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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Brennkammer und eine Gasturbine, die dieselbe umfasst.
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Bei einer Brennkammer, die in einer Gasturbine oder dergleichen verwendet wird, wird ein Vormisch-Verbrennungsverfahren, bei welchem Brennstoff mit komprimierter Luft (Verbrennungsluft), die von einem Kompressor geliefert wird, zuvor vermischt wird, um ein Luft-Brennstoffgemisch zu bilden, und das Luft-Brennstoffgemisch verbrannt wird, häufig verwendet.
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Eine solche Brennkammer ist als eine Brennkammer bekannt, die einen zweiten Brenner, der an einer Achse der Brennkammer installiert ist, und eine Vielzahl von ersten Brennern, die parallel zu dem zweiten Brenner angeordnet sind, hat. Zudem sind der zweite Brenner und die ersten Brenner an einem Hauptkörper der Brennkammer befestigt, da die Brenner von einer Basisplatte getragen werden, in welcher Tragöffnungen ausgebildet sind, die zu Durchmessern davon korrespondieren. Ferner sind elliptische rohrförmige Verlängerungsrohre, die so angeordnet sind, dass sie eine Hauptdüse von der Außenseite in einer radialen Richtung abdecken, an der Basisplatte installiert. Das heißt, eine Oberfläche der Basisplatte ist in eine Vielzahl von Partitionen durch die Verlängerungsrohre unterteilt.
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Der erste Brenner, der die oben beschriebene Struktur hat, vermischt Brennstoff und Luft darin, um ein vorgemischtes Gas zu erzeugen, und erzeugt durch Verbrennen des vorgemischten Gases Flammen, die sich von Enden der Verlängerungsrohre zu einer stromabwärtigen Seite erstrecken.
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In der Gasturbinenbrennkammer, die das Vormisch-Verbrennungsverfahren nutzt, tritt ein bekanntes Phänomen auf, das als ein Flammenrückschlag oder „backfire“ bezeichnet wird, da sich Flammen in eine Strömungsrichtung des Luft-Brennstoffgemisches in einen Bereich, wo die Strömungsgeschwindigkeit des Luft-Brennstoffgemisches gering ist (ein Bereich niedriger Geschwindigkeit), nach hinten ausbreiten.
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Genauer gesagt ist in dem Bereich, der zwischen der Vielzahl von Verlängerungsrohren, die sich benachbart zueinander an der Basisplatte befinden, ausgebildet ist, zusätzlich zu der Tatsache, dass die Luft an der Basisplatte nur zu einer stromabwärtigen Seite strömt, da zum Beispiel ein Reibwiderstand gegenüber einem Brennkammerkorb oder dergleichen zu einer Position, die von der Achse der Brennkammer entfernt ist, auftritt, ein Verlust in einer Luftströmungsgeschwindigkeit an der Basisplatte erhöht. Folglich ist die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass das vorgemischte Gas von der Innenseite zu der Außenseite der Verlängerungsrohre gefangen wird und sich zurück in Richtung der Basisplatte ausbreitet. Das heißt, ein Flammenrückschlag kann in einem Bereich mit geringer Geschwindigkeit auftreten, der zwischen den Verlängerungsrohren gebildet ist.
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Als eine Technologie zum Reduzieren der Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Flammenrückschlags in der Nähe der Verlängerungsrohre ist zum Beispiel eine Technologie bekannt, die in der
JP 4 070 758 B2 offenbart ist. In der Gasturbinenbrennkammer, die in der
JP 4 070 758 B2 offenbart ist, ist eine Fläche von Bereichen, die zwischen den benachbarten Verlängerungsrohren ausgebildet sind, reduziert, da eine Querschnittsform in Auslässen der Verlängerungsrohre sich von einer elliptischen Form zu einer rechteckigen Form annähert. Das heißt, da der Bereich geringer Geschwindigkeit, der in dem Bereich ausgebildet ist, reduziert ist, ist die Wahrscheinlichkeit des Flammenrückschlags reduziert.
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Jedoch ist der Bereich geringer Geschwindigkeit bei der in der
JP 4 070 758 B2 offenbarten Technologie noch vorhanden, da der Bereich geringer Geschwindigkeit nur reduziert ist, wobei der Bereich geringer Geschwindigkeit als solcher erhalten bleibt. Folglich ist ein Strömungselement des vorgemischten Gases, das zurück zu dem Bereich strömt, der zwischen den Verlängerungsrohren gebildet ist, teilweise noch vorhanden.
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Das heißt dass es hier noch Raum für weitere Verbesserungen bei der Technologie gibt, die in der
JP 4 070 758 B2 offenbart ist, wenn eine Reduktion der Wahrscheinlichkeit des Auftretens des Flammenrückschlags in der Brennkammer angestrebt wird.
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Aus der
JP 2013-190 196 A ist eine Lösung für das Problem des Flammenrückschlags bei einer Brennkammer einer Gasturbine bekannt, bei der zwar Luftkanäle in einer Leitkörperstruktur für Basisplattenluft von Hauptdüsen einer Brennkammer vorgesehen sind, diese Luftkanäle zum Ausblasen von Luft zur Verhinderung eines Flammenrückschlags aber im Grundzustand zur Stromabseite nicht offen sind, sondern erst dann wirksam bzw. geöffnet werden, wenn der vordere Bereich der Struktur durch Hitzeeinwirkung beschädigt bzw. abgetragen worden ist. Die Luftkanäle sind in dem Strukturkörper als Sacklöcher ausgebildet.
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Um die oben erwähnten Probleme zu lösen, werden eine Brennkammer mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 oder 5 und eine mit der erfindungsgemäßen Brennkammer ausgestattete Gasturbine vorgeschlagen. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Gemäß der im Patentanspruch 1 angegebenen Konfiguration kann, da der Basisplattenluft-Leitabschnitt an einer stromabwärtigen Seite der Basisplatte installiert ist, die Basisplattenluft, die von den Durchgangslöchern ausgestoßen wird, so geleitet werden, dass sie zu einem gewünschten Bereich an der stromabwärtigen Seite der Basisplatte strömt. Folglich kann die Strömungsverteilung der Basisplattenluft optimiert werden.
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Gemäß der im Patentanspruch 1 angegebenen Konfiguration kann, da der Basisplattenluft-Verlängerungsabschnitt installiert ist, die Basisplattenluft, die von den Durchgangslöchern ausgestoßen wird, zu einer weiter stromabwärtigen Seite der Basisplatte geleitet werden. Folglich kann die Wahrscheinlichkeit eines Rückströmens zu der Basisplatte der stromaufwärtigen Seite von Flammen, die von dem vorgemischten Gas erzeugt werden, das von den Verlängerungsrohren ausgestoßen wird, verringert werden.
