DE112009004301T5

DE112009004301T5 - Gasturbinenkraftstoffinjektor mit geringem Übersprechen

Info

Publication number: DE112009004301T5
Application number: DE112009004301T
Authority: DE
Inventors: Christopher Z. Twardochleb; John F. Lockyer; Mario E. Abreu
Original assignee: Solar Turbines Inc
Current assignee: Solar Turbines Inc
Priority date: 2008-12-18
Filing date: 2009-12-18
Publication date: 2012-10-31
Also published as: CN102317690B; WO2010080604A1; US8099940B2; US20100154424A1; CN102317690A

Abstract

Eine Steuereinheit (40) für einen Kraftstoffinjektor (30) eines Gasturbinenmotors (100) kann einen Längsdurchgang (78) mit einem Auslassende (44) enthalten. Die Steuereinheit (40) kann auch eine Flüssigkraftstoffdüse (66), die zum Leiten einer Mischung aus flüssigem Kraftstoff und Luft nahe dem Auslassende (44) positioniert ist, und einen Einlass (64) für verdichtete Luft, der zum Leiten von Luft, die durch einen Verdichter des Motors auf einen Verdichterausgangsdruck verdichtet ist, in den Längsdurchgang (78) ausgebildet ist, enthalten. Der Längsdurchgang (78) kann auch einen Strömungsbegrenzungsabschnitt (78a) enthalten Der Strömungsbegrenzungsabschnitt (78a) kann ein verengter Abschnitt des Längsdurchgangs (78) sein, in dem eine stromaufwärtige Seite des Strömungsbegrenzungsabschnitts (78a) verdichtete Luft von im Wesentlichen dem Verdichterausgangsdruck aufweisen kann. Die Steuereinheit kann ferner eine Düse (62, 80) zum Einspritzen von entweder Hilfsluft oder gasförmigem Kraftstoff in den Längsdurchgang (78) enthalten. Die Düse kann an dem Strömungsbegrenzungsabschnitt oder auf einer stromaufwärtigen Seite des Strömungsbegrenzungsabschnitts zum Reduzieren von Übersprechen angeordnet sein.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen einen Kraftstoffinjektor und insbesondere einen Gasturbinenkraftstoffinjektor mit geringem Übersprechen.
Hintergrund
Gasturbinenmotoren (GTEs) erzeugen Energie durch Extrahieren von Energie aus einem Strom von heißem Gas, der durch Verbrennung von Kraftstoff in einem Strahl verdichteter Luft produziert wird. Im Allgemeinen weisen GTEs einen stromaufwärts liegenden Luftverdichter auf, der mit einer stromabwärts liegenden Turbine mit einer Brennkammer (Verbrennungsraum) dazwischen liegend verbunden ist. Die Energie wird produziert, wenn eine Mischung aus verdichteter Luft und Kraftstoff in dem Verbrennungsraum verbrannt wird, und die daraus resultierenden heißen Gase werden zum Drehen von Blättern einer Turbine verwendet. In typischen GTEs leiten mehrere Kraftstoffinjektoren den Kraftstoff für eine Verbrennung zu dem Verbrennungsraum. Die Verbrennung von typischen Kraftstoffen führt zu der Erzeugung einiger unerwünschter Bestandteile in GTE-Abgasemissionen, wie beispielsweise NO_X. Belange betreffend die Luftverschmutzung haben zu staatlichen Regelungen geführt, die die Emission von NO_X in GTE-Abgas regulieren. Ein Verfahren, das zum Reduzieren von NO_X-Emissionen von GTEs verwendet wird, besteht darin, eine gut gemischte, magere Kraftstoff-Luft-Mischung (Kraftstoff-Luft-Mischung mit einem geringeren Kraftstoff-zu-Luft-Verhältnis als das stöchiometrische Verhältnis) für die Verbrennung in dem Verbrennungsraum zu verwenden. Allerdings kann in manchen Fällen, das Verwenden einer mageren Kraftstoff-Luft-Mischung zu einer instabilen Verbrennung in dem Verbrennungsraum führen. Um eine stabile Flamme vorzusehen, während den NO_X-Emissionsregelungen entsprochen wird, leiten manche Kraftstoffinjektoren separate Strahle aus einer mageren Kraftstoff-Luft-Mischung und einer reicheren Kraftstoff-Luft-Mischung zu dem Verbrennungsraum. Die magere Kraftstoff-Luft-Mischung kann niedrige NO_X-Emissionen vorsehen, während die reichere Kraftstoff-Luft-Mischung die Stabilisierung der Flamme während Flammeninstabilitätphasen vorsehen kann.
In manchen Fällen kann der Kraftstoffinjektor auch ausgebildet sein, dass er sowohl einen flüssigen als auch einen gasförmigen Kraftstoff zu dem Verbrennungsraum leitet. Mit solch einem Kraftstoffinjektor, der als ein Dualkraftstoffinjektor bezeichnet wird, kann der GTE unter Verwendung von sowohl flüssigem Kraftstoff (wie beispielsweise Diesel) als auch gasförmigem Kraftstoff (wie beispielsweise Erdgas) abhängig von den Bedingungen und der Wirtschaftlichkeit jedes bestimmten GTE-betriebenen Standorts arbeiten. In Dualkraftstoffinjektoren kann entweder ein flüssiger oder ein gasförmiger Kraftstoff zu dem Kraftstoffinjektor geleitet werden, um mit Luft gemischt zu werden, und in den Verbrennungsraum gefördert werden. Solch ein Dualkraftstoffinjektor kann sowohl Zufuhrleitungen für flüssigen Kraftstoff als auch Zufuhrleitungen für gasförmigen Kraftstoff zusammen mit geeigneten Ventilen enthalten, damit die Zufuhr von flüssigem Kraftstoff zu dem Injektor abgeschaltet werden kann, während der GTE mit gasförmigem Kraftstoff betrieben wird, und die Zufuhr von gasförmigem Kraftstoff zu dem Injektor abgeschaltet werden kann, während der GTE mit flüssigem Kraftstoff betrieben wird. Allerdings, sogar wenn der flüssige oder gasförmige Kraftstoff abgeschaltet ist, können die entsprechenden Kraftstoffleitungen immer noch die mehreren Injektoren des GTE miteinander fluidmäßig verbinden. Kleine Abweichungen in der Luft-Kraftstoff-Mischung (Kraftstoff zu Luft Verhältnis, Strömungsmenge, etc.), die durch verschiedene Kraftstoffinjektoren zu dem Verbrennungsraum gefördert wird, können Abweichungen in der Flamme an dem Auslass (Einlass in den Verbrennungsraum) der verschiedenen Kraftstoffinjektoren bewirken. Diese Abweichungen in der Flamme können Druckabweichungen zwischen den Auslässen der verschiedenen Kraftstoffinjektoren hervorrufen (verbrennungsinduzierte Umfangsdruckabweichung). Die Druckabweichung zwischen den verschiedenen Injektorauslässen kann eine Aufnahme von Kraftstoff und/oder Verbrennungsgasen in die inaktiven Kraftstoffleitungen bewirken. Dieses Strömen von Kraftstoff und/oder heißen Verbrennungsgasen durch die inaktiven Kraftstoffleitungen eines Kraftstoffinjektors und Ausströmen durch einen zweiten Kraftstoffinjektor wird als Übersprechen (cross-talk) bezeichnet. Übersprechen kann dazu führen, dass das Kraftstofffördersystem heiß wird, und kann Schaden verursachen.
