohrungen ähnlich denjenigen bei 15 a.
Theoretische Überlegungen ergeben, daß im Idealfall die Kühlschicht sich abbaut — d. h. ihre Temperatur
zunimmt — in Übereinstimmung mit einer Expotentialgesetzmäßigkek, so daß die axiale Versetzung
bzw. Abstandsbemessung der Aussparungsreihen errechnet werden kann. Dies kann jedoch nur als
Hinweis dienen, da es schwierig ist, den Betrieb bzw. das Arbeiten des Flammrohres nur aus rein theoretischen
Überlegungen abzuleiten, insbesondere, soweit das Strömungsaufwärtsende des Flammrohres in
Betracht kommt. Dies ist teilweise eine Folge der sehr starken Turbulenz, welche in Verbindung mit der
Primärbrennzone in Erscheinung tritt, wodurch die Kühlschicht schneller zur Auflösung gebracht wird
als dies sonstwie der Fall sein würde, und teilweise eine Folge des Umstandes, daß die vorerwähnte theoretische
Betrachtung nicht die Auswirkungen der Strahlung berücksichtigt. Wenn der Brennstoff ein
solcher ist, daß er mit sehr helleuchtender Flamme brennt, so ist die Wärmeeinwirkung derselben eine
beträchtliche, da die Kühlschicht nur einen geringen oder überhaupt keinen Widerstand gegenüber Strahlung
bietet. Die Flammrohrwandungstemperatur nimmt daher in einem größeren Ausmaß zu, als sich
dies aus den theoretischen Überlegungen ergeben würde, und es hat sich als notwendig herausgestellt,
die axiale Abstandsbemessung der Einlaßaussparungen 15 α, 15 & usw. und damit die Längenabmessung
der Ringabschnitte 14a, 14 & usw. zu verringern, wenigstens soweit das Strömungsaufwärtsende des
Flammrohres in Betracht kommt. Weiter strömungsabwärts haben jedoch die Störfaktoren einen geringeren
Einfluß, und die axiale Abstandsbemessung der Aussparung kann allmählich zunehmen, wie dies in
Fig. 1 angedeutet ist.
Daraus ist zu ersehen, daß die durch das Flammrohr eintretende Luft eine doppelte Kühlwirkung hat.
Erstens hat sie beim Durchströmen durch die Ringabschnitte 14 a, 14 & eine Konvektionskühlwirkung,
welche dadurch verstärkt werden kann, daß Rippen als Sekundärkühlflächen zur Anwendung kommen.
Zweitens bildet sie beim Eintritt in das Flammrohr eine Schutzkühl schicht dicht bei der Wandung
des Flammrohres. Diese Schicht wird erneuert, sobald die zusätzliche Höchsttemperatur erreicht wird, wobei
die bei 15 a eintretende Luft die Schicht ablöst,
welche durch den Spalt 13 hervorgerufen wird; die Luft, die bei 15 b eintritt, ersetzt die bei 15 a gebildete
Schicht, usw.
Da die Kühlluft innerhalb der Manschette in entgegengesetzter Richtung zur Kühlschicht innerhalb
des Flammrohres fließt, so sucht die Wandung in einem besonders großen Ausmaß eine gleichförmige Temperatur
anzunehmen, da der heißeste Teil der Schicht dort ist, wo die Luft am kältesten ist, d. h. dort, wo
sie in die Manschette eintritt.
Wie bereits erwähnt, erstreckt sich die Manschette nicht über die Gesamtlänge des Flammrohres. Der
größere Teil der Luft, der außen um das Flammrohr herumfließt, strömt als Mischluft durch die Aussparungen
17 strömungsabwärts der Manschette hindurch. Ein kleiner Anteil der Luft strömt durch die Meßöffnung
19 im Haltebauteil 4 hindurch und tritt in das Auslaßende des Flammrohres als Kühlluft durch
die Gruppen von Aussparungen 18a, 18 & ein. Jede Gruppe besteht aus einer Doppelreihe von Bohrungen
ähnlich denjenigen bei 15 a, 15 b. Durch diese Luft soll ebenfalls eine Kühlschicht gebildet werden, so daß
wiederum die radiale Geschwindigkeit der Luft, welche die Bohrungen durchströmt, gleich der axialen
Geschwindigkeit der heißen Gase sein muß, und die Meßöffnungen 19 sind so bemessen, daß sie den erforlichen
Druckabfall liefern. Die Arbeitsbedingungen in diesem Teil des Flammrohres sind nicht so schwierig
wie diejenigen, welche weiter strömungsaufwärts herrschen, da die Gastemperatur dadurch herabgesetzt
wird, daß Mischluft durch die Aussparungen 17 hindurch zugesetzt wird.
Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel befolgt grundsätzlich das gleiche Prinzip wie das in
Fig. 1 gezeigte, unterscheidet sich jedoch in baulicher Hinsicht. Für gleichartige Teile sind die gleichen Bezugszeichen
gewählt worden.