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Gemäß der im Patentanspruch 1 angegebenen Konfiguration werden die Rohrkörper, die so installiert sind, dass sie zu den Durchgangslöchern korrespondieren, als die Basisplattenluft-Verlängerungsabschnitte verwendet. Ferner erstrecken sich die Rohrkörper von der Basisplatte zu der stromabwärtigen Seite. Folglich kann die Basisplattenluft, die von den Durchgangslöchern ausgestoßen wird, zuverlässig geleitet und zu der stromabwärtigen Seite der Basisplatte ausgestoßen werden.
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Vorzugsweise sind Innendurchmesser der Vielzahl von Rohrkörpern so gewählt, dass sie verringert sind, wenn die Rohrkörper an von der Achse getrennten Positionen angeordnet sind.
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Im Allgemeinen ist bekannt, dass die Wahrscheinlichkeit eines Flammenrückschlags auch deshalb vergrößert ist, weil ein Geschwindigkeitsverlust des vorgemischten Gases vergrößert ist, da das vorgemischte Gas an der Position getrennt von der Achse an der Basisplatte angeordnet ist. Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration ist der Innendurchmesser verkleinert ausgebildet, wenn die Rohrkörper an den von der Achse getrennt Positionen angeordnet sind. Folglich kann die Strömungsgeschwindigkeit der Basisplattenluft, die durch den Rohrkörper strömt, vergrößert werden, wenn dieser von der Achse getrennt ist.
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Vorzugsweise sind Dimensionen in der axialen Richtung der Vielzahl von Rohrkörpern so gewählt, dass sie vergrößert sind, wenn die Rohrkörper an von der Achse getrennten Positionen angeordnet sind.
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Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration sind die Dimensionen in der axialen Richtung so gewählt, dass sie vergrößert sind, wenn die Rohrkörper an den von der Achse getrennten Positionen angeordnet sind. Folglich kann die Basisplattenluft zu einer weiter stromabwärtigen Seite geleitet werden, wenn die Rohrkörper an den von der Achse getrennten Positionen an der Basisplatte angeordnet sind. Folglich kann die Wahrscheinlichkeit einer Fehlzündung weiter reduziert werden.
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Vorzugsweise kann die Brennkammer dicke bzw. verdickte Abschnitte umfassen, die konfiguriert sind, um Zwischenräume zwischen der Vielzahl von Rohrkörpern zu füllen.
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Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration sind die Zwischenräume, die zwischen der Vielzahl von Rohrkörpern ausgebildet sind, mit den dicken Abschnitten gefüllt. Folglich strömt ein vorgemischtes Gas nicht zu den Zwischenräumen zwischen den Rohrkörpern zurück. Folglich kann die Wahrscheinlichkeit der Fehlzündung weiter reduziert werden.
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Ferner ist gemäß der im Patentanspruch 5 angegebenen Konfiguration der Basisplattenluft-Leitabschnitt durch Basisplattenluft-Richtungsänderungsabschnitte gebildet, die konfiguriert sind, um eine Richtung von zumindest einem Teil der Basisplattenluft, die von den Durchgangslöchern ausgestoßen wird, an der stromabwärtigen Seite der Basisplatte zu ändern.
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Gemäß der obigen Konfiguration kann, wenn die Basisplattenluft-Richtungsänderungsabschnitte an der stromabwärtigen Seite der Basisplatte installiert sind, die Basisplattenluft, die von den Durchgangslöchern ausgestoßen wird, in einer Richtung geändert werden, um zu einem gewünschten Bereich an der stromabwärtigen Seite der Basisplatte zu strömen. Folglich kann die Strömungsverteilung der Basisplattenluft optimiert werden.
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Gemäß der im Patentanspruch 5 angegebenen Konfiguration sind die Basisplattenluft-Richtungsänderungsabschnitte durch Teilungsplatten gebildet, die sich von der Basisplatte zu der stromabwärtigen Seite erstrecken.
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Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration sind die Teilungsplatten, die sich von der Basisplatte zu der stromabwärtigen Seite erstrecken, als die Basisplattenluft-Richtungsänderungsabschnitte installiert. Ferner sind die Teilungsplatten so ausgebildet, dass sie eine Fläche der stromabwärtigen Seite der Basisplatte in eine Vielzahl von Partitionen unterteilen. Folglich kann die Basisplattenluft, die von den Durchgangslöchern ausgestoßen wird, zu einer gewünschten Richtung verändert werden, da die Basisplattenluft durch die Teilungsplatten in eine Vielzahl von Strömungen unterteilt wird.
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Vorzugsweise ist eine Vielzahl von Teilungsplatten so ausgebildet, dass sie graduell von der Basisplatte zu der stromabwärtigen Seite in einer Richtung weg von der Achse gekrümmt bzw. gebogen sind.
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Im Allgemeinen ist bekannt, dass die Wahrscheinlichkeit des Flammenrückschlags auch deshalb erhöht sein kann, weil ein Geschwindigkeitsverlust des vorgemischten Gases gestiegen ist, wenn das vorgemischte Gas an der von der Achse getrennten Position an der Basisplatte angeordnet ist. Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration kann der Geschwindigkeitsverlust des vorgemischten Gases durch Verändern der Richtung, in welche die Basisplattenluft strömt, zu der Richtung weg von der Achse unter Verwendung der Teilungsplatte kompensiert werden.
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Gemäß der im Patentanspruch 5 angegebenen Konfiguration bilden die Teilungsplatten eine Vielzahl von Partitionen, die die Durchgangslöcher umfassen, wobei die Anzahl davon erhöht ist, wenn die Partitionen an den von der Achse getrennten Positionen angeordnet sind, indem die Basisplatte in der radialen Richtung unterteilt ist.
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Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration ist eine große Anzahl von Durchgangslöchern ausgebildet, da die Partitionen an von der Achse getrennten Positionen angeordnet sind. Folglich kann die Wahrscheinlichkeit der Fehlzündung durch Einspritzen einer großen Menge von Basisplattenluft zu der stromabwärtigen Seite reduziert werden, da die Partitionen an von der Achse getrennten Positionen an der Basisplatte angeordnet sind.
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Vorzugsweise bilden die Teilungsplatten die Vielzahl von Partitionen, die die Durchgangslöcher umfassen, wobei Öffnungsdurchmesser davon verringert sind, wenn die Partitionen an von der Achse getrennten Positionen angeordnet sind, indem die Basisplatte in der radialen Richtung unterteilt ist.
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Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration sind die Durchgangslöcher so ausgebildet, dass die Öffnungsdurchmesser verringert sind, wenn die Durchgangslöcher an den von der Achse getrennten Positionen angeordnet sind. Folglich kann die Wahrscheinlichkeit der Fehlzündung durch Vergrößern der Strömungsgeschwindigkeit der Basisplattenluft, die von den Durchgangslöchern ausgestoßen wird, die an den von der Achse getrennten Positionen angeordnet sind, verringert werden.
