DE112017001173B4

DE112017001173B4 - Brenneranordnung, brennkammer und gasturbine

Info

Publication number: DE112017001173B4
Application number: DE112017001173.6T
Authority: DE
Inventors: Satoshi Takiguchi; Keijiro Saito; Satoshi Tanimura; Shinji Akamatsu
Original assignee: Mitsubishi Power Ltd
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2016-03-07
Filing date: 2017-03-06
Publication date: 2022-12-08
Anticipated expiration: 2037-03-07
Also published as: JP6723768B2; US11175043B2; JP2017161087A; KR20180110023A; CN108700299A; WO2017154821A1; CN108700299B; DE112017001173T5; KR102165972B1; US20190086089A1

Abstract

Eine Brenneranordnung (1) für eine Brennkammer (50) aufweisend:eine Vielzahl von ersten Düsen (4), die in einer Umfangsrichtung der Brennkammer (50) angeordnet sind,eine Vielzahl von ersten Brennerzylindern (3), welche die entsprechenden ersten Düsen (4) aufnehmen, undeinen einen mittleren Strömungskanal (8) bildenden Bereich (20), welcher mit einem stromabwärtigen Ende der Vielzahl der ersten Brennerzylinder (3) verbunden ist, wobei durch den mittleren Strömungskanal (8) eine Verbrennungskammer (55) der Brennkammer (50) mit einem Innenraum (7) jeder der Vielzahl der ersten Brennerzylinder (3) kommuniziert,wobei der den mittleren Strömungskanal (8) bildende Bereich (20) eine innere Umfangswand (21) umfasst, welche auf einer radial inneren Seite der Brennkammer (50) angeordnet ist und derart ausgebildet ist, dass ein Abstand von einer Mittelachse (0) der Brennkammer (50) zu der inneren Umfangswand (21) in Bezug auf die Umfangsrichtung in einem Querschnitt orthogonal zu einer Axialrichtung der Brennkammer (50) ungleichmäßig ist,wobei die innere Umfangswand (21) von dem den mittleren Strömungskanal (8) bildenden Bereich (20) ungleichmäßige Abschnitte (21a) in Bezug auf die Umfangsrichtung hat, so dass sich der Abstand von der Mittelachse (0) zu der inneren Umfangswand (21) in der Umfangsrichtung ändert und Scheitelpunkte (21a1) der ungleichmäßigen Abschnitte (21a), an denen der Abstand von der Mittelachse (O) maximal ist, an der inneren Umfangswand (21) korrespondierend zu zumindest einigen der Brennerzylinder (3) vorgesehen sind.

Description

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Brenneranordnung umfassend eine Vielzahl von Düsen und einen Brennerzylinder, eine Brennkammer und eine Gasturbine.
Üblicherweise umfasst eine bekannte Brenneranordnung einer Brennkammer eine Vielzahl von Düsen und einen Brennerzylinder, der in der Umfangsrichtung der Brennkammer angeordnet ist. Zum Beispiel offenbaren JP 2005- 114 193 A und JP 2013- 190 196 A eine Brenneranordnung umfassend einen Pilotbrenner zur Diffusionsverbrennung und eine Vielzahl von Hauptbrennern für eine vorgemischte Verbrennung, welche um den Pilotbrenner herum angeordnet sind. Außerdem offenbart JP 2013- 190 196 A eine Verbesserung der Flammenhalteleistung durch Mischen einer Wirbelströmung, welche durch einen Verwirbler erzeugt wird, der für den Hauptbrenner vorgesehen ist, und einer Rückwärtsströmung, welche zum Hauptbrenner in der Verbrennungskammer zurückkehrt.
Die DE 698 04 022 T2 zeigt einen gleichmäßig runden Pilotkonus bzw. Zündkegel einer Brenneranordnung in einer Brennkammer für eine Gasturbine, dessen in Axialrichtung vorderer Umfangsrand geriffelt ist, der aber im gesamten Verlauf ein lineares Profil hat. Die Außenfläche des Pilotkonus bildet eine innere Umfangswand eines mittleren Strömungskanals stromab von um die Pilotkonus herum angeordneten Hauptbrennern.
Die EP 2 416 070 A1 zeigt eine Brenneranordnung für eine Gasturbine, die für jeden von mehreren Hauptbrennern ein Verlängerungsrohr mit einer brennkammerseitigen Austrittsöffnung besitzt, an deren Innenseite im Bereich der Austrittsöffnung zahlreiche Turbulenzgeneratoren in Form von Buckeln um den gesamten Umfang herum angeordnet sind.
Die US 6 038 861 A offenbart einen Hauptstufen-Brennstoffmischer für eine Gasturbinenbrennkammer. Der Hauptstufen-Brennstoffmischer hat eine Mehrzahl von Einlässen und einen Auslass sowie eine Vielzahl von Übergangskanälen, von denen jeder einem Einlass zugeordnet ist und eine Fluidverbindung von dem zugeordneten Einlass zu dem gemeinsamen Auslass herstellt. Der Auslass befindet sich in der Nähe der Hauptverbrennungszone. Die Übergangskanäle sind im Wesentlichen parallel zueinander und in Umfangsrichtung angeordnet. Eine Hauptdüse erstreckt sich innerhalb jedes Übergangskanals, so dass die Hauptkraftstoffeinspritzöffnung jeder Hauptdüse stromabwärts des zugehörigen Einlasses liegt. Jeder Übergangskanal verengt sich radial und erweitert sich tangential, so dass jeder Übergangskanal in die benachbarten Übergangskanäle übergeht und der Auslass ringförmig ist.