Die Brennkammer besteht aus einem äußeren Luftgehäuse 1 mit einem divergierenden Einlaßteilstück
la und einem konvergierenden Auslaßteilstück 1 b. Das Flammrohr 2 unterscheidet sich von
dem Flammrohr in Fig. 1 insofern, als es kein divergierendes Teil stück an seinem Strömungsaufwärtsende
aufweist, jedoch einen Auslaßabschnitt 2a hat, welcher in dessen Strömungsabwärtsende hineinpaßt.
Ein Leitstück 5 sitzt im Strömungsaufwärtsende des Flammrohres 2 und bildet dort einen Ringspalt
13 für Kühlluft. Brennstoff wird in das Innere des Umlenkkörpers über ein Rohr 8 und eine Brennstoffeinspritzdüse
6 eingebracht. Der Umlenkkörper ist mit Aussparungen für den Eintritt von Brennluft
versehen, und Wirbelkörper 7 sind in diesen Aussparungen vorgesehen.
Der Hauptunterschied in der Bauweise besteht darin, daß die Manschette sich aus einer Anzahl von einzelnen
Manschettenbauteilen 11a, 11 b, lic ... Hn
zusammensetzt. Jeder sitzt an seinem Strömungsaufwärtsende an einem Zylinderstück 21a, 21 b, lic
bis 21 ?ί mit verjüngtem Durchmesser, welches an der Flammrohrwandung angeschweißt oder sonstwie befestigt
ist. Das .Strömungsaufwärtsende eines jeden Manschetten-Abschnitts ist offen und bildet dadurch
einen Einlaß für Kühlluft. Kühlrippen 20 sind innerhalb der Manschettenbauteile vorgesehen, und die
Luft wird in das Flammrohr hinein durch Doppelreihen von Bohrungen, wie bei der ersten Ausführungsform,
eingelassen. Wie zuvor ist die Bemessung der Kühlluftdurchlässe eine solche, daß eine Schicht
aus Kühlluft dicht bei der Flammrohrwandung zum Entstehen gebracht wird.
Strömungsabwärts des letzten Manschettenbauteils lira weist die Flammrohrwandung Durchlöcherungen
17 für den Eintritt von Mischluft auf, und das Auslaßteilstück des Flammrohres wird in genau
der gleichen Weise gekühlt, wie dies beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 der Fall ist.
Claims (4)
1. Verbrennungseinrichtung, bestehend aus einem Luftgehäuse, in das Luft eingeleitet wird, aus
ao einem länglichen Flammrohr, welches von dem Luftgehäuse umschlossen wird, wobei Brennstoff
an einem Ende des Flammrohres eingebracht wird und die Verbrennungsgase am anderen Ende abgeleitet
werden, und aus einem rohrförmigen Mantel bzw. einer Manschette, welche die Außenwand des
Flammrohres wenigstens auf einem Teil seiner Länge und radial, mit Abstand dazu vorgesehen,
umgibt, wobei die Luft in den dadurch gebildeten ringförmigen Zwischenraum am einen Ende eintritt
und am anderen Ende aus demselben in das Flammrohrinnere durch radial gerichtete Öffnungen
in der Umfangswand des Flammrohres eingelassen wird, wobei Zwischenraum und Öffnungen
so bemessen und die Öffnungen so angeordnet sind, daß die Luft in das Flammrohr mit einer radialen
Geschwindigkeit eintritt, welche nicht größer als die und vorzugsweise im wesentlichen gleich der
Geschwindigkeit der Verbrennungsgase entlang dem Flammrohr ist, dadurch gekennzeichnet, daß
die radialen Öffnungen aus zwei mit axialem Abstand vorgesehenen Lochreihen (15a, 15b ... 15m)
bestehen, wobei die Löcher der beiden Reihen auf Lücke stehen.
2. Verbrennungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum zwischen
Flammrohr und Mantel in eine Mehrzahl von in Achsrichtung aufeinanderfolgende ringförmige
Zwischenräume (14 α, 14 & . . . 14 η) unterteilt
ist.
3. Verbrennungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Rippen (20)
von der Außenwand des Flammrohres in die Zwischenräume (14 α, 14 b ... 14 n) hineinragen.
4. Verbrennungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (20) spiralförmig
um die Achse des Flammrohres angeordnet sind.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschriften Nr. 275 237,
741, 229 943, 226 308, 213 792;
USA.-Patentschrift Nr. 2 457 157.