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Vorzugsweise umfasst die Brennkammer einen zweiten Brenner, der entlang der Achse so angeordnet ist, dass er von der Vielzahl von ersten Brennern von der Außenseite in der radialen Richtung der Achse umgegeben ist.
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Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration kann, da der zweite Brenner vorgesehen ist, eine Zündung bezüglich der ersten Brenner einfacher ausgeführt werden.
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Ferner umfasst eine Gasturbine gemäß der vorliegenden Erfindung die erfindungsgemäße Brennkammer, einen Kompressor, der konfiguriert ist, um komprimierte Luft in die Brennkammer einzuführen, und eine Turbine, die konfiguriert ist, um ein Verbrennungsgas zu erhalten, das durch Verbrennen des vorgemischten Gases in der Brennkammer gebildet wird.
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Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration kann, da die Brennkammer, in welcher die Wahrscheinlichkeit des Flammenrückschlags verringert ist, vorgesehen ist, die Gasturbine einen verlässlicheren Betrieb bieten.
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Gemäß der Brennkammer und der Gasturbine der vorliegenden Erfindung kann die Wahrscheinlichkeit eines Flammenrückschlags weiter reduziert werden.
- 1 ist eine schematische Ansicht einer Gasturbine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Brennkammer gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, von einer Richtung senkrecht zu einer Achse davon betrachtet.
- 3 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie III-III von 2.
- 4 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie IV-IV von 2.
- 5 ist eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils der Brennkammer gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 6 ist eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils, die eine Variante der Brennkammer gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 7 ist eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils einer Brennkammer gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 8 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Brennkammer gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, von einer Richtung senkrecht zu einer Achse davon betrachtet.
- 9 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie IX-IX von 8.
- 10 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie X-X von 8.
- 11 ist eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils der Brennkammer gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 12 ist eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils, die eine Variante der Brennkammer gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Nachfolgend wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug zu den beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden.
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Wie in 1 dargestellt umfasst eine Gasturbine 1 gemäß der Ausführungsform einen Kompressor 2, der konfiguriert ist, um eine große Menge von Luft darin einzutragen und die Luft zu komprimieren, eine Brennkammer 3, die konfiguriert ist, um Brennstoff mit komprimierter Luft A zu mischen, die von dem Kompressor 2 komprimiert wurde, und den gemischten Brennstoff und Luft zu verbrennen, und eine Turbine 4, die konfiguriert ist, um Wärmeenergie eines Verbrennungsgases G, das von der Brennkammer 3 eingeführt wird, in Rotationsenergie umzuwandeln.
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Der Kompressor 2 und die Turbine 4 umfassen jeweils einen Rotor 5 und einen Stator 6, der konfiguriert ist, um eine äußere Umfangsseite des Rotors 5 zu umgeben. Die Rotoren 5 des Kompressors 2 und der Turbine 3 sind so verbunden, dass sie integral miteinander rotieren. Der Rotor 5 hat eine Rotationswelle 7 und eine Vielzahl von ringförmigen Turbinenlaufschaufelgruppen 8, die in Richtung einer Achse 0 in Intervallen befestigt sind. Jede der ringförmigen Turbinenlaufschaufelgruppen 8 ist so konfiguriert, dass sie eine Vielzahl von Turbinenlaufschaufeln aufweist, die an einem äußeren Umfang der Rotationswelle 7 in Intervallen in einer Umfangsrichtung befestigt sind.
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Der Stator 6 umfasst ein Gehäuse 9 und eine Vielzahl von ringförmigen Turbinenleitschaufelgruppen 10, die in dem Gehäuse 9 in Intervallen in der Richtung der Achse 0 befestigt sind. Jede der ringförmigen Turbinenleitschaufelgruppen 10 hat eine Vielzahl von Turbinenleitschaufeln, die an einer inneren Oberfläche des Gehäuses 9 in Intervallen in der Umfangsrichtung befestigt sind.
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Die ringförmigen Turbinenleitschaufelgruppen 10 sind alternierend bezüglich der Vielzahl von ringförmigen Turbinenlaufschaufelgruppen 8 in der Richtung der Achse 0 angeordnet.
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Wie in 2 dargestellt umfasst die Brennkammer 3 gemäß der Ausführungsform einen Brennkammerkorb 13, der in dem Gehäuse 9 aufgenommen ist, und eine äußere Schale 14, die konfiguriert ist, um eine äußere Umfangsseite des Brennkammerkorbs 13 abzudecken.
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Der Brennkammerkorb 13 ist ein hohles rohrförmiges Element. Ein Übertragungsstück (nicht dargestellt) ist mit einer stromabwärtigen Seite des Brennkammerkorbs 13 verbunden. Das Übertragungsstück ist ein Element, das wie der Brennkammerkorb 13 und die äußere Schale 14 in einer hohlen ringförmigen Form ausgebildet ist. Flammen, die von der Brennkammer 3 gebildet werden, werden in dem Übertragungsstück gehalten.
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Ferner hat die äußere Schale 14 einen äußeren Schalenhauptkörper 14A, der eine ringförmige Form hat, und einen äußeren Schalenbasisabschnitt 14B, der eine Flanschform hat und konfiguriert ist, um einen Endabschnitt einer Seite des äußeren Schalenhauptkörpers 14A zu tragen. Der Brennkammerkorb 13 ist an dem äußeren Schalenbasisabschnitt 14B durch eine Vielzahl von Befestigungselementen 12 befestigt.
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Ein Luftströmungspfad 15, durch welchen die komprimierte Luft A strömt, ist zwischen einer inneren Umfangsoberfläche der äußeren Schale 14 und einer äußeren Umfangsoberfläche des Brennkammerkorbs 13 ausgebildet. Die komprimierte Luft A, die durch den Luftströmungspfad 15 strömt, wird in den Brennkammerkorb 13 zugeführt, wenn die komprimierte Luft A in einem Umkehrabschnitt 16 eines unteren Abschnitts der äußeren Schale 14 rotiert wird. Ferner sind die oben beschriebenen Befestigungselemente 12 in der Umfangsrichtung der Brennkammer 3 in Intervallen angeordnet. Folglich ist ein Zwischenraum zwischen benachbarten Befestigungselementen 12 gebildet. Im Ergebnis wird die komprimierte Luft A in den Brennkammerkorb 13 durch den Zwischenraum eingeführt.
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Ferner umfasst die Brennkammer 3 in dem Brennkammerkorb 13 einen zweiten Brenner 20 und erste Brenner 21. Der zweite Brenner 20 ist entlang einer Achse P des Brennkammerkorbs 13 ausgebildet. Ferner ist der zweite Brenner 20 an der Außenseite in der radialen Richtung der Achse P von der Vielzahl von ersten Brennern umgeben, wobei die ersten Brenner unten beschrieben werden. Der zweite Brenner 20 spritzt Brennstoff ein, der von der Außenseite von einer Pilotdüse 22 zugeführt wird. Flammen werden durch Entzünden des Brennstoffs, der von der Pilotdüse 22 eingespritzt wird, gebildet.