Die US-Patentveröffentlichung Nr. 2007/0044477 A1 ('477-Veröffentlichung) von Held et al. offenbart eine Kraftstoffdüse für einen Gasturbinenmotor, die zum Reduzieren von Übersprechen ausgebildet ist. Die Kraftstoffdüse der '477-Veröffentlichung enthält einen ersten, einen zweiten und einen dritten Durchgang, die sich koaxial zu einer Symmetrieachse der Düse erstrecken. Der erste, zweite und dritte Durchgang enthält eine Düse an einem Ende, die sich in den Verbrennungsraum erstreckt. Jeder der Durchgänge der Düse der '477-Veröffentlichung enthält auch eine Einlassöffnung, die fluidmäßig mit dem Verbrennungsraum verbunden ist. Die zwei innersten Durchgänge der '477-Veröffentlichung leiten einen Kraftstoff zu dem Verbrennungsraum. Der äußerste Durchgang der '477-Veröffentlichung ist zum Leiten von Dampf zu dem Verbrennungsraum ausgebildet und enthält eine zusätzliche Einlassöffnung stromaufwärts der Düse. Die Einlassöffnungen des dritten Durchgangs sind auf solch eine Art und Weise angeordnet, dass eine Druckdifferenz über die Einlassöffnungen es vereinfacht, den Antriebsdrucks für eine Säuberungsströmung über die Düsenspitze und einen Schutz gegen einen Umfangsdruckgradienten, die dazu neigen können, ein Übersprechen hervorzurufen, vorzusehen. Während der Ansatz der '477-Veröffentlichung ein Übersprechen bei manchen Anwendungen reduzieren kann, kann er Nachteile aufweisen. Zum Beispiel kann er nicht auf eine Gasturbinenmotoranwendung anwendbar sein, die keinen Dampf in dem Kraftstoffzufuhrsystem enthält. Zusätzlich kann der Ansatz der '477-Veröffentlichung ein Übersprechen in einem Dualkraftstoffinjektor nicht reduzieren, in dem Kraftstoffleitungen, die einem Typ Kraftstoff zuzuordnen sind, inaktiv werden können, wenn der Turbinenmotor unter Verwendung des anderen Typs Kraftstoff betrieben wird.
Zusammenfassung der Offenbarung
In einem Aspekt ist eine Steuereinheit für einen Kraftstoffinjektor eines Gasturbinenmotors offenbart. Die Steuereinheit kann einen Längsdurchgang enthalten, der ein Auslassende aufweist. Ein Massenstrom in dem Längsdurchgang kann im Allgemeinen während des Betriebs des Motors in Richtung des Auslassendes strömen. Die Steuereinheit kann auch eine Flüssigkraftstoffdüse, die derart positioniert ist, dass sie eine Mischung aus flüssigem Kraftstoff und Luft in der Nähe des Auslassendes leitet, und einen Einlass für verdichtete Luft enthalten, der zum Leiten von Luft, die von einem Verdichter des Motors auf einen Verdichterausgangsdruck verdichtet ist, in den Längsdurchgang ohne einen wesentlichen Druckverlust ausgebildet ist. Die Steuereinheit kann auch einen Strömungsbegrenzungsabschnitt enthalten. Der Strömungsbegrenzungsabschnitt kann ein verengter Abschnitt des Längsdurchgangs sein, in dem eine stromaufwärtige Seite des Strömungsbegrenzungsabschnitts verdichtete Luft eines im Wesentlichen Verdichterauslassdrucks aufweisen kann und eine stromabwärtige Seite Luft eines geringeren Drucks und einer höheren Geschwindigkeit aufweisen kann. Die Steuereinheit kann ferner eine Düse zum Einspritzen von entweder Hilfsluft oder gasförmigem Kraftstoff in den Längsdurchgang enthalten. Die Düse kann in dem Strömungsbegrenzungsabschnitt oder auf einer stromaufwärtigen Seite des Strömungsbegrenzungsabschnitts positioniert sein.
In einem weiteren Aspekt ist ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffinjektors eines Gasturbinenmotors offenbart. Der Kraftstoffinjektor kann dazu ausgebildet sein, einen Strahl einer Kraftstoff Luft-Mischung zu einem Verbrennungsraum des Turbinenmotors durch eine Steuereinheit und einen separaten Strahl einer Kraftstoff-Luft-Mischung zu dem Verbrennungsraum durch einen ringförmigen Kanal, der in Umfangsrichtung um die Steuereinheit herum angeordnet ist, zu leiten. Die Steuereinheit kann einen zentral angeordneten Längsdurchgang enthalten, der ein Auslassende nahe dem Verbrennungsraum aufweist. Das Verfahren kann das Einspritzen von flüssigem Kraftstoff in die Steuereinheit durch eine Flüssigkraftstoffdüse enthalten. Die Flüssigkraftstoffdüse kann derart positioniert sein, dass sie eine Mischung von flüssigem Kraftstoff und Luft nahe dem Auslassende des Längsdurchgangs leitet. Das Verfahren kann auch das Fördern von verdichteter Luft zu dem Längsdurchgang durch einen Einlass für verdichtete Luft und das Leiten der verdichteten Luft in Richtung des Auslassendes durch einen Strömungsbegrenzungsabschnitt des Längsdurchgangs enthalten. Der Strömungsbegrenzungsabschnitt kann ein verengter Abschnitt des Längsdurchgangs sein, der dazu ausgebildet ist, einen Druck zu verringern und eine Geschwindigkeit der verdichteten Luft, die dort hindurchströmt, zu erhöhen. Das Verfahren kann ferner das Deaktivieren eines Stroms von gasförmigem Kraftstoff oder Hilfsluft durch eine Düse enthalten. Die Düse kann nahe dem Strömungsbegrenzungsabschnitt des Längsdurchgangs positioniert sein.