Eine Brenneranordnung der Brennkammer wird benötigt, um eine hohe Verbrennungsstabilität aufrecht zu erhalten. Das bedeutet, es wird gefordert, eine Flamme zu bilden, die dauernd in der Verbrennungskammer eine passende Größe an einer passenden Position hat. Jedoch kann bei einer üblichen Brenneranordnung, wie sie in JP 2005- 114 193 A und JP 2013-190 196 A offenbart ist, eine lokal unnormale Wärmeentwicklung aufgrund einer Konzentration einer Flamme und eine Verbrennungsschwingung aufgrund einer Änderung der Flammenposition auftreten und die Verbrennung kann unstabil werden.
Aufgrund des oben Genannten ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Brenneranordnung, eine Brennkammer und eine Gasturbine anzugeben, wobei es möglich ist, eine hohe Verbrennungsstabilität aufrecht zu erhalten.
(1) Eine Brenneranordnung für eine Brennkammer gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Merkmale des Patentanspruches 1.
Mit der obigen Konfiguration (1) ist in dem Bereich, wo sich der Abstand von der Mittelachse der Brennkammer zur inneren Umfangswand des den mittleren Strömungskanal bildenden Bereichs ändert, die Radialrichtungsströmungsgeschwindigkeit der Fluidströmung entlang der inneren Umfangswand des Bereiches in der Umfangsrichtung nicht gleichmäßig. Deswegen werden in diesem Bereich, innerhalb einer Ebene, die senkrecht ist zur Axialrichtung der Brennkammer, Längswirbel gebildet. Deswegen wird auf der Stromabwärtsseite des den mittleren Strömungskanal bildenden Bereichs, die Mischung der Strömung einhergehend mit der Längswirbelkomponente vom ersten Brennerzylinder und der Gasströmung (beispielsweise rückzirkulierendes Gas) in der Verbrennungskammer gefördert, was es ermöglicht, die Flammenstabilität in der Brenneranordnung zu verbessern. Dementsprechend es ist möglich, die Verbrennung durch die Brenneranordnung zu stabilisieren und deswegen eine Verbrennungsschwingung zu unterdrücken und eine unnormale Wärmeentwicklung zu vermeiden.
(2) Vorzugsweise umfasst die Brenneranordnung weiterhin: eine zweite Düse, die derart angeordnet ist, dass sie durch die Vielzahl der ersten Düsen umgeben ist; einen zweiten Brennerzylinder, der die zweite Düse aufnimmt; und einen Kegelabschnitt, der mit einem stromabwärtigen Ende des zweiten Brennerzylinders verbunden ist, wobei der Kegelabschnitt einen Durchmesser hat, der sich hin zu einer Stromabwärtsseite von einem Durchmesser des stromabwärtigen Endes des zweiten Brennerzylinders vergrößert. Der Kegelabschnitt umfasst einen Flansch, der auf einem stromabwärtigen Ende des Kegelabschnitts angeordnet ist und welcher sich in einer Radialrichtung der Brennkammer nach außen erstreckt, und der Flansch hat in Bezug auf die Radialrichtung der Brennkammer eine Höhe, welche in der Umfangsrichtung nicht gleich/nicht konstant ist.
Bei der obigen Konfiguration (2) hat der Kegelabschnitt, der mit dem stromabwärtigen Ende des zweiten Brennerzylinders verbunden ist, einen Flansch, der sich in der Radialrichtung hin zu der äußeren Seite der Brennkammer erstreckt. Der Flansch bildet einen Flammenhaltebereich. Das bedeutet, dass auf der Stromabwärtsseite des Flansches ein Rückströmungsbereich gebildet ist, wo ein Teil der Strömung eines Fluids vom zweiten Brennerzylinder oder vom ersten Brennerzylinder in der Gegenrichtung strömt oder ein Niedriggeschwindigkeitsbereich gebildet ist, wo die Strömungsgeschwindigkeit niedrig ist. Dementsprechend ist die Flammenhalteleistung verbessert. Außerdem ist bei der obigen Konfiguration (2) der Flansch derart gebildet, dass die Höhe des Flansches in Radialrichtung der Brennkammer in Bezug auf die Umfangsrichtung nicht gleich/nicht konstant ist. Deswegen ist die Strömung im Flammenhaltebereich (Rückströmungsbereich oder Niedriggeschwindigkeitsbereich), die stromabwärts vom Flansch gebildet ist, nicht gleichförmig in der Umfangsrichtung und die Flammenposition in der Verbrennungskammer wird in der Umfangsrichtung fixiert, was es ermöglicht, die Flammenhalteleistung effektiver zu verbessern.