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Ferner ist ein Pilotkonus 23 an dem zweiten Brenner 20 installiert. Der Pilotkonus 23 ist ein rohrförmiges Element, das eine äußere Umfangsseite der Pilotdüse 22 umgibt. Zudem hat der Pilotkonus 23 einen kegelförmigen konischen Abschnitt 24, der eine von der Nähe der Pilotdüse 22 zu einer stromabwärtigen Seite graduell ansteigende Innendurchmesserdimension aufweist. Der kegelförmige konische Abschnitt 24 ist vorgesehen, um eine Flammenstabilisierung durch Begrenzen eines Diffusionsbereichs und einer Richtung der Flammen zu verbessern.
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Ferner umfasst der zweite Brenner 20 einen Pilotverwirbler 30 an einer stromaufwärtigen Seite davon. Der Pilotverwirbler 30, der nicht im Detail dargestellt ist, ist eine Vorrichtung, die durch Anordnen einer Vielzahl von Verwirbelungsleitschaufeln in gleichen Intervallen in der Umfangsrichtung der Achse P in dem zweiten Brenner 20 gebildet ist. Jede der Verwirbelungsleitschaufeln ist so angeordnet, dass sie einen Winkel bezüglich der Achse P von einer stromaufwärtigen Seite zu einer stromabwärtigen Seite bildet. Folglich erhält die komprimierte Luft A, die den Pilotverwirbler 30 passiert, durch Hinzufügen eines Verwirbelungselements wie einer Verwirbelungsleitschaufel eine Verwirbelungsströmung.
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Ferner sind die Vielzahl von ersten Brennern 21 im Inneren des Brennkammerkorbs 13 installiert. Bei der Ausführungsform sind vier erste Brenner 21, 21, 21 und 21 in der Umfangsrichtung des zweiten Brenners 20 installiert. Genauer gesagt sind die ersten Brenner 21 an der äußeren Umfangsseite des zweiten Brenners 20 in gleichen Intervallen in der Umfangsrichtung angeordnet. Die ersten Brenner 21 erstrecken sich entlang der Achse P des Brennkammerkorbs 13 so, dass sie parallel zu dem oben beschriebenen zweiten Brenner 20 sind.
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Eine Hauptdüse 25 ist an Endabschnitten der ersten Brenner 21 installiert. Die Hauptdüse 25 ist in einer konischen Form gebildet, die ein Aussehen hat, das von der stromabwärtigen Seite zu der stromaufwärtigen Seite, das heißt zu einer Endseite, graduell reduziert ist.
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Ferner sind Verlängerungsrohre 26 an äußeren Umfangsseiten der ersten Brenner 21 installiert. Die Verlängerungsrohre 26 sind Elemente, die in einer im Wesentlichen rohrförmigen Form ausgebildet sind, um die ersten Brenner 21 an der äußeren Umfangsseite zu umgeben. Endabschnitte der Verlängerungsrohre 26, die mit den ersten Brennern 21 verbunden sind, sind in runden Formen so ausgebildet, das sie zu Querschnittsformen der ersten Brenner 21 korrespondieren.
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Indes ist von einer Richtung betrachtet, die die Achse P schneidet, von Wandoberflächen des Verlängerungsrohrs 26 eine Wandoberfläche benachbart zu dem Pilotkonus 23 so ausgebildet, dass sie so geneigt ist, dass sie sich von der stromaufwärtigen Seite zu der stromabwärtigen Seite von der Achse P graduell entfernt.
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Wie in 3 dargestellt hat ein Öffnungsabschnitt 27 an einer stromabwärtigen Seite jedes der Verlängerungsrohre 26 von der Richtung der Achse P aus betrachtet eine im Wesentlichen elliptische Querschnittform, die sich in der Umfangsrichtung erstreckt. Ferner ist ein Abschnitt der Ellipse, der den Querschnitt benachbart zu dem kegelförmigen konischen Abschnitt 24 des Pilotkonus 23 bildet, entlang eines Bogens ausgenommen, der eine äußere Kante des kegelförmigen konischen Abschnitts 24 bildet. Der Abschnitt, der benachbart zu dem Brennkammerkorb 13 ist, steht entlang einer inneren Kante des Brennkammerkorbs 13 vor und ist leicht gebogen. Das heißt, eine Querschnittsform des Verlängerungsrohrs 26 ist so gebildet, dass sie graduell von einer Kreisform so deformiert ist, dass sie eine elliptische Form bildet, die in einer Richtung von der stromaufwärtigen Seite zu der stromabwärtigen Seite gebogen ist.
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Ein Bereich im Inneren des Verlängerungsrohrs 26, das wie oben beschrieben gebildet ist, ist ein Hauptströmungspfad 28, welchen die komprimierte Luft A passiert.
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Rückbezogen auf 2 umfasst jeder der ersten Brenner 21 wie der zweite Brenner 20 einen Hauptverwirbler 29, der im Inneren des Verlängerungsrohrs 26 installiert ist. Die komprimierte Luft A, die den Hauptverwirbler 29 passiert, erhält eine Verwirbelungsströmung durch Hinzufügen eines Verwirbelungselements wie beispielsweise einer Verwirbelungsleitschaufel.
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Brennstoff wird zu dem ersten Brenner 21, der die oben beschriebene Konfiguration hat, von einem Brennstoffeinspritzloch (nicht dargestellt) eingespritzt. Zum Beispiel ist das Brennstoffeinspritzloch in dem Hauptverwirbler 29 ausgebildet.
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Der eingespritzte Brennstoff wird mit der komprimierten Luft A in dem Brennkammerkorb 13 vermischt, um ein vorgemischtes Gas F zu bilden. Aufgrund der Verwirbelungsströmung, die von dem Hauptverwirbler 29 erzeugt wird, strömt das vorgemischte Gas F durch den Hauptströmungspfad 28 zu der stromabwärtigen Seite, während es um die ersten Brenner 21 wirbelt.
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Ferner werden der zweite Brenner 20 und die ersten Brenner 21, die wie oben beschrieben konfiguriert sind, von einer Basisplatte 31 getragen und sind an der Innenseite des Brennkammerkorbs 13 befestigt. Wie in 4 dargestellt ist die Basisplatte 31 ein im Wesentlichen kreisförmiges plattenförmiges Element, das so ausgebildet ist, dass es zu einer Querschnittsform des Brennkammerkorbs 13 korrespondiert. Eine zweite Brenner-Tragöffnung 32, die konfiguriert ist, um den zweiten Brenner zu tragen und den zweiten Brenner von der Außenseite in der Umfangsrichtung zu umgeben, ist in einem Bereich, der einen Zentrumspunkt der Basisplatte 31 umfasst, ausgebildet. Die zweite Brenner-Tragöffnung 32 hat einen Öffnungsdurchmesser, der zu einer Außendurchmesserdimension des zweiten Brenners 20 korrespondiert.