In einem weiteren Aspekt ist ein Kraftstoffinjektor für einen Gasturbinenmotor offenbart. Der Kraftstoffinjektor kann einen rohrförmigen Vormischzylinder, der in Umfangsrichtung um eine Längsachse herum angeordnet ist, und eine Steuereinheit enthalten, die radial einwärts des Vormischzylinders positioniert ist, so dass ein ringförmiger Kanal zwischen dem Vormischzylinder und der Steuereinheit definiert wird. Die Steuereinheit kann einen Längsdurchgang, der sich in der Steuereinheit entlang der Längsachse erstreckt, und einen Einlass für verdichtete Luft enthalten, der ausgebildet ist, dass er verdichtete Luft in den Längsdurchgang ablässt. Die Steuereinheit kann auch einen Strömungsbegrenzungsabschnitt des Längsdurchgangs enthalten. Der Strömungsbegrenzungsabschnitt kann stromabwärts des Einlasses für verdichtete Luft positioniert sein und zum Reduzieren eines Drucks und Erhöhen einer Geschwindigkeit der verdichteten Luft, die dort hindurchströmt, ausgebildet sein. Die Steuereinheit kann auch eine Düse enthalten, die in dem Längsdurchgang nahe dem Strömungsbegrenzungsabschnitt positioniert ist. Ein Einbauort der Düse in dem Längsdurchgang kann derart liegen, dass ein Druckabfall der verdichteten Luft in dem Längsdurchgang stromabwärts der Düse größer als oder gleich einer erwarteten verbrennungsinduzierten Druckabweichung in einem Verbrennungsraum des Gasturbinenmotors ist. Die Düse kann ausgebildet sein, dass sie gasförmigen Kraftstoff oder Hilfsluft in den Längsdurchgang einspritzt. Die Steuereinheit kann ferner eine Flüssigkraftstoffdüse enthalten, die stromabwärts der Gaskraftstoffdüse positioniert ist. Die Flüssigkraftstoffdüse kann ausgebildet sein, dass sie einen flüssigen Kraftstoff in die Steuereinheit einspritzt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Abbildung eines beispielhaft offenbarten Gasturbinenmotor(GTE)-Systems;
2 ist eine Ausschnittsansicht eines Verbrennungsraumsystems des GTE aus 1;
3 bildet einen Kraftstoffinjektor des GTE aus 1 ab; und
4 ist eine Querschnittsansicht des Kraftstoffinjektors aus 3.
Detaillierte Beschreibung
1 bildet einen beispielhaften Gasturbinenmotor (GTE) 100 ab. Der GTE 100 kann rieben anderen Systemen ein Verdichtersystem 10, ein Verbrennungsraumsystem 20, ein Turbinensystem 70 und ein Abgassystem 90, die entlang einer Motorachse 98 angeordnet sind, aufweisen. Das Verdichtersystem 10 kann Luft auf einen Verdichterausgangsdruck verdichten und die verdichtete Luft zu einem Gehäuse 72 des Verbrennungsraumsystems 20 fördern. Die verdichtete Luft kann dann aus dem Gehäuse 72 in einen oder mehrere Krafstoffinjektoren 30, die darin angeordnet sind, geleitet werden. Die verdichtete Luft kann mit einem Kraftstoff in dem Kraftstoffinjektor 30 vermischt werden, und die Mischung kann zu einem Verbrennungsraum 50 geleitet werden. Die Kraftstoff-Luft-Mischung kann in dem Verbrennungsraum 50 gezündet werden und zum Erzeugen von Verbrennungsgasen von einer hohen Temperatur und Druck verbrennen. Diese Verbrennungsgase können zu dem Turbinensystem 70 geleitet werden. Das Turbinensystem 70 kann Energie aus diesen Verbrennungsgasen extrahieren und die Verbrennungsgase zur Umgebung durch das Abgassystem 90 leiten. Das Layout des GTE 100, das in 1 abgebildet und oben beschrieben ist, ist nur beispielhaft und die Kraftstoffinjektoren 30 der vorliegenden Offenbarung können mit jeder anderen Ausgestaltung und Anordnung des GTE 100 verwendet werden.
2 ist eine Ausschnittsansicht des Verbrennungsraumsystems 20, die mehrere Kraftstoffinjektoren 30 zeigt, die fluidmäßig mit dem Verbrennungsraum 50 verbunden sind. Der Verbrennungsraum 50 kann in einem äußeren Gehäuse 86 des Verbrennungsraumsystems 20 positioniert sein und kann ringförmig um eine Motorachse 98 herum angeordnet sein. Das äußere Gehäuse 86 und der Verbrennungsraum 50 können zwischen sich das Gehäuse 72 definieren. Wie vorher angedeutet, kann das Gehäuse 72 verdichtete Luft eines Verdichterauslassdrucks enthalten. Der Verbrennungsraum 50 kann ein Innenrohr 82 und ein Außenrohr 84 aufweisen, die an einem stromaufwärtigen Ende 74 über eine Domeinheit 52 verbunden sind. Das Innenrohr 82 und das Außenrohr 84 können zwischen sich ein Verbrennungsraumvolumen 58 definieren. Das Verbrennungsraumvolumen 58 kann ein ringförmiger Raum sein, der von dem Innenrohr 82 und dem Außenrohr 84 eingefasst ist und sich von dem stromaufwärtigen Ende 74 zu einem stromabwärtigen Ende 76 entlang der Motorachse 98 erstreckt. Das Verbrennungsraumvolumen 58 kann fluidmäßig mit dem Turbinensystem 70 an dem stromabwärtigen Ende 76 verbunden sein. Eine Vielzahl von Kraftstoffinjektoren 30 können auf der Domeinheit 52 symmetrisch um die Motorachse 98 herum positioniert sein, so dass eine Langsachse 88 jedes Kraftstoffinjektors 30 im Wesentlichen parallel zu der Motorachse 98 ist. Diese Kraftstoffinjektoren 30 können derart ausgerichtet sein, dass ein erstes Ende 44 jedes Kraftstoffinjektors 30 den Kraftstoffinjektor 30 fluidmäßig mit dem Verbrennungsraumvolumen 58 verbindet. Obwohl die Ausführungsform aus 2 zwölf Kraftstoffinjektoren 30 enthält, kann die Anzahl von Kraftstoffinjektoren 30, die auf der Domeinheit 52 angeordnet ist, im Allgemeinen von der Anwendung abhängen.