(3) Vorzugsweise umfasst der den mittleren Strömungskanal bildende Bereich: einen Innenring 22, welcher auf einer Stromabwärtsseite der Vielzahl der erster Brennerzylinder angeordnet ist und welcher sich in der Umfangsrichtung erstreckt; und einen Außenring 23, welcher auf einer Stromabwärtsseite der Vielzahl der ersten Brennerzylinder angeordnet ist und auf einer radial äußeren Seite des Innenrings 22 angeordnet ist, welcher sich in der Umfangsrichtung erstreckt, um den mittleren Strömungskanal zu bilden, der eine ringförmige Form zwischen dem Innenring 22 und dem Außenring 23 hat. Ein Abstand von der Mittelachse der Brennkammer zum Innenring 22 ist in Bezug auf die Umfangsrichtung ungleichmäßig/nicht konstant.
In der obigen Konfiguration (3) umfasst der den mittleren Strömungskanal bildende Bereich den Innenring 22 und den Außenring 23 und der ringförmige mittlere Strömungskanal ist zwischen dem Innenring 22 und dem Außenring 23 gebildet. Der ringförmige mittlere Strömungskanal hat eine hohe Fluidmischungsleistung und außerdem sind in dieser Konfiguration Längswirbel durch die Konfiguration, in der der Abstand von der Mittelachse der Brennkammer zum Innenring 22 in Bezug auf die Umfangsrichtung nicht gleichmäßig ist, gebildet. Dementsprechend es ist möglich, die Verbrennung sogar weiter zu stabilisieren.
(4) Vorzugsweise umfasst der den mittleren Strömungskanal bildende Bereich eine Vielzahl von Mittelleitungen 25, wobei jede von diesen auf einer Stromabwärtsseite eines Korrespondierenden der Vielzahl der ersten Brennerzylinder angeordnet ist und mit einem Innenraum des Korrespondierenden der Vielzahl der ersten Brennerzylinder kommuniziert. Ein radial innerer Abschnitt jeder der Mittelleitungen 25 in Bezug auf eine Radialrichtung der Brennkammer ist derart konfiguriert, dass ein Abstand der Mittelachse der Brennkammer zum radial inneren Abschnitt der Mittelleitung 25 in Bezug auf die Umfangsrichtung ungleichmäßig/nicht konstant ist.
Mit der obigen Konfiguration (4) für die Mittelleitungen 25, die stromabwärts vom ersten Brennerzylinder angeordnet sind, ist der Abstand von der Mittelachse der Brennkammer von einem Bereich jeder der Mittelleitungen 25 auf der radial inneren Seite der Brennkammer in Bezug auf die Umfangsrichtung nicht gleichmäßig. Dementsprechend ist es möglich, die Verbrennung durch Ausbilden eines Längswirbels in der Konfiguration, wo die Mittelleitungen 25 vorgesehen sind, um den ersten Brennerzylinder und die Verbrennungskammer der Brennkammer in Kommunikation zueinander zu bringen, zu stabilisieren.
(5) Erfindungsgemäß hat die innere Umfangswand des den mittleren Strömungskanal bildenden Bereichs einen ungleichmäßigen Abschnitt (im Folgenden auch als unebener Abschnitt bezeichnet) in Bezug auf die Umfangsrichtung.
Mit der obigen Konfiguration (5) es ist möglich, die oben beschriebenen Längswirbel mit dem ungleichmäßigen Abschnitt der inneren Umfangswand des den mittleren Strömungskanal bildenden Bereichs effektiv auszubilden. Das bedeutet, dass die Strömung entlang des ungleichmäßigen Abschnitts der inneren Umfangswand Längswirbel innerhalb einer Ebene senkrecht zur Axialrichtung des ersten Brennerzylinders erzeugt. Zum Beispiel ist ein Längswirbel eine Strömung, die in der Radialrichtung nach außen entlang einer schrägen Oberfläche des vorspringenden Bereichs strömt und dann in der Radialrichtung nach innen, an den die äußere Umfangswand des den mittleren Strömungskanal bildenden Bereichs, innerhalb einer Ebene senkrecht zu der Axialrichtung des ersten Brennerzylinders zurückkehrt.Mit dem Längswirbel, der durch den ungleichmäßigen Abschnitt gebildet wird, wird auf der Stromabwärtsseite des den mittleren Strömungskanal bildenden Bereichs, die Mischung der Strömung, die mit der Längswirbelkomponente vom ersten Brennerzylinder einhergeht und der Gasströmung (des rezirkulierenden Gases) in der Verbrennungskammer gefördert, was es ermöglicht, die Flammenstabilität in der Brenneranordnung zu verbessern.