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Eine Vielzahl von (vier) ersten Brenner-Tragöffnungen 33, 33, 33, und 33, die konfiguriert sind, um die Vielzahl von (vier) ersten Brennern 21, 21, 21 und 21 zu tragen, sind außen in der Umfangsrichtung der zweiten Brenner-Tragöffnung 32 in gleichen Intervallen in der Umfangsrichtung ausgebildet. Wie die zweite Brenner-Tragöffnung 32 tragen die ersten Brenner-Tragöffnungen 33 die ersten Brenner 21 so, dass sie die ersten Brenner 21 von der Außenseite in der Umfangsrichtung umgeben.
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Ferner sind eine Vielzahl von Durchgangslöchern 34, durch welche die komprimiert Luft A (die Basisplattenluft A) passiert, die den Hauptströmungspfad 28 passiert, in der Basisplatte 31 ausgebildet. Genauer gesagt ist die Vielzahl von Durchgangslöchern 34 in dem Bereich zwischen den ersten Brenner-Tragöffnungen 33 benachbart zueinander ausgebildet. Jedes der Durchgangslöcher 34 hat einen Öffnungsdurchmesser, der kleiner als der der ersten Brenner-Tragöffnung 33 oder der der zweiten Brenner-Tragöffnung 32 ist.
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Genaue Positionen, an welchen die Durchgangslöcher 34 an der Basisplatte 31 ausgebildet sind, oder die Anzahl der Durchgangslöcher 34, werden gemäß dem Design bzw. der Dimensionierung geeignet gewählt. Als ein Beispiel sind die Durchgangslöcher 34 gemäß der Ausführungsform so ausgebildet, dass die Anzahl der Durchgangslöcher 34 graduell ansteigt, je weiter sich diese von einem Zentrum (der Achse P) an der Basisplatte 31 zu der Außenseite in der radialen Richtung entfernen. Genauer gesagt ist ein Durchgangsloch 34 an einer Position am nächsten zu dem Zentrum ausgebildet. Ferner steigt die Anzahl an Durchgangslöchern 34 jeweils um eins zu der Außenseite in der radialen Richtung an. Das heißt, zwei Durchgangslöcher 34 sind an Positionen einer zweiten Reihe, die von dem Zentrum zu der radialen Richtung gezählt wird, ausgebildet. Drei (n) Durchgangslöcher 34 sind an Positionen einer dritten (einer n-ten) Reihe ausgebildet.
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Basisplattenluft-Verlängerungsabschnitte 35 (Basisplattenluft-Leitabschnitte) sind an der Vielzahl von Durchgangslöchern 34, die wie oben beschrieben gebildet sind, so ausgebildet, dass sie mit zumindest einigen Abschnitten der Vielzahl von Durchgangslöchern 34 korrespondieren (siehe 10). Die Basisplattenluft-Verlängerungsabschnitte 35 sind so ausgebildet, dass sie die komprimierte Luft A (die Basisplattenluft A) leiten und ausstoßen, die von der stromaufwärtigen Seite zu der stromabwärtigen Seite der Basisplatte 31 durch die Durchgangslöcher 34 zu der stromabwärtigen Seite weiter als die Basisplatte 31 ausgestoßen wird.
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Der Basisplattenluft-Verlängerungsabschnitt 35 gemäß der Ausführungsform ist von einer Vielzahl von Rohrkörpern 36 gebildet, die sich von einer Oberfläche einer stromabwärtigen Seite der Basisplatte 31 zu der stromabwärtigen Seite entlang der Achse P erstrecken. Innendurchmesserdimensionen der Rohrkörper 36 sind so gewählt, dass sie im Wesentlichen gleich wie die Öffnungsdurchmessern der Durchgangslöcher 34 sind. Ferner ist die Innenseite des Rohrkörpers 36 so gewählt, dass er einen Öffnungsdurchmesser hat, der von der stromaufwärtigen Seite zu der stromabwärtigen Seite konstant ist.
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Zudem erstrecken sich die Vielzahl von Rohrkörpern 36 zu der Nähe des Öffnungsabschnitts 27 des Verlängerungsrohrs 26 von der Basisplatte 31 zu der stromabwärtigen Seite. Genauer gesagt sind Endabschnitte der stromabwärtigen Seite der Rohrkörper 36 näher an der stromaufwärtigen Seite als der Öffnungsabschnitt 27 des Verlängerungsrohrs 26 angeordnet.
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Unter der Vielzahl von Rohrkörpern ist der Rohrkörper 36, der am nächsten zu der Achse P installiert ist, so gewählt, dass eine Dimension in der Richtung der Achse P im Vergleich zu den anderen Rohrkörpern 36 verringert ist. Folglich ist eine Interferenz mit dem kegelförmigen konischen Abschnitt 24 des Pilotkonus 23 vermieden.
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Da der Basisplattenluft-Verlängerungsabschnitt 35 in der Brennkammer 3 installiert ist, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, kann die Basisplattenluft A, die von den Durchgangslöchern 34 ausgestoßen wird, zu der stromabwärtigen Seite weiter als die Basisplatte 31 geleitet werden. Folglich kann die Wahrscheinlichkeit des Flammenrückschlags durch Flammen, die von dem vorgemischten Gas F gebildet werden, das von dem Verlängerungsrohr 26 ausgestoßen wird und sich zurück zu der Basisplatte 31 der stromaufwärtigen Seite ausbreitet, reduziert werden.
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Es ist bekannt, dass ein Bereich (Bereich geringer Geschwindigkeit), wo die Strömungsgeschwindigkeit des vorgemischten Gases F gering ist, in der Brennkammer 3 gebildet wird, in welcher der Basisplattenluft-Verlängerungsabschnitt 35 nicht ausgebildet ist. In solch einem Bereich geringer Geschwindigkeit tritt, wenn die Flammen sich nach hinten ausbreiten, ein Phänomen, das als ein Flammenrückschlag bekannt ist, wahrscheinlich auf.
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Genauer gesagt ist in dem Bereich, der zwischen der Vielzahl von Verlängerungsrohren 26, die sich zueinander benachbart an der Basisplatte 31 befinden, gebildet ist, zusätzlich zu der Tatsache, dass die Basisplattenluft nur zu der stromabwärtigen Seite strömt, ein Verlust der Strömungsgeschwindigkeit der Basisplattenluft nach unten zu der Position weg von der Achse P der Brennkammer 3 vergrößert. Folglich ist die Wahrscheinlichkeit, dass das vorgemischte Gas F von der Innenseite des Verlängerungsrohrs 26 zu der Außenseite eingetragen wird, um in Richtung der Basisplatte 31 zurückzuströmen, vergrößert. Das heißt, die Wahrscheinlichkeit des Auftretens des Flammenrückschlags in dem Bereich geringer Geschwindigkeit, der zwischen den Verlängerungsrohren 26 ausgebildet ist, ist erhöht.