Während des Betriebs kann eine Kraftstoff-Luft-Mischung durch das erste Ende 44 jedes Kraftstoffinjektors 30 zu dem Verbrennungsraumvolumen 58 geleitet werden. Mit dem Eintritt in das Verbrennungsraumvolumen 58 kann dieses Kraftstoff-Luft-Gemisch gezündet werden und eine Verbrennungsfahne nahe dem stromaufwärtigen Ende 74 des Verbrennungsraumvolumens 58 (Mündung des Kraftstoffinjektors) erzeugen. Die Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemischs kann. Verbrennungsgase von einer hohen Temperatur und Druck erzeugen. Diese Verbrennungsgase können durch eine Öffnung an dem stromabwärtigen Ende 76 des Verbrennungsraums 50 zu dem Turbinensystem 70 geleitet werden. Abweichungen in der Kraftstoff-Luft-Mischung (Volumenabweichungen, Kraftstoffkonzentrationsabweichungen, etc.), die zu dem Verbrennungsraumvolumen 58 durch verschiedene Kraftstoffinjektoren 30 geleitet werden, und mögliche andere Faktoren können Abweichungen in der Intensität der Flamme, die an der Mündung der verschiedenen Kraftstoffinjektoren 30 erzeugt wird, hervorrufen. Diese Abweichung in der Intensität der Flamme kann zu Druckabweichungen an der Mündung der verschiedenen Kraftstoffinjektoren 30 führen, wobei eine Umfangsdruckabweichung in dem Verbrennungsraumvolumen 58 hervorgerufen wird. Die Abweichung des Drucks über den Umfang in dem Verbrennungsraumvolumen 58 kann in manchen Fällen dazu neigen, ein Übersprechen hervorzurufen. Die nachfolgenden Absätze beschreiben, wie die offenbarten Kraftstoffinjektoren ein Übersprechen reduzieren.
3 ist eine Abbildung einer Ausführungsform des Kraftstoffinjektors 30, der ein Übersprechen reduzieren kann. Kraftstoff und verdichtete Luft können zu dem Kraftstoffinjektor 30 über das zweite Ende 46 gefördert werden. Dieser Kraftstoff und diese Luft können miteinander vermischt werden und zu dem Verbrennungsraum 50 über ein erstes Ende 44 geleitet werden. Um NO_X-Emissionen des GTE 100 zu reduzieren, während eine stabile Flamme in dem Verbrennungsraum 50 aufrechterhalten wird, kann der Kraftstoffinjektor 30 mehrere Strahle eines Kraftstoff-Luft-Gemischs zu dem Verbrennungsraum 50 leiten. Diese separaten Strahle eines Kraftstoff-Luft-Gemischs können einen Hauptkraftstoffstrahl und einen Steuerkraftstoffstrahl enthalten. Der Hauptkraftstoffstrahl kann eine magere Kraftstoff-Luft-Mischung enthalten (das heißt, eine Kraftstoff-Luft-Mischung gering an Kraftstoff) und der Steuerkraftstoffstrahl kann eine Kraftstoff-Luft-Mischung enthalten, die reicher an Kraftstoff ist. Die magere Kraftstoff-Luft-Mischung, die in den Verbrennungsraum 50 als der Hauptkraftstoffstrahl geleitet wird, kann in dem Verbrennungsraum 50 zum Erzeugen einer Niedertemperaturflamme verbrennen. Die NO_X-Emissionen des GTE 100, der mit einer mageren Kraftstoff-Luft-Mischung läuft, können niedrig sein. Allerdings kann in manchen Fällen die Niedertemperaturflamme instabil sein. Die reiche Kraftstoff-Luft-Mischung, die zu dem Verbrennungsraum 50 als der Steuerkraftstoffstrahl geleitet wird, kann bei einer hohen Temperatur verbrennen und kann zum Stabilisieren des Verbrennungsprozesses auf Kosten von geringfügig erhöhten NO_X-Emissionen dienen. Um die NO_X-Emissionen zu reduzieren, während die Stabilität des Verbrennungsprozesses aufrechterhalten wird, kann ein Steuersystem (nicht gezeigt) des GTE 100 den Strom der Steuerkraftstoff-Luft-Mischung aktivieren (oder erhöhen), wenn ein instabiler Verbrennungsvorgang festgestellt wird.
Die Steuerkraftstoff-Luft-Mischung kann zu dem Verbrennungsraum 50 durch eine Steuereinheit 40, die sich mittig in dem Kraftstoffinjektor 30 befindet, geleitet werden. Der Kraftstoffinjektor 30 kann auch einen rohrförmigen Vormischzylinder 48 enthalten, der in Umfangsrichtung um ein Gehäuse 43 der Steuereinheit 40 herum angeordnet ist. Die Hauptkraftstoff-Luft-Mischung kann zu dem Verbrennungsraum 50 durch einen ringförmigen Kanal 42, der zwischen dem Gehäuse der Steuereinheit 40 und dem Vormischzylinder 48 definiert ist, geleitet werden. Der Kraftstoffinjektor 30 kann ein Dualkraftstoffinjektor sein, der ausgebildet sein kann, dass er wahlweise einen gasförmigen Kraftstoff oder einen flüssigen Kraftstoff zu dem Verbrennungsraum 50 fördert. Der Kraftstoff, der zu dem Kraftstoffinjektor 30 gefördert wird, kann zwischen einem gasförmigen und einem flüssigen Kraftstoff umgeschaltet werden, um sich für die Betriebsbedingungen des GTE 100 zu eignen. Zum Beispiel kann der Kraftstoffinjektor 30 an einem Betriebsstandort mit einer reichlichen Zufuhr von Erdgas während des Startens flüssigen Kraftstoff zu dem Verbrennungsraum 50 fördern und später auf Erdgaskraftstoff umschalten, um das lokal verfügbare Kraftstoffangebot zu nutzen. Um das Fördern von sowohl flüssigen als auch gasförmigen Kraftstoffen zu dem Verbrennungsraum 50 zu ermöglichen, können die Steuereinheit 40 und der ringförmige Kanal 42 Fördersysteme für sowohl flüssigen als auch gasförmigen Kraftstoff enthalten.
Eine Leitung 36 für flüssigen Kraftstoff und Leitungen 34 für gasförmigen Kraftstoff können flüssigen und gasförmigen Kraftstoff zu einem zweiten Ende 46 des Kraftstoffinjektors 30 aus Verteilern für Flüssig- und Gaskraftstoff (nicht gezeigt) des GTE 100 fördern. Verdichtete Luft kann auch in den Kraftstoffinjektor 30 aus dem Gehäuse 72 über Öffnungen (nicht sichtbar in 3) an dem zweiten Ende 46 des Kraftstoffinjektors 30 geleitet werden. Der flüssige Kraftstoff, der gasförmige Kraftstoff und die verdichtete Luft können sowohl zu der Steuereinheit 40 als auch dem ringförmigen Kanal 42 geleitet werden zum Bilden der Steuerkraftstoff-Luft-Mischung und der Hauptkraftstoff-Luft-Mischung, die zu dem Verbrennungsraum 50 über das erste Ende 44 geleitet werden können. Da die Funktionsweise von Kraftstoffinjektoren aus dem Stand der Technik bekannt ist, werden der Kürze halber nur die Aspekte eines Kraftstoffinjektors 30 beschrieben, die bei dem Beschreiben der neuen Aspekte der vorliegenden Offenbarung nützlich sein können.