(6) Vorzugsweise umfasst die Brenneranordnung weiterhin eine Vielzahl von Verwirblern/Drallerzeugern, von denen jeder auf einem Korrespondierenden der ersten Brennerzylinder angeordnet ist, um einer Luftströmung, die durch den korrespondierenden ersten Brennerzylinder strömt, einen Wirbel aufzugeben. Die innere Umfangswand ist derart konfiguriert, dass eine Umfangsposition eines Scheitelpunktes des ungleichmäßigen Abschnittes, an dem der Abstand von der Mittelachse der Brennkammer maximal ist, hin zu einer Stromabwärtsseite einer Wirbelströmung entlang der inneren Umfangswand, die vom ersten Verwirbler/Drallerzeuger gebildet wird, von einem Wirbelzentrum des ersten Verwirblers/Drallerzeugers, der auf einer Stromaufwärtsseite der Umfangsposition angeordnet ist (Stromaufwärtsseite in der Axialrichtung der Brennkammer), versetzt ist.
Bei der obigen Konfiguration (6) ist die Umfangsposition des Scheitelabschnitts des ungleichmäßigen Abschnitts, welcher auf der inneren Umfangswand angeordnet ist, in Bezug auf die Wirbelströmung entlang der inneren Umfangswand stromabwärts, in Bezug auf das Wirbelzentrum des ersten Drallerzeugers versetzt. Dementsprechend es ist möglich, den oben beschriebenen Längswirbel, aufgrund eines wechselseitigen Effekts zwischen der Wirbelkomponente aufgrund des ersten Drallerzeugers und der Längswirbelkomponente aufgrund der Ungleichmäßigkeit der inneren Umfangswand effektiv auszubilden.
(7) Vorzugsweise hat der radial innere Abschnitt jeder der Mittelleitungen 25 eine solche Form, dass ein Abstand von der Mittelachse der Brennkammer zum radial inneren Abschnitt der Mittelleitung 25 graduell von einer ersten Endseite hin zu einer zweiten Endseite in der Umfangsrichtung zunimmt.
Mit der obigen Konfiguration (7) hat ein radial innerer Abschnitt der Mittelleitung 25 eine solche Form, dass von einem ersten Ende hin zu einem zweiten Ende in der Umfangsrichtung der Abstand von der Mittelachse der Brennkammer zum radial inneren Abschnitt der Mittelleitung 25 graduell zunimmt und es so möglich ist, die oben beschriebenen Längswirbel mit dem radial inneren Abschnitt der Mittelleitung 25 auszubilden, ohne die Komplexität der Form der Mittelleitung 25 zu erhöhen.
(8) Vorzugsweise umfasst die Brenneranordnung weiterhin eine Vielzahl von ersten Verwirblern/Drallerzeugern, von denen jeder auf einem Korrespondierenden der ersten Brennerzylinder angeordnet ist, um einer Luftströmung, die durch den korrespondierenden ersten Brennerzylinder strömt, einen Wirbel aufzugeben. Der radial innere Abschnitt jeder der Mittelleitungen 25 hat eine solche Form, dass ein Abstand von der Mittelachse hin zu einer Stromabwärtsseite einer Wirbelströmung, gebildet durch den ersten Drallerzeuger, entlang des radial inneren Abschnittes der Mittelleitung 25, graduell ansteigt.
In der obigen Konfiguration (8) hat ein Bereich auf einer radialen Innenseite der Mittelleitung 25 eine solche Form, dass hin zu der Stromabwärtsseite in Bezug auf die Wirbelströmung entlang des Abschnittes, der durch den ersten Drallerzeuger gebildet wird, der Abstand von der Mittelachse der Brennkammer graduell ansteigt. Dementsprechend ist es möglich, den oben beschriebenen Längswirbel, durch einen wechselseitigen Effekt zwischen der Wirbelkomponente, die aufgrund des ersten Drallerzeugers gebildet wird und der Längswirbelkomponente aufgrund des Abschnittes der radial inneren Seite der Mittelleitung 25 effektiv auszubilden.
(9) Vorzugsweise umfasst jede der ersten Düsen eine Vormischdüse, die konfiguriert ist, um eine vorgemischte Luft-Brennstoffmischung einer Luftströmung, die zu dem ersten Brennerzylinder geliefert wird und eines Brennstoffs, der von der ersten Düse geliefert wird, zu verbrennen.
Bei der Vormischdüse unter Verwendung einer Vormischdüse als die erste Düse in der obigen Konfiguration (9) ist es bekannt, dass, während die Emission von NOx normalerweise reduziert werden kann, die Verbrennung eher unstabil wird. Deswegen macht es das Vorsehen irgendeiner der obigen Konfigurationen (1) bis (8) möglich, die Verbrennung zu stabilisieren und eine Brenneranordnung zur Verfügung zu stellen, welche beides, sowohl niedrige NOx-Emission als auch eine stabile Verbrennung zur Verfügung stellen kann.
(10) Eine Brennkammer gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: die Brenneranordnung gemäß der Erfindung, und eine Brennkammerauskleidung, welche die Brenneranordnung aufnimmt.
Mit der obigen Brennkammer (10) wird eine Brenneranordnung zur Verfügung gestellt, die in der Lage ist, eine stabile Verbrennung durchzuführen und deswegen es ist möglich, eine Brennkammer mit einer hohen Zuverlässigkeit bereit zu stellen.
(11) Eine Gasturbine gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: einen Verdichter, die Brennkammer gemäß der Erfindung, konfiguriert, um Brennstoff unter Verwendung verdichteter Luft, die durch den Verdichter erzeugt wurde, zu verbrennen, und eine Turbine die durch Verbrennungsgas, erzeugt durch die Brennkammer, angetrieben wird.