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Jedoch wird, wie oben beschrieben, da der Basisplattenluft-Verlängerungsabschnitt 35 (die Rohrkörper 36) in der Brennkammer 3 gemäß der Ausführungsform installiert ist/sind, Hochgeschwindigkeitsbasisplattenluft in den oben beschriebenen Bereich geringer Geschwindigkeit zugeführt. Folglich kann die Wahrscheinlichkeit des Ausbreitens von Flammen nach hinten durch Erhöhen der Strömungsgeschwindigkeit in dem Bereich geringer Geschwindigkeit reduziert werden. Das heißt, die Wahrscheinlichkeit des Flammenrückschlags, der in der Brennkammer 3 auftritt, kann reduziert werden.
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Ferner werden gemäß der oben beschriebenen Konfiguration die Rohrkörper 36, die so ausgebildet sind, dass sie mit den Durchgangslöchern 34 korrespondieren, als der Basisplattenluft-Verlängerungsabschnitt 35 verwendet. Ferner erstrecken sich die Rohrkörper 36 von der Basisplatte 31 zu der stromabwärtigen Seite. Folglich kann die Basisplattenluft A, die von den Durchgangslöchern 34 ausgestoßen wird, verlässlicher zu der stromabwärtigen Seite der Basisplatte 31 geleitet und ausgestoßen werden.
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Nachfolgend wird eine Variante des Basisplattenluft-Verlängerungsabschnitts 35 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug zu 6 beschrieben werden. Wie in 6 dargestellt ist ein Innendurchmesser des Basisplattenluft-Verlängerungsabschnitts 35 gemäß der Variante so gewählt, dass er an den Rohrkörpern 36, die an von der Achse P weiter entfernten Positionen angeordnet sind, verringert ist. Zudem sind Dimensionen in der Richtung der Achse P der Rohrkörper 36 so gewählt, dass sie an den Rohrkörpern 36, die an von der Achse P weiter entfernten Positionen angeordnet sind, vergrößert sind.
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Wie oben beschrieben wird eine Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit der komprimierten Luft A (die Basisplattenluft A) in der Nähe des Brennkammerkorbs 13 als erheblich angesehen. Folglich ist die Wahrscheinlichkeit des Flammenrückschlags in der Nähe des Brennkammerkorbs 13, das heißt, an von der Achse P weiter entfernten Positionen, erhöht. Jedoch kann in dem Basisplattenluft-Verlängerungsabschnitt 35 gemäß der Variante, da die Dimension in der Richtung der Achse P so gewählt ist, dass sie vergrößert ist, während der Innendurchmesser so gewählt ist, dass er an den Rohrkörpern, die an von der Achse P weiter entfernten Positionen wie oben beschrieben angeordnet sind, vergrößert ist, die Strömungsgeschwindigkeit der Basisplattenluft weiter erhöht werden. Zudem kann die Position, an welcher die Basisplattenluft von dem Basisplattenluft-Verlängerungsabschnitt 35 ausgestoßen wird, an einer weiter stromabwärtigen Seite gewählt werden. Folglich kann die Wahrscheinlichkeit des Flammenrückschlags weiter reduziert werden.
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Nachfolgend wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug zu 7 beschrieben werden. Die Brennkammer 3 gemäß der zweiten Ausführungsform weicht von der oben beschriebenen ersten Ausführungsform darin ab, dass der Basisplattenluft-Verlängerungsabschnitt 35 wie unten beschrieben konfiguriert ist.
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Das heißt, der Basisplattenluft-Verlängerungsabschnitt 35 umfasst gemäß der Ausführungsform einen dicken bzw. verdickten Abschnitt 37, der konfiguriert ist, um einen Zwischenraum zu füllen, der zwischen der Vielzahl von Rohrkörpern 36, die von der Basisplatte 31 zu der stromabwärtigen Seite ausgebildet sind, ausgebildet ist.
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Genauer gesagt, ist der verdickte Abschnitt 37 ein Element, das integral ausgebildet ist, um sich von der Oberfläche der stromabwärtigen Seite der Basisplatte 31 zu im Wesentlichen derselben Erstreckung wie die Dimension zu erstrecken, um einen Endabschnitt des Rohrkörpers 36 an der stromabwärtigen Seite zu erreichen. Folglich hat das Äußere des Basisplattenluft-Verlängerungsabschnitts 35 gemäß der Ausführungsform eine dicke Plattenform, in welcher eine Vielzahl von Löchern, die von einer Oberfläche zu der anderen Oberfläche passieren, ausgebildet sind. Beim Ausbilden solch eines Basisplattenluft-Verlängerungsabschnitts 35 ist es vorzuziehen, dass eine große Anzahl an Löchern in einem blockförmigen Metallmaterial oder dergleichen vorgesehen wird, welches integral ausgebildet ist.
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Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration ist der Zwischenraum, der zwischen der Vielzahl von Rohrkörpern 36 ausgebildet ist, mit dem verdickten Abschnitt 37 gefüllt, welcher massiv ausgebildet ist. Folglich strömt das vorgemischte Gas F nicht zurück zu dem Zwischenraum zwischen den Rohrkörpern 36. Folglich kann die Wahrscheinlichkeit des Flammenrückschlags weiter reduziert werden.
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Zum Beispiel wurden bei der Ausführungsform die Durchgangslöcher 34, die in der Basisplatte 31 ausgebildet sind, und die Öffnungsformen der Rohrkörper 36, die damit korrespondieren, als eine Kreisform beschrieben. Jedoch sind die Öffnungsformen dieser Elemente nicht auf die Kreisform limitiert und können zum Beispiel zu einer polygonalen Form, einer elliptischen Form oder dergleichen gemäß dem Design bzw. der Konstruktion geeignet variiert werden.
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Ferner wurden in der oben beschriebenen Ausführungsform die Innenseiten der Rohrkörper 36 so beschrieben, dass sie einen konstanten Öffnungsdurchmesser von der stromaufwärtigen Seite zu der stromabwärtigen Seite haben. Jedoch sind die Öffnungsdurchmesser der Rohrkörper 36 nicht darauf limitiert und können zum Beispiel Öffnungsdurchmesser sein, die von der aufströmenden Seite zu der abströmenden Seite graduell vergrößert oder verkleinert sind.
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Nachfolgend wird eine Brennkammer 3A gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Referenz zu 8 bis 12 beschrieben werden.