4 ist eine Querschnittsabbildung des Kraftstoffinjektors 30 entlang einer Ebene 4 aus 3. Nahe dem zweiten Ende 46 kann der ringförmige Kanal 42 einen Luftverwirbler 54 enthalten, der ausgebildet ist, in die verdichtete Luft, die in den ringförmigen Kanal 42 aus dem Gehäuse 72 eintritt, eine Verwirbelung einzubringen. Der Luftverwirbler 54 kann eine Hauptflüssigkeitsinjektionsspeiche 54a (main liquid injection spoke) enthalten, die ausgebildet ist, einen Strahl aus flüssigem Kraftstoff in den Strahl aus verwirbelter, verdichteter Luft, der an dem Luftverwirbler 54 vorbeiströmt, hineinzusprühen. Der Luftverwirbler 54 kann auch mehrere Hauptgasöffnungen 54b enthalten, die ausgebildet sind, gasförmigen Kraftstoff in den Strom von verwirbelter Luft einspritzen. Abhängig von dem Typ des Kraftstoffs, mit dem der Kraftstoffinjektor 30 arbeitet, kann entweder flüssiger Kraftstoff oder gasförmiger Kraftstoff zu der verdichteten Luft in dem ringförmigen Kanal 42 gefördert werden. Dieser Kraftstoff (flüssig oder gasförmig) kann sich mit der verdichteten Luft vermischen, durch den ringförmigen Kanal 42 strömen und in den Verbrennungsraum 50 über das erste Ende 44 eintreten.
Die Steuereinheit 40 kann auch Bauteile enthaften, die ein Kraftstoff-Luft-Gemisch zu dem Verbrennungsraum 50 leiten. Diese Bauteile können unter anderem eine Flüssigkraftstoffdüse 66, eine Gaskraftstoffdüse 62 und eine Lufthilfsdüse 80 enthalten. Die Flüssigkraftstoffdüse 66 kann flüssigen Kraftstoff und die Gaskraftstoffdüse 62 kann einen gasförmigen Kraftstoff zu der Steuereinheit 40 fördern. Während des Motorstarts, wenn der GTE 100 mit flüssigem Kraftstoff läuft, kann die Lufthilfsdüse 80 zusätzliche Luft zu der Steuereinheit 40 fördern. Diese Hilfsluft kann dabei helfen, den flüssigen Kraftstoff in dem Kraftstoff-Luft-Gemisch, das zu dem Verbrennungsraum 50 über die Steuereinheit 40 geleitet wird, zu zerstäuben. Verdichtete Luft aus dem Gehäuse 72 eines im Wesentlichen Verdichterauslassdrucks kann auch in die Steuereinheit 40 über das zweite Ende 46 eintreten. Diese verdichtete Luft kann in Richtung des Verbrennungsraums 50 über einen ringförmigen äußeren Durchgang 68 der Steuereinheit 40 strömen. Ein Teil der verdichteten Luft aus dem äußeren Durchgang 68 kann auch in einen Längsdurchgang 78 (unter Verwendung von Leitungen, die in das Blatt in 4 hinein und aus dem Blatt in 4 heraus laufen) über einen Einlass 64 für verdichtete Luft geleitet werden. Der Längsdurchgang 78 kann eine mittig angeordnete Aussparung sein, die sich in die Steuereinheit 40 entlang der Längsachse 88 erstreckt. Die verdichtete Luft, die in den Längsdurchgang 78 durch den Einlass 64 für verdichtete Luft eintritt, kann im Wesentlichen der Verdichterausgangsdruck sein. Obwohl die Leitungen, die die verdichtete Luft zu dem Einlass 64 für verdichtete Luft und dem Längsdurchgang 78 leiten, entworfen sein können, dass sie eine Reduzierung des Drucks der verdichteten Luft verhindern, ist es angedacht, dass in der Praxis der Druck der verdichteten Luft, die in die Längsaussparung 78 durch den Einlass 64 für verdichtete Luft eintritt, etwas niedriger sein kann als der Verdichterausgangsdruck. Diese Hochdruckluft kann in Richtung des Verbrennungsraums 50 durch den Längsdurchgang 78 strömen. Da die verdichtete Luft in Richtung des Verbrennungsraums 50 durch den Längsdurchgang 78 strömt, kann die verdichtete Luft durch ein Strömungsbegrenzungsabschnitt (verengtes Gebiet 78a) des Längsdurchgangs 78 hindurchtreten. Der Strömungsbegrenzungsabschnitt bildet einen Teil des Längsdurchgangs 78, der von einem Strömungsgebiet mit einem großen Querschnitt zu einem Strömungsgebiet mit einem kleinen Querschnitt übergeht. Da die verdichtete Luft an dem verengten Gebiet 78a vorbeiströmt, kann die Luft einen Druckabfall und einen gleichzeitigen Geschwindigkeitsanstieg erfahren.
Der flüssige Kraftstoff, der zu der Steuereinheit 40 durch ein Rohr 66a für flüssigen Kraftstoff gefördert wird, kann in den Verbrennungsraum 50 durch eine Steuerdüse 66b für flüssigen Kraftstoff, die an einer Steuerspitze 40a angeordnet ist, hineingesprüht werden. Neben dem Sprühregen (spray) aus flüssigem Kraftstoff kann auch ein Teil der verdichteten Luft, die durch den äußeren Durchgang 68 strömt, durch eine Luftdüse 66c, die auf der Steuerspitze 40a angeordnet ist, in den Verbrennungsraum 50 eingespritzt werden. Die verbleibende verdichtete Luft in dem äußeren Durchgang 68 kann durch Aufprallkühlbohrungen 66d zum Kühlen der Spitze der Steuereinheit 40 nahe dem Verbrennungsraum 50 eingespritzt werden. Der flüssige Kraftstoff und die verdichtete Luft, die durch die Steuereinheit 40 gefördert werden, können sich vermischen und in dem Verbrennungsraum 50 in der Nähe des ersten Endes 44 verbrennen. Für eine gute Zerstäubung des flüssigen Kraftstoffs während des Motorstarts kann die Lufthilfsdüse 80 Betriebsluft mit einem niedrigen Druck in die Steuereinheit 40 leiten. Nach dem Starten kann der Luftstrom durch die Lufthilfsdüse 80 gestoppt werden und die Lufthilfsdüse 80 deaktiviert (ausgeschaltet) werden. In diesem Betriebszustand können sowohl die Lufthilfsdüse 80 als auch die Gaskraftstoffdüse 62 deaktiviert sein.