Mit der Gasturbine wird eine Brenneranordnung zur Verfügung gestellt, die in der Lage ist, eine stabile Verbrennung durchzuführen und deswegen es ist möglich, eine Gasturbine mit einer hohen Zuverlässigkeit zur Verfügung zu stellen. Außerdem kann die Gasturbine eine Vielzahl von Brenneranordnungen gemäß der Erfindung aufweisen.
Vorteilhafte Effekte
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Flammenposition innerhalb der Verbrennungskammer in der Umfangsrichtung fixiert und es ist möglich, die Verbrennung zu stabilisieren. Außerdem ist es durch die Stabilisierung der Verbrennung möglich, eine Verbrennungsschwingung zu unterdrücken und eine unnormale Wärmeentwicklung zu verhindern.
1 ist eine Seitenansicht einer Brenneranordnung gemäß einer Ausführungsform. 2 ist eine Vorderansicht einer Brenneranordnung gemäß einer Ausführungsform (A-A Pfeilansicht von 1). 3 ist eine Darstellung, die ein modifiziertes Bespiel von 2 zeigt. 4 ist eine Darstellung, die ein anderes modifiziertes Beispiel von 2 zeigt. 5 ist eine Seitenansicht einer Brenneranordnung gemäß einer anderen Ausführungsform. 6 ist eine Vorderansicht einer Brenneranordnung gemäß einer anderen Ausführungsform (B-B Pfeilansicht von 5).7 ist eine Darstellung, die ein modifiziertes Beispiel von 6 zeigt. 8 ist ein schematisches Zusammenstellungsdiagramm einer Gasturbine gemäß einer Ausführungsform. 9 ist eine Querschnittsansicht einer Brennkammer gemäß einer Ausführungsform.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun im Detail unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben. Es ist jedoch beabsichtigt, dass, außer wenn es explizit angegeben ist, Maße, Werkstoffe, Formen, relative Lagen und dergleichen von Komponenten, die in den Ausführungsformen beschrieben sind, als lediglich erläuternd interpretiert werden sollen und den Gehalt der vorliegenden Erfindung nicht begrenzen sollen.
Zuerst wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 7, die gemeinsame Konfiguration einer Brenneranordnung 1 gemäß einigen Ausführungsformen beschrieben werden. 1 ist eine Seitenansicht einer Brenneranordnung 1 gemäß einer Ausführungsform. 2 ist eine Vorderansicht einer Brenneranordnung 1 gemäß einer Ausführungsform (A-A Pfeilansicht von 1). 5 ist eine Seitenansicht einer Brenneranordnung 1 gemäß einer anderen Ausführungsform. 6 ist eine Vorderansicht einer Brenneranordnung 1 gemäß einer anderen Ausführungsform (B-B Pfeilansicht von 5).
In den 1 bis 7 sind zwei Ausführungsformen der Brenneranordnung 1 als Beispiele gezeigt. Die Brenneranordnung 1 gemäß einer Ausführungsform, gezeigt in 1 bis 4, und die Brenneranordnung 1 gemäß einer anderen Ausführungsform, gezeigt in 5 bis 7, sind voneinander unterschiedlich, hauptsächlich in der Konfiguration eines den mittleren Strömungskanal bildenden Bereichs 20, der zwischen einem ersten Brennerzylinder 3 und einer Brennkammerauskleidung 51 angeordnet ist.
In der vorliegenden Beschreibung wird die Umfangsrichtung der Brennkammer 50 lediglich als „Umfangsrichtung“ bezeichnet, die Axialrichtung der Brennkammer 50 wird lediglich als „Axialrichtung“ bezeichnet (gewöhnlich die gleiche wie die Axialrichtung des ersten Brennerzylinders 3) und die Radialrichtung der Brennkammer 50 wird lediglich als „Radialrichtung“ bezeichnet. Außerdem beziehen sich „Stromaufwärtsseite“ und „Stromabwärtsseite“ auf die Stromaufwärtsseite und die Stromabwärtsseite in Bezug auf die Strömungsrichtung eines Fluids (z. B. Brennstoff, Luft oder Fluidmischung aus Brennstoff und Luft).
Wie gezeigt in den 1, 2, 5 und 6, umfasst in einigen Ausführungsformen die Brenneranordnung 1 der Brennkammer 50 eine Vielzahl von ersten Düsen 4, die in der Umfangsrichtung der Brennkammer 50 angeordnet sind, eine Vielzahl von ersten Brennerzylindern 3, die die entsprechenden ersten Düsen 4 umhausen und einen den mittleren Strömungskanal bildenden Bereich 20, der mit einem stromabwärtigen Ende der Vielzahl der ersten Brennerzylinder 3 verbunden ist. Der den mittleren Strömungskanal bildende Bereich 20 ist ausgebildet, um einen mittleren Strömungskanal 8 zu bilden, welcher einen Innenraum 7 eines jeden der Vielzahl der ersten Brennerzylinder 3 und eine Verbrennungskammer 55 der Brennkammer 50 miteinander in Kommunikation bringt. Außerdem umfasst der den mittleren Strömungskanal bildende Bereich 20 eine innere Umfangswand 21, die auf der inneren Seite der Brennkammer 50 in Bezug auf die Radialrichtung angeordnet ist, und eine äußere Umfangswand 26, die auf der äußeren Seite in Bezug auf die Radialrichtung angeordnet ist. Der Abstand zur inneren Umfangswand 21 des den mittleren Strömungskanal bildenden Bereichs 20 von der Mittelachse O der Brennkammer 50 ist in der Umfangsrichtung nicht gleichmäßig.