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Wie in 10 dargestellt sind eine Vielzahl von Durchgangslöchern 134, durch welche komprimierte Luft A (Basisplattenluft A) passiert, die einen Hauptströmungspfad 128, passiert in einer Basisplatte 131 der Ausführungsform ausgebildet. Genauer gesagt sind die Vielzahl von Durchgangslöchern 134 in einem Bereich S zwischen benachbarten ersten Brenner-Tragöffnungen 133 ausgebildet. Der Bereich S ist ein im Wesentlichen dreieckiger Bereich, der von einer Bogenform einer zweiten Brenner-Tragöffnung 132, Bogenformen der ersten Brenner-Tragöffnungen 133 und 133, die benachbart zueinander sind, und der Bogenform, die eine Außenlinie der Basisplatte 131 bildet, umgeben ist. Durchgangslöcher 134 haben Öffnungsdurchmesser, die kleiner wie die der ersten Brenner-Tragöffnung 133 oder der zweiten Brenner-Tragöffnung 132 sind.
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Die genauen Positionen, an welchen die Durchgangslöcher 134 in dem Bereich S an der Basisplatte 131 ausgebildet sind, und die Anzahl an Durchgangslöchern 134 sind gemäß dem Design bzw. der Konstruktion geeignet bestimmt. Als ein Beispiel gemäß der Ausführungsform sind die Durchgangslöcher 134 so gewählt, dass die Anzahl der Durchgangslöcher 134 steigt, wenn sie getrennt von dem Zentrum (der Achse P) der Basisplatte 131 zu der Außenseite in der radialen Richtung angeordnet sind. Genauer gesagt ist ein Durchgangsloch 134 an der Position, die zu dem Zentrum in jedem der Bereiche S am nächsten ist, ausgebildet. Ferner ist die Anzahl von Durchgangslöchern 134 jeweils um eins zu der Außenseite in der radialen Richtung erhöht. Das heißt, zwei Durchgangslöcher 134 sind an Positionen einer zweiten Reihe, die von dem Zentrum zu der radialen Richtung gezählt wird, ausgebildet. Drei (n) Durchgangslöcher 134 sind an Positionen einer dritten (n-ten) Reihe ausgebildet.
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Eine Vielzahl von Teilungsplatten 136, die als ein Basisplattenluft-Veränderungsabschnitt 135 (ein Basisplattenluft-Leitabschnitt) dienen, sind in dem Bereich S an der Basisplatte 131 ausgebildet, der wie oben beschrieben konfiguriert ist (siehe 10). Die Teilungsplatten 136 unterteilen den Bereich S an der Basisplatte 131 in eine Vielzahl von Partitionen S1, S2, S3 und S4, die in der radialen Richtung angeordnet sind.
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Ein bis vier Durchgangslöcher 134 sind jeweils in den Partitionen S1 bis S4 angeordnet. Das heißt, ein Durchgangsloch 134 ist in der Partition S1 ausgebildet und zwei Durchgangslöcher 134 und 134 sind in der Partition S2 ausgebildet. Ähnlich dazu sind drei Durchgangslöcher 134 in der Partition S3 und vier Durchgangslöcher 134 in der Partition S4 ausgebildet. Mit anderen Worten, da vier Reihen von Durchgangslöchern gebildet sind, sind drei Teilungsplatten 136, 136 und 136 in dem Bereich zwischen den Reihen der Durchgangslöcher 134 gebildet.
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Zudem haben die Vielzahl von (drei) Teilungsplatten 136, 136 und 136 Bogenformen, die zu der Außenseite in der radialen Richtung gebogen sind, von der Richtung der Achse P aus betrachtet, und alle Teilungsplatten haben Bogenformen, die koaxial mit der Achse P angeordnet sind. Wie in 11 dargestellt ist, ist von der Richtung senkrecht zu der Achse P aus betrachtet, die Teilungsplatte 136 so ausgebildet, dass sie graduell von der stromaufwärtigen Seite zu der stromabwärtigen Seite in der Richtung weg von der Achse P, das heißt zu der Außenseite in der radialen Richtung, gebogen sind. Mit anderen Worten sind die Teilungsplatten 136 so gebildet, dass sie zu der Achse P in der Mitte der Erstreckung davon gebogen sind. Zudem ist unter den Teilungsplatten 136 ein Grad der Krümmung zu der Außenseite in der radialen Richtung an den Teilungsplatten 136, die im Inneren in der radialen Richtung angeordnet sind, vergrößert.
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Die Vielzahl von Teilungsplatten 136 erstrecken sich von der Basisplatte 131 zu der stromabwärtigen Seite zu der Nähe eines Öffnungsabschnitts 127 eines Verlängerungsrohrs 126. Genauer gesagt sind Endabschnitte an der stromabwärtigen Seite der Teilungsplatten 136 an einer leicht stromaufwärtigen Seite des Öffnungsabschnitts 127 des Verlängerungsrohrs 126 angeordnet.
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Bei der Brennkammer 3A, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, kann, weil die Teilungsplatten 136, die als der Basisplattenluft-Richtungsveränderungsabschnitt 135 dienen, an der stromabwärtigen Seite der Basisplatte 131 ausgebildet sind, zumindest ein Teil der Basisplattenluft A, die von den Durchgangslöchern 134 ausgestoßen wird, in einer Richtung zu einem gewünschten Bereich (zum Beispiel einem Bereich geringer Geschwindigkeit) an der stromabwärtigen Seite der Basisplatte 131 geändert werden. Folglich kann die Strömungsverteilung der Basisplattenluft A optimiert werden. Folglich kann die Wahrscheinlichkeit des Flammenrückschlags der Flammen, die von dem vorgemischten Gas F gebildet werden, das von dem Verlängerungsrohr 126 ausgestoßen wird, aufgrund eines Ausbreitens der Flammen nach hinten zu der Basisplatte 131 der stromaufwärtigen Seite reduziert werden.
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Es ist bekannt, dass ein Bereich (ein Bereich geringer Geschwindigkeit), in welchem die Strömungsgeschwindigkeit des vorgemischten Gases F gering ist, in der Brennkammer 13 gebildet ist, in welcher der Basisplattenluft-Richtungsveränderungsabschnitt 135 nicht gebildet ist. In solch einem Bereich geringer Geschwindigkeit tritt, da sich die Flamme zu der aufströmenden Seite ausbreitet, ein Phänomen, das als Rückzündung oder Flammenrückschlag bezeichnet wird, wahrscheinlich auf.
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Genauer gesagt ist in dem Bereich S, der zwischen einer Vielzahl von Verlängerungsrohren 126 ausgebildet ist, die sich benachbart zueinander an der Basisplatte 131 befinden, zusätzich zu der Tatsache, dass die Basisplattenluft A nur zu der stromabwärtigen Seite strömt, ein Verlust der Strömungsgeschwindigkeit der Basisplattenluft A zu der Position weg von der Achse P der Brennkammer 13 erhöht. Folglich ist die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass das vorgemischte Gas F von der Innenseite zu der Außenseite des Verlängerungsrohrs 126 gedreht wird, um sich zurück in die Richtung der Basisplatte 131 auszubreiten. Das heißt, die Wahrscheinlichkeit des Auftretens des Flammenrückschlags in dem Bereich geringer Geschwindigkeit, der zwischen den Verlängerungsrohren 126 ausgebildet ist, ist erhöht.