Wenn der GTE 100 mit gasförmigem Kraftstoff arbeitet, können die Flüssigkraftstoffdüse 66b und die Lufthilfsdüse 80 deaktiviert werden und eine Mischung aus gasförmigem Kraftstoff und Luft kann zu dem Verbrennungsraum 50 durch die Steuereinheit 40 geleitet werden. Der gasförmige Kraftstoff kann zu der Steuereinheit 40 durch die Gaskraftstoffdüse 62 geleitet werden. Der gasförmige Kraftstoff kann sich mit der verdichteten Luft in dem Längsdurchgang 78 vermischen und strömt in Richtung des Verbrennungsraums 50. Die Gaskraftstoffdüse 62 und die Lufthilfsdüse 80 können in dem Längsdurchgang 78 in der nähe des Einlasses 64 für verdichtete Luft angeordnet sein. In einigen Ausführungsformen kann die Gaskraftstoffdüse 62 in dem verengten Gebiet 78a des Längsdurchgangs 78 positioniert sein. Da der gasförmige Kraftstoff aus der Gaskraftstoffdüse 62 sich mit der verdichteten Luft vermischt und in Richtung des Verbrennungsraums 50 strömt, kann die Mischung einen weiteren Druckabfall infolge des Widerstands in dem Längsdurchgang 78 erfahren. In manchen Fällen kann der Gesamtdruckabfall der verdichteten Luft in der Steuereinheit 40 etwa 4% sein. Zum Beispiel kann bei einem GTE 100 mit einem Verdichterausgangsdruck von etwa 230 psi der Druckabfall der verdichteten Luft von dem Einlass 64 für verdichtete Luft zu dem Verbrennungsraum 50 etwa 10 psi betragen.
Eine Düse kann durch Schließen eines Ventils, das den Kraftstoff oder die Hilfsluft zu einem entsprechenden Kraftstoff- oder Lufthilfsverteiler fördert, deaktiviert werden. Zum Beispiel, wenn der GTE 100 mit flüssigem Kraftstoff arbeitet, kann ein Ventil auf dem Verteiler für Steuergaskraftstoff (und ein Ventil auf dem Lufthilfsverteiler, wenn der GTE 100 nicht gestartet ist) geschlossen sein, um zu verhindern, dass gasförmiger Kraftstoff und Hilfsluft zu der Steuereinheit 40 strömen. Obwohl der gasförmige Kraftstoff und die Hilfsluft daran gehindert werden können, durch Schließen dieser Ventile aus der Steuereinheit 40 zu strömen, können die Düsen 62 für Gaskraftstoff und die Lufthilfsdüsen 80 verschiedener Kraftstoffinjektoren 30 immer noch fluidmäßig miteinander durch ihre entsprechenden gemeinsamen Verteiler verbunden sein. Wenn die Gaskraftstoffdüse 62 und/oder die Lufthilfsdüse 80 deaktiviert sind, kann die Umfangsdruckabweichung in dem Verbrennungsraum 50 (entstanden infolge der Abweichung in der Intensität der Flamme an der Mündung der verschiedenen Kraftstoffinjektoren 30) etwas des flüssigen Kraftstoffs und/oder der Verbrennungsgase aus dem Verbrennungsraum 50 veranlassen, in die deaktivierten Düsen eines Kraftstoffinjektors 30 an einer Stelle hohen Drucks einzutreten und aus den deaktivierten Düsen eines anderen Kraftstoffinjektors 30, der sich an einer Stelle niedrigen Drucks befindet, auszutreten. Das heißt, die verbrennungsinduzierte Umfangsdruckabweichung kann ein Übersprechen durch die deaktivierten Kraftstoff- und/oder Lufthilfsdüsen hervorrufen.
In den Kraftstoffinjektoren aus dem Stand der Technik können eine Gaskraftstoffdüse 62, eine Lufthilfsdüse 80 und eine Flüssigkraftstoffdüse 66b nahe beieinander positioniert sein. In diesen Kraftstoffinjektoren können die inaktiven Düsen, wenn der GTE 100 mit flüssigem Kraftstoff arbeitet und wenn die Gaskraftstoffdüse 62 und die Lufthilfsdüse 80 inaktiv sind, unverbrannten flüssigen Kraftstoff und/oder Verbrennungsgase aufnehmen. Dieser aufgenommene flüssige Kraftstoff kann sich in den Kraftstoffleitungen sammeln und verbrannt werden, wenn er mit den aufgenommenen heißen Verbrennungsgasen in Berührung kommt. In Kraftstoffinjektoren der vorliegenden Offenbarung sind die Gaskraftstoffdüse 62 und die Lufthilfsdüse 80 entfernt von der Flüssigkraftstoffdüse 66b und dem Verbrennungsraum 50 und stromaufwärts eines Stroms mit einem großen Volumen von Hochdruckluft angeordnet. Aufgrund dieser Anordnung müssen der flüssige Kraftstoff und die Verbrennungsgase gegen den Strom mit diesem großen Volumen von Hochdruckluft stromaufwärts strömen, um die Gaskraftstoffdüse 62 und die Lufthilfsdüse 80 zu erreichen. Ferner noch, da diese Düsen von dem Verbrennungsraum 50 entfernt angeordnet sind, kann die verbrennungsinduzierte Umfangsdruckabweichung an diesen Stellen geringer sein. Folglich kann die Wahrscheinlichkeit eines Übersprechens in Kraftstoffinjektoren der vorliegenden Offenbarung geringer sein als in Kraftstoffinjektoren aus dem Stand der Technik. Sogar wenn ein wenig Übersprechen in diesen Kraftstoffinjektoren auftritt, kann infolge der Anordnung der Düsen nur saubere Verdichterausgangsluft von den inaktiven Düsen infolge der Hochdruckluft, die diese Düsen umgibt, aufgenommen werden.