In einer Ausführungsform umfasst die Brenneranordnung 1 eine Vielzahl von ersten Brennern 2, von denen jeder eine erste Düse 4 und einen ersten Brennerzylinder 3 umfasst. Beispielsweise ist der erste Brenner 2 ein Vormischverbrennungsbrenner. In diesem Fall ist jede der ersten Düsen 4 (Vormischverbrennungsdüsen) konfiguriert, um eine Luftströmung ‚a‘, welche zum ersten Brennerzylinder 3 geliefert wird, und einen Brennstoff ‚f‘, welcher von den ersten Düsen 4 geliefert wird, vorzumischen und zu verbrennen. Jedoch ist der erste Brenner 2 nicht auf einen Vormischverbrennungsbrenner beschränkt.
Die Vielzahl von ersten Brennerzylindern 3 hat jeweils eine Zylinderform und wenigstens ein stromabwärtiger Endabschnitt des den mittleren Strömungskanal bildenden Bereichs 20 kann eine Nicht-Zylinderform aufweisen. Das bedeutet, dass von einem Strömungskanal eines Fluids, welches einen Brennstoff enthält und zur Verbrennungskammer 55 strömt, der den mittleren Strömungskanal bildende Bereich 20 ein Abschnitt ist, der einen Strömungskanal bildet, der einen Querschnitt, der in einer Richtung senkrecht zur Axialrichtung genommen wird, hat, welcher sich in der Strömungsrichtung deformiert in der Form ändert. Der den mittleren Strömungskanal bildende Bereich 20 kann als ein separates Element vom ersten Brennerzylinder 3, wie gezeigt in 1 und 5, ausgebildet sein oder kann integral mit dem ersten Brennerzylinder 3 ausgebildet sein, obwohl es nicht dargestellt ist.
In der obigen Anordnung strömt ein Brennstoff enthaltendes Fluid stromabwärts durch den Innenraum 7 des ersten Brennerzylinders 3 und tritt in dem mittleren Strömungskanal 8, der durch den den mittleren Strömungskanal bildenden Bereich 20 gebildet ist, ein. In dem Bereich, wo sich der Abstand der Mittelachse O der Brennkammer 50 zur inneren Umfangswand 21 des den mittleren Strömungskanal bildenden Bereichs 20 ändert, ist die Strömungsgeschwindigkeit in Radialrichtung des Fluids, welches entlang der inneren Umfangswand 21 des Bereiches strömt, in Bezug auf die Umfangsrichtung nicht gleichförmig. Deswegen werden in diesem Bereich Längswirbel V (siehe 6 und 7) innerhalb einer Ebene gebildet, die orthogonal zur Axialrichtung der Brennkammer 50 ist. Deswegen wird auf der Stromabwärtsseite des den mittleren Strömungskanal bildenden Bereichs 20 die Mischung der Strömung, die durch der Längswirbelkomponente des ersten Brennerzylinders 3 einhergeht, und der Gasströmung in der Verbrennungskammer 55 gefördert, was es ermöglicht, die Flammenstabilität in der Brenneranordnung 1 zu verbessern. Dementsprechend ist es möglich, durch die Brenneranordnung 1 die Verbrennung zu stabilisieren und so die Verbrennungsschwingung zu unterdrücken und eine unnormale Wärmeentwicklung zu verhindern. Außerdem ist es in einem Fall, wo jede der ersten Düsen 4 eine Vormischdüse ist, möglich, eine Brenneranordnung 1 zu erhalten, die sowohl niedrige NOx-Emissionen als auch eine stabile Verbrennung erreichen kann.
Außerdem kann, wie gezeigt in 1 oder 5, die innere Umfangswand 21 des den mittleren Strömungskanal bildenden Bereichs 20 in Bezug auf die Axialrichtung schräg/geneigt sein, derart, dass der stromabwärtige Endabschnitt auf der äußeren Seite des stromaufwärtigen Endes in Bezug auf die Radialrichtung positioniert/angeordnet ist. In diesem Fall kann die innere Umfangswand 21 in einer linearen Art und Weise geneigt/schräg oder in einer gekrümmten Art und Weise mit dem Krümmungszentrum angeordnet auf der äußeren Seite in Bezug auf die Radialrichtung sein. Dementsprechend strömt das Fluid, welches durch den mittleren Strömungskanal 8 strömt, hin zu der inneren Umfangswand 21 und deswegen ist es für die Strömung in dem mittleren Strömungskanal 8 wahrscheinlicher, durch die Form der inneren Umfangswand 21 beeinflusst zu werden, was es ermöglicht, die Flammenstabilität und der Brenneranordnung 1 weiter zu verbessern.