Schweizerische Patentschriften Nr. 275 237,
741, 229 943, 226 308, 213 792;
USA.-Patentschrift Nr. 2 457 157.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB2235051A GB721209A (en) | 1951-09-24 | 1951-09-24 | Combustion apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1052175B true DE1052175B (de) | 1959-03-05 |
Family
ID=10177978
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEP8384A Pending DE1052175B (de) | 1951-09-24 | 1952-09-19 | Verbrennungseinrichtung |
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Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1052175B (de) |
FR (1) | FR1071108A (de) |
GB (1) | GB721209A (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2355547A1 (de) * | 1972-11-10 | 1974-05-16 | Gen Electric | Doppelwandiger brenner mit aufprallkuehlung |
DE3117515A1 (de) * | 1980-05-07 | 1982-04-08 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | "ueberstroemgehaeuse fuer eine gasturbinenanlage" |
DE4443864A1 (de) * | 1994-12-09 | 1996-06-13 | Abb Management Ag | Gek}hltes Wandteil |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2918793A (en) * | 1955-06-16 | 1959-12-29 | Jerie Jan | Cooled wall of a combustion chamber |
DE1179663B (de) * | 1957-12-31 | 1964-10-15 | Rudolf O Bracke Dipl Ing | OElbrenner |
GB2125950B (en) * | 1982-08-16 | 1986-09-24 | Gen Electric | Gas turbine combustor |
JPH0660740B2 (ja) * | 1985-04-05 | 1994-08-10 | 工業技術院長 | ガスタービンの燃焼器 |
US4848081A (en) * | 1988-05-31 | 1989-07-18 | United Technologies Corporation | Cooling means for augmentor liner |
EP2039999A1 (de) * | 2007-09-24 | 2009-03-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Verbrennungskammer |
CN106705075B (zh) * | 2016-12-12 | 2023-12-12 | 深圳智慧能源技术有限公司 | 强制气膜冷却的火炬 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH213792A (de) * | 1939-09-29 | 1941-03-15 | Bbc Brown Boveri & Cie | Aus Metall hergestellte Brennkammer zur Erzeugung von Heiz- und Treibgasen mässiger Temperatur. |
CH226308A (de) * | 1955-01-27 | 1943-03-31 | Bbc Brown Boveri & Cie | Verbrennungsturbinenanlage mit Gleichdruckverbrennung und Luftkühlung. |
CH229943A (de) * | 1942-07-10 | 1943-11-30 | Bbc Brown Boveri & Cie | Verfahren zur Drehzahlregelung von Asynchronmotoren mit ständererregter Kollektorhintermaschine, Bauart Scherbius. |
US2457157A (en) * | 1946-07-30 | 1948-12-28 | Westinghouse Electric Corp | Turbine apparatus |
CH271741A (de) * | 1947-12-04 | 1950-11-15 | Shell Refining & Marketing Co | Brennkammer mit Luft- und Brennstoffzufuhreinrichtungen. |
CH275237A (de) * | 1947-08-11 | 1951-05-15 | Power Jets Res & Dev Ltd | Verbrennungseinrichtung. |
-
1951
- 1951-09-24 GB GB2235051A patent/GB721209A/en not_active Expired
-
1952
- 1952-09-19 DE DEP8384A patent/DE1052175B/de active Pending
- 1952-09-22 FR FR1071108D patent/FR1071108A/fr not_active Expired
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH213792A (de) * | 1939-09-29 | 1941-03-15 | Bbc Brown Boveri & Cie | Aus Metall hergestellte Brennkammer zur Erzeugung von Heiz- und Treibgasen mässiger Temperatur. |
CH229943A (de) * | 1942-07-10 | 1943-11-30 | Bbc Brown Boveri & Cie | Verfahren zur Drehzahlregelung von Asynchronmotoren mit ständererregter Kollektorhintermaschine, Bauart Scherbius. |
US2457157A (en) * | 1946-07-30 | 1948-12-28 | Westinghouse Electric Corp | Turbine apparatus |
CH275237A (de) * | 1947-08-11 | 1951-05-15 | Power Jets Res & Dev Ltd | Verbrennungseinrichtung. |
CH271741A (de) * | 1947-12-04 | 1950-11-15 | Shell Refining & Marketing Co | Brennkammer mit Luft- und Brennstoffzufuhreinrichtungen. |
CH226308A (de) * | 1955-01-27 | 1943-03-31 | Bbc Brown Boveri & Cie | Verbrennungsturbinenanlage mit Gleichdruckverbrennung und Luftkühlung. |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2355547A1 (de) * | 1972-11-10 | 1974-05-16 | Gen Electric | Doppelwandiger brenner mit aufprallkuehlung |
DE3117515A1 (de) * | 1980-05-07 | 1982-04-08 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | "ueberstroemgehaeuse fuer eine gasturbinenanlage" |
DE4443864A1 (de) * | 1994-12-09 | 1996-06-13 | Abb Management Ag | Gek}hltes Wandteil |
US5647202A (en) * | 1994-12-09 | 1997-07-15 | Asea Brown Boveri Ag | Cooled wall part |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR1071108A (fr) | 1954-08-25 |
GB721209A (en) | 1955-01-05 |
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