In der Ausführungsform des Kraftstoffinjektors 30, die in 4 abgebildet ist, sind die Lufthilfsdüse 80 und die Gaskraftstoffdüse 62 in der Nähe des Einlasses 64 für verdichtete Luft positioniert. Das heißt, die Gaskraftstoffdüse 62 ist in dem verengten Gebiet 78a des Längsdurchgangs 78 positioniert und die Lufthilfsdüse 80 ist auf der stromaufwärtigen Seite des verengten Gebiets 78a positioniert. In dem Kraftstoffinjektor 30 aus 4 kann der Druckabfall der verdichteten Luft zwischen diesen Düsen (Lufthilfsdüse 80 und Gaskraftstoffdüse 62) und der Steuerspitze 40a im Wesentlichen derselbe sein wie der Druckabfall der verdichteten Luft zwischen dem Einlass 64 für verdichtete Luft und der Steuerspitze 40a. Ferner, da die Lufthilfsdüse 80 stromaufwärts der Gaskraftstoffdüse 62 in dem Kraftstoffinjektor 30 aus 4 positioniert ist, ist auch die Wahrscheinlichkeit minimiert, dass eine deaktivierte Lufthilfsdüse 80 gasförmigen Kraftstoff aufnimmt, wenn der Kraftstoffinjektor 30 mit gasförmigem Kraftstoff arbeitet und die deaktivierte Lufthilfsdüse 80 unter Übersprechen leidet. Durch Anordnen der Lufthilfsdüse 80 stromaufwärts der Gaskraftstoffdüse 62 und in der Nähe des Einlasses 64 für verdichtete Luft kann eine deaktivierte Lufthilfsdüse 80 nur verdichtete Luft aufnehmen, sogar wenn Übersprechen auftreten sollte.
Im Allgemeinen kann die Gaskraftstoffdüse 62 in dem Längsdurchgang 78 mit einem Abstand von etwa L₁ von der Steuerspitze 40a positioniert sein. Der Druckabfall der verdichteten Luft zwischen der Gaskraftstoffdüse 62 und der Steuerspitze 40a kann von dem Abstand L₁ abhängen. Eine Erhöhung des Abstands L₁ kann den Druckabfall erhöhen und eine Verringerung des Abstands L₁ kann den Druckabfall verringern. In Ausführungsformen, in denen sich die Gaskraftstoffdüse 62 in einem beträchtlichen Abstand stromabwärts des Einlasses 64 für verdichtete Luft befindet, kann der Druckverlust der verdichteten Luft zwischen der Gaskraftstoffdüse 62 und der Steuerspitze 40a wesentlich geringer sein als der Druckabfall der verdichteten Luft zwischen dem Einlass 64 für verdichtete Luft und der Steuerspitze 40a. Der Abstand L₁ kann von der Anwendung abhängen und kann basierend auf einem gewünschten Druckabfall zwischen der Gaskraftstoffdüse 62 und der Steuerspitze 40a ausgewählt sein. Zum Beispiel kann L₁ derart ausgewählt sein, dass der Druckabfall der verdichteten Luft, die durch den Längsdurchgang 78 zwischen der Gaskraftstoffdüse 62 und der Steuerspitze 40a hindurchtritt, größer als oder gleich jeder erwarteten Umfangsdruckabweichung in dem Verbrennungsraum 50 ist. In manchen Ausführungsformen des Kraftstoffinjektors 30 kann der Abstand L₁ von etwa 0,5 Inch zu etwas 10 Inch variieren. In manchen Ausführungsformen kann der Abstand L₁ zwischen etwa 2 Inch und etwa 6 Inch variieren. Zu betonen ist, dass diese Werte von L₁ lediglich exemplarisch sind und im Allgemeinen die Lufthilfsdüse 80 und die Gaskraftstoffdüse 62 derart positioniert werden können, dass der Druckverlust der verdichteten Luft zwischen diesen Düsen und der Steuerspitze 40a größer als oder gleich einer erwarteten verbrennungsinduzierten Druckabweichung in dem Verbrennungsraum 50 ist.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Der vorliegend offenbarte Kraftstoffinjektor kann zum Reduzieren der Wahrscheinlichkeit eines Übersprechens in einem Gasturbinenmotor verwendet werden. Das Positionieren der Gaskraftstoffsteuerdüse und der Lufthilfsdüse des Kraftstoffinjektors nahe einem Ausgang für hochdruckverdichtete Luft und entfernt von dem Verbrennungsraum und der Steuerflüssigkraftstoffdüse kann die Wahrscheinlichkeit von Übersprechen durch die Steuereinheit des Kraftstoffinjektors reduzieren. In der Steuereinheit strömt ein Hochgeschwindigkeitsstrahl von verdichteter Luft aus dem Ausgang für verdichtete Luft zu dem Verbrennungsraum. Die Steuergaskraftstoffdüse und die Lufthilfsdüse können derart positioniert sein, dass der Druckabfall der verdichteten Luft zwischen diesen Düsen und dem Verbrennungsraum größer als oder gleich einer erwarteten verbrennungsinduzierten Druckabweichung in dem Verbrennungsraum ist.
Um an einer Vielzahl von Stellen effizient zu arbeiten, kann ein Gasturbinenmotor unter wahlweiser Verwendung von entweder flüssigem Kraftstoff oder gasförmigem Kraftstoff arbeiten. Die Kraftstoffinjektoren solch eines Gasturbinenmotors können wahlweise den flüssigen Kraftstoff oder den gasförmigen Kraftstoff in den Verbrennungsraum durch die Flüssigkraftstoffdüsen und die Gaskraftstoffdüsen fördern. Da der Kraftstoffinjektor zu einem gegebenen Zeitpunkt nur einen Typ Kraftstoff zu dem Verbrennungsraum leiten kann, können entweder die Flüssigkraftstoffdüsen oder die Gaskraftstoffdüsen zu dem gegebenen Zeitpunkt inaktiv sein. Kleine Abweichungen in der Kraftstoff-Luft-Mischung, die zu dem Verbrennungsraum durch verschiedene Kraftstoffinjektoren geleitet wird, können Druckabweichungen in der Nähe verschiedener Kraftstoffinjektoren in dem Verbrennungsraum hervorrufen. Diese Druckabweichungen können ein Übersprechen zwischen den inaktiven Kraftstoffdüsen verschiedener Kraftstoffinjektoren hervorrufen.
Infolge des Positionierens der Kraftstoff- und Lufthilfsdüsen in der Steuereinheit müssen der flüssige Kraftstoff und die Verbrennungsgase gegen den Strom mit einem großen Volumen von Hochdruckluft stromaufwärts strömen, um eine inaktive Gaskraftstoffdüse und Lufthilfsdüse zu erreichen. Ferner, da die Gaskraftstoffdüse und die Lufthilfsdüse entfernt von dem Verbrennungsraum angeordnet sind, kann die verbrennungsinduzierte Umfangsdruckabweichung an diesen Stellen geringer sein. Folglich kann die Wahrscheinlichkeit von Übersprechen in den Kraftstoffinjektoren der vorliegenden Offenbarung geringer sein als in Kraftstoffinjektoren aus dem Stand der Technik. Sogar wenn ein wenig Übersprechen auftritt, kann, da die Hochdruckverdichterausgangsluft die Steuergaskraftstoffdüse und die Lufthilfsdüse umgibt, nur saubere Verdichterausgangsluft durch die inaktiven Düsen aufgenommen werden.