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Jedoch kann, da der Basisplattenluft-Richtungsveränderungsabschnitt 135 (die Teilungsplatten 136) in der Brennkammer 13 gemäß der Ausführungsform wie oben beschrieben ausgebildet ist, sind, die Wahrscheinlichkeit des Flammenrückschlags reduziert werden.
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Ferner werden bei der oben beschriebenen Konfiguration die Teilungsplatten 136 verwendet, die so ausgebildet sind, dass sie zu den Durchgangslöchern 134 korrespondieren, die als der Basisplattenluft-Richtungsveränderungsabschnitt 135 dienen. Ferner erstrecken sich die Teilungsplatten 136 von der Basisplatte 131 zu der stromabwärtigen Seite. Folglich kann die Basisplattenluft A, die von den Durchgangslöchern 134 ausgestoßen wird, verlässlich zu der stromabwärtigen Seite der Basisplatte 131 geleitet und ausgestoßen werden.
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Nachfolgend wird eine Variante der oben beschriebenen Ausführungsform mit Bezug zu 12 beschrieben werden. Wie in 12 dargestellt sind bei der Brandkammer 13 gemäß der Variante Innendurchmesser der Durchgangslöcher 134 so gewählt, dass sie reduziert sind, wenn die Durchgangslöcher 134 an von der Achse P getrennten Positionen angeordnet sind.
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Wie oben beschrieben wird eine Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit der komprimierten Luft A (der Basisplattenluft A) in der Nähe eines Brennkammerkorbs 113 als erheblich angesehen. Folglich ist die Wahrscheinlichkeit des Flammenrückschlags in der Nähe der Brennkammerkorbs 113, das heißt, an den von der Achse P getrennten Positionen, erhöht. Jedoch sind bei der Brennkammer 13 gemäß der Variante die Innendurchmesser der Durchgangslöcher 134 so gewählt, dass sie verringert sind, wenn die Durchgangslöcher 134 an den von der Achse P getrennten Positionen wie oben beschrieben angeordnet sind. Folglich kann die Basisplattenluft A schneller ausgestoßen werden, da die Durchgangslöcher 134 an den von der Achse P getrennten Positionen angeordnet sind. Folglich kann die Wahrscheinlichkeit des Flammenrückschlags, der aufgrund eines Ausbreitens der Flammen des vorgemischten Gases F auftritt, weiter reduziert werden.
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Ferner sind bei den oben beschriebenen Ausführungsformen und Varianten die Dimensionen in der Richtung der Achse P der Teilungsplatten 136 im Wesentlichen dieselben. Jedoch können die Dimensionen in der Richtung der Achse P der Teilungsplatten 136 so gewählt werden, dass sie vergrößert sind, wenn die Teilungsplatten 136 an den von der Achse P getrennten Positionen angeordnet sind. Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration kann die Basisplattenluft A weiter zu der stromabwärtigen Seite geleitet werden, da die Teilungsplatten 136 getrennt von der Achse P sind. Folglich kann die Wahrscheinlichkeit des Flammenrückschlags weiter reduziert werden.
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Zum Beispiel wurden bei der dritten Ausführungsform die Öffnungsformen der Durchgangslöcher 134, die in der Basisplatte 131 ausgebildet sind, als Kreisformen beschrieben. Jedoch sind die Öffnungsformen dieser Elemente nicht auf diese Kreisform limitiert und können gemäß dem Design bzw. der Konstruktion geeignet variiert werden, zum Beispiel zu einer polygonalen Form, einer elliptischen Form oder dergleichen.
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Ferner wurden bei der oben beschriebenen dritten Ausführungsform Dicken der Teilungsplatten 136 (eine Dimension in der radialen Richtung der Brennkammer 13) als konstant von der stromaufwärtigen Seite zu der strombwärtigen Seite beschrieben. Jedoch sind die Dicken der Teilungsplatten 136 nicht darauf limitiert und können zum Beispiel graduell vergrößert oder verkleinert von der aufströmenden Seite zu der abströmenden Seite sein.
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Zudem ist bei der oben beschriebenen dritten Ausführungsform das Beispiel, in welchem die Teilungsplatte 136, die außen in der radialen Richtung unter den drei Teilungsplatten 136 angeordnet ist, stark zu der Außenseite in der radialen Richtung gebogen. Genauer gesagt wurde das Beispiel, bei welchem alle der Teilungsplatten 136 ebenso zu der Außenseite in der radialen Richtung gebogen sind, gezeigt. Jedoch ist der Aspekt der Teilungsplatten 136 nicht darauf limitiert und beispielsweise ist eine Teilungsplatte 136 nicht gebogen und kann so ausgebildet werden, dass sie sich gerade entlang der Achse P erstreckt.
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Ferner wurden bei der dritten Ausführungsform vier erste Brenner 121, die in einer Umfangsrichtung eines zweiten Brenners 120 installiert sind, beschrieben. Jedoch ist die Anzahl an ersten Brennern 121 nicht darauf limitiert und es kann zum Beispiel eine andere Anzahl an ersten Brennern vorgesehen werden, solange die Anzahl eine Vielzahl ist, wie beispielsweise acht oder dergleichen.
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Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration kann die Wahrscheinlichkeit der Fehlzündung in der Brennkammer weiter reduziert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gasturbine
- 2
- Kompressor
- 3
- Brennkammer
- 4
- Turbine
- 5
- Rotor
- 6
- Stator
- 7
- Rotationswelle
- 8
- ringförmige Turbinenlaufschaufelgruppe
- 9
- Gehäuse
- 10
- ringförmige Turbinenlaufschaufelgruppe
- 12
- Befestigungselement
- 13
- Brennkammerkorb
- 14
- äußere Schale
- 15
- Luftströmungspfad
- 16
- Umkehrungsabschnitt
- 20
- zweiter Brenner
- 21
- erster Brenner
- 22
- Pilotdüse
- 23
- Pilotkonus
- 24
- kegelförmiger konischer Abschnitt
- 25
- Hauptdüse
- 26
- Verlängerungsrohr
- 27
- Öffnungsabschnitt
- 28
- Hauptströmungspfad
- 29
- Hauptverwirbler
- 30
- Pilotverwirbler
- 31
- Basisplatte
- 32
- zweite Brenner-Tragöffnung
- 33
- erste Brenner-Tragöffnung
- 34
- Durchgangsloch
- 35
- Basisplattenluft-Verlängerungsabschnitt
- 36
- Rohrkörper
- 37
- dicker Abschnitt
- 135
- Basisplattenluft-Richtungsveränderungsabschnitt
- 136
- Teilungsplatte
- S
- Bereich
- S1 bis S4
- Partitionen
- A
- komprimierte Luft (Basisplattenluft)
- F
- vorgemischtes Gas
- G
- Verbrennungsgas
- O
- Achse
- P
- Achse