Außerdem umfasst die Brenneranordnung 1 gemäß einigen Ausführungsformen eine zweite Düse 11, die von einer Vielzahl von ersten Düsen 4 umgeben angeordnet sind, einen zweiten Brennerzylinder 12, der die zweite Düse 11 umhaust und einen Kegelabschnitt 15, der mit dem stromabwärtigen Ende des zweiten Brennerzylinders 12 verbunden ist.
Die Brenneranordnung 1 umfasst einen zweiten Brenner 10, umfassend die zweite Düse 11 und den zweiten Brennerzylinder 12. Z. B ist der zweite Brenner 10 ein Diffusionsverbrennungsbrenner. In diesem Fall ist die zweite Düse 11 (Diffusionsverbrennungsdüse) konfiguriert, um eine Diffusionsverbrennung durch Injektion eines Brennstoffes von dem stromabwärtigen Endabschnitt her hin zur Verbrennungskammer 55 durchzuführen. Jedoch ist die zweite Düse 11 nicht auf eine Diffusionsverbrennungsdüse begrenzt und kann ein anderer Düsentyp, wie z. B. eine Vormisch-Verbrennungsdüse sein.
Der Kegelabschnitt 15 ist derart ausgebildet, dass er einen Durchmesser hat, welcher von dem Durchmesser des vom stromabwärtigen Endes des zweiten Brennerzylinders 12 hin zur Stromabwärtsseite anwächst und einen Flansch 16 am stromabwärtigen Ende hat. Der Flansch 16 erstreckt sich vom stromabwärtigen Ende des Kegelabschnitts 15 in der Radialrichtung der Brennkammer 50 auswärts. Die Höhe des Flansches 16 in der Radialrichtung der Brennkammer 50 ist in Bezug auf die Umfangsrichtung nicht gleichmäßig.
In der obigen Anordnung hat der Kegelabschnitt 15, der mit dem stromabwärtigen Ende des zweiten Brennerzylinders 12 verbunden ist, einen Flansch 16, der sich hin zur äußeren Seite in der Radialrichtung der Brennkammer 50 erstreckt. Der Flansch 16 bildet einen Flammenhaltebereich. Das bedeutet, dass auf der Stromabwärtsseite des Flansches 16 ein Rückströmungsbereich, wo ein Teil der Strömung eines Fluids vom zweiten Brennerzylinder 12 oder vom ersten Brennerzylinder 3 in der Gegenrichtung strömt, oder einen Niedriggeschwindigkeitsbereich gebildet ist, wo die Strömungsgeschwindigkeit niedrig ist. Dementsprechend ist die Flammenhalteleistung verbessert. Außerdem ist bei der obigen Konfiguration der Flansch 16 derart gebildet, dass die Höhe des Flansches 16 in der Radialrichtung der Brennkammer 50 nicht gleichmäßig in Bezug auf die Umfangsrichtung ist. Deswegen ist die Strömung im Flammenhaltebereich (vertikaler Strömungsbereich oder Niedriggeschwindigkeitsbereich), der stromabwärts des Flansches 16 gebildet ist, nicht gleichmäßig in der Umfangsrichtung und die Flammenposition in der Verbrennungskammer 55 ist in der Umfangsrichtung fixiert, was es ermöglicht, die Flammenhalteleistung effektiver zu verbessern.
Außerdem kann die Brenneranordnung 1 weiterhin eine Vielzahl von ersten Verwirblern/Drallerzeugern 5 zum Aufgeben von Wirbeln auf die Luftströmung aufweisen, die durch jeden der ersten Brennerzylinder 3 strömt, die für den entsprechenden ersten Brennerzylinder 3 vorgesehen ist.
Die Vielzahl von ersten Drallerzeugern 5 ist konfiguriert, um Wirbelströmungen in der gleichen Richtung innerhalb des Brennerzylinders 3 auszubilden. Mit den ersten Drallerzeugern 5 ist es möglich, einen Rückströmungsbereich innerhalb der Verbrennungskammer 55 effektiv auszubilden.
Insbesondere wird die Konfiguration der Brennkammer 50 und der Brenneranordnung 1 gemäß den Ausführungsformen, gezeigt in 1, 2, 5 und 6 im Detail beschrieben werden.
Die Brennkammer 50 umfasst die Brenneranordnung 1 und die Brennkammerauskleidung 51, welche die Brenneranordnung 1 umhaust. Die Vorverbrennungskammer 55 ist innerhalb der Brennkammerauskleidung 51 ausgebildet. Zum Beispiel umfasst die Brennkammerauskleidung 51 einen Brennkammerkorb 52, der eine Zylinderform hat, welche um den ersten Brenner 2 angeordnet ist und ein Übergangsstück 53, welches mit einem stromabwärtigen Endabschnitt des Brennkammerkorbes 52 verbunden ist. In diesem Fall ist die Verbrennungskammer 55 innerhalb des Übergangsstücks 53 ausgebildet. Außerdem wird die Gesamtkonfiguration der Brennkammer 50 im Detail unten, auch unter Bezugnahme auf 9 beschrieben werden.