Fachleute werden erkennen, dass verschiedene Modifikationen und Variationen an dem offenbarten Gasturbinenkraftstoffinjektor vorgenommen werden können. Fachleute werden andere Ausführungsformen bei einer Betrachtung der Beschreibung und der Umsetzung des offenbarten Gasturbinenkraftstoffinjektors mit geringem Übersprechen erkennen. Die Beschreibung und die Beispiele sollen lediglich als beispielhaft betrachtet werden, deren wahrer Schutzumfang durch die folgenden Ansprüche und ihre Äquivalente angegeben ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2007/0044477 A1 [0004]

Claims

Steuereinheit (40) für einen Kraftstoffinjektor (30) eines Gasturbinenmotors (100), enthaltend: einen Längsdurchgang (78) mit einem Auslassende (44), wobei ein Massenstrom in dem Längsdurchgang im Allgemeinen während des Betriebs des Motors in Richtung des Auslassendes strömt; eine Flüssigkraftstoffdüse (66), wobei die Flüssigkraftstoffdüse zum Leiten einer Mischung aus flüssigem Kraftstoff und Luft nahe dem Auslassende angeordnet ist; einen Einlass (64) für verdichtete Luft, wobei der Einlass für verdichtete Luft zum Leiten von Luft, die durch einen Verdichter des Motors auf einen Verdichterausgangsdruck verdichtet ist, ohne einen wesentlichen Druckverlust in den Längsdurchgang ausgebildet ist; einen Strömungsbegrenzungsabschnitt (78a), wobei die Strömungsbegrenzung ein verengter Abschnitt des Längsdurchgangs ist, wobei eine stromaufwärtige Seite des Strömungsbegrenzungsabschnitts verdichtete Luft von im Wesentlichen des Verdichterauslassdrucks enthält und eine stromabwärtige Seite Luft eines geringen Drucks und einer höheren Geschwindigkeit enthält; und eine Düse (62, 80) zum Einspritzen von entweder Hilfsluft oder gasförmigem Kraftstoff in den Längsdurchgang, wobei die Düse an dem Strömungsbegrenzungsabschnitt oder an einer stromaufwärtigen Seite des Strömungsbegrenzungsabschnitts angeordnet ist.
Steuereinheit nach Anspruch 1, wobei die Düse eine Lufthilfsdüse (80) und eine Gaskraftstoffdüse (62) enthält, wobei die Lufthilfsdüse zum Einspritzen von Hilfsluft in den Längsdurchgang ausgebildet ist und die Gaskraftstoffdüse zum Leiten von gasförmigem Kraftstoff in den Längsdurchgang ausgebildet ist.
Steuereinheit nach Anspruch 2, wobei die Lufthilfsdüse auf der stromaufwärtigen Seite des Strömungsbegrenzungsabschnitts angeordnet ist und die Gaskraftstoffdüse in dem strömungsbegrenzenden Abschnitt angeordnet ist.
Steuereinheit nach Anspruch 2, wobei die Gaskraftstoffdüse und/oder die Lufthilfsdüse während des Betriebs des Motors mit flüssigem Kraftstoff inaktiv ist/sind.
Steuereinheit nach Anspruch 1, wobei die Düse in einem Abstand von etwa 2 Inch bis etwa 6 Inch von dem Auslassende angeordnet ist.
Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffinjektors (40) eines Gasturbinenmotors (100), wobei der Kraftstoffinjektor zum Leiten eines Strahls aus einer Kraftstoff-Luft-Mischung zu einem Verbrennungsraum (50) des Turbinenmotors durch eine Steuereinheit und eines separaten Strahls aus einer Kraftstoff-Luft-Mischung zu dem Verbrennungsraum durch einen ringförmigen Kanal (42), der in Umfangsrichtung um die Steuereinheit herum angeordnet ist, ausgebildet ist, wobei die Steuereinheit einen mittig angeordneten Längsdurchgang (78) mit einem Auslassende (44) nahe dem Verbrennungsraum aufweist, enthaltend: Einspritzen von flüssigem Kraftstoff in die Steuereinheit durch eine Flüssigkraftstoffdüse (66), wobei die Flüssigkraftstoffdüse zum Leiten einer Mischung aus flüssigem Kraftstoff und Luft nahe dem Auslassende des Längsdurchgangs angeordnet ist; Fördern von verdichteter Luft zu dem Längsdurchgang durch einen Einlass für verdichtete Luft; Leiten der verdichteten Luft in Richtung des Auslassendes durch einen Strömungsbegrenzungsabschnitt (78a) des Längsdurchgangs, wobei der Strömungsbegrenzungsabschnitt ein verengter Abschnitt des Längsdurchgangs ist, der zum Verringern eines Drucks und zum Erhöhen einer Geschwindigkeit der verdichteten Luft, die dort hindurchströmt, ausgebildet ist; und Deaktivieren eines Stroms aus entweder einem gasförmigen Kraftstoff oder einer Hilfsluft durch eine Düse (62, 80), wobei die Düse nahe dem Strömungsbegrenzungsabschnitt des Längsdurchgangs angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Fördern von verdichteter Luft zu dem Längsdurchgang das Fördern von verdichteter Luft von einem Druck im Wesentlichen gleich einem Verdichterausgangsdruck des Gasturbinenmotors enthält.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Deaktivieren eines Stroms aus entweder einem gasförmigen Kraftstoff oder einer Hilfsluft durch eine Düse das Deaktivieren eines Stroms aus Hilfsluft durch eine Lufthilfsdüse (80), die stromaufwärts des Strömungsbegrenzungsabschnitts angeordnet ist, und das Deaktivieren eines Stroms aus gasförmigem Kraftstoff durch eine Gaskraftstoffdüse (62), die in dem Strömungsbegrenzungsabschnitt angeordnet ist, enthält.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Gaskraftstoffdüse in dem Längsdurchgang derart angeordnet ist, dass die verdichtete Luft aus dem Ausgang für verdichtete Luft im Wesentlichen um die Gaskraftstoffdüse herumströmt.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Leiten der verdichteten Luft in Richtung des Auslassendes ein Leiten der verdichteten Luft derart, dass ein Druckabfall der verdichteten Luft in dem Längsdurchgang zwischen dem Strömungsbegrenzungsabschnitt und dem Auslassende größer als oder gleich einer verbrennungsinduzierten Umfangsdruckabweichung in dem Verbrennungsraum ist, enthält.