Innerhalb Brennkammerauskleidung 51 ist eine Vielzahl erster Brenner 2 (acht in 2 und 6), die in der Umfangsrichtung angeordnet sind, und ein einzelner zweiter Brenner 10, der umgeben durch die Vielzahl von ersten Brennern 2 angeordnet ist, vorgesehen. Außerdem ist innerhalb der Brennkammerauskleidung 51 eine Grundplatte 54, die den ersten Brenner 2 und den zweiter Brenner 10 und einen den mittleren Strömungskanal bildenden Bereich 20, der zwischen dem ersten Brenner 2 und der Verbrennungskammer 55 angeordnet ist, vorgesehen.
Eine Vielzahl von ersten Brennern 2 ist in der Umfangsrichtung der Brennkammer 50 in regelmäßigen Abständen angeordnet. Der erste Brenner 2 umfasst den ersten Brennerzylinder 3 und die ersten Düsen 4. Die ersten Brennerzylinder 3 sind jeweils in einer Zylinderform ausgebildet. Jeder der ersten Brennerzylinder 3 nimmt eine Korrespondierende der ersten Düsen 4 auf und der erste Drallerzeuger 5 ist zwischen der ersten Düse 4 und dem ersten Brennerzylinder 3 angeordnet. Die erste Düse 4 oder der erste Drallerzeuger 5 ist mit einem Brennstoffeinspritzöffnung 6 ausgestattet.
Der den mittleren Strömungskanal bildende Bereich 20 ist mit dem stromabwärtigen Ende der Vielzahl der ersten Brennerzylinder 3 verbunden und derart konfiguriert, um einen mittleren Strömungskanal 8 auszubilden, welcher einen Innenraum 7 eines jeden der Vielzahl der ersten Brennerzylinder 3 und eine Verbrennungskammer 55 der Brennkammer 50 miteinander in Kommunikation bringt. In einer Ausführungsform, gezeigt in 1 und 2, umfasst der den mittleren Strömungskanal bildende Bereich 20 einen Innenring 22 und einen Außenring 23. In einer anderen Ausführungsform, gezeigt in 5 und 6, umfasst der den mittleren Strömungskanal bildende Bereich 20 eine Mittelleitung 25. In jeder der Ausführungsformen bildet der den mittleren Strömungskanal bildende Bereich 20 einen Strömungskanal, der einen Querschnitt in einer Richtung senkrecht zu der Axialrichtung hat, welcher sich in der Strömungsrichtung eines Strömungskanals eines brennstoffenthaltenden Fluids, welches hin zur Verbrennungskammer 55 strömt, ändert.
Der zweite Brenner 10 ist im Zentrum der Brennkammerauskleidung 51 angeordnet und umfasst den zweiten Brennerzylinder 12 und die zweite Düse 11. Der zweite Brennerzylinder 12 ist in einer Zylinderform ausgebildet. Der zweite Brennerzylinder 12 nimmt die zweite Düse 11 auf und der zweite Drallerzeuger 13 ist zwischen der zweiten Düse 11 und dem zweiten Brennerzylinder 12 angeordnet. Der Kegelabschnitt 15 ist mit dem stromabwärtigen Ende des zweiten Brennerzylinders 12 verbunden. Der Durchmesser des Kegelabschnittes 15 vergrößert sich in einer kegelförmigen Art und Weise vom stromabwärtigen Ende des zweiten Brennerzylinders 12 hin zur weiteren Stromabwärtsseite. Der Kegelabschnitt 15 erstreckt sich über die gesamte Umgebung des zweiten Brennerzylinders 12. Eine Brennstoffeinspritzöffnung 14 ist auf dem stromabwärtigen Endabschnitt der zweiten Düse 11 angeordnet.
Der Kegelabschnitt 15 ist ein konusförmiges Rohr, welches sich nach außen in der Radialrichtung vom stromaufwärtigen Ende hin zum stromabwärtigen Endabschnitt aufweitet und das stromaufwärtige Ende des Kegelabschnitts 15 ist mit dem stromabwärtigen Endabschnitt des zweiten Brennerzylinders 12 verbunden. Der Flansch 16, der sich nach außen in Radialrichtung erweitert, ist mit dem stromabwärtigen Ende des Kegelabschnitts 15 verbunden. Zum Beispiel ist der Flansch 16 entlang einer Ebene senkrecht zur Axialrichtung angeordnet. Der Flansch 16 hat eine Flammenhaltefunktion, welche die Flammenhalteleistung durch Ausbildung eines Rückströmungsbereichs oder eines Niedriggeschwindigkeitsbereichs auf der Stromabwärtsseite verbessert. Zum Beispiel ist es in einem Fall, wo der erste Brenner 2 ein Vormischverbrennungsbrenner ist, möglich, die Vormischverbrennung, die durch eine Diffusionsflamme gezündet wird, durch die Flammhaltefunktion des Flansches 16 aufrecht zu erhalten. Außerdem ist die Höhe des Flansches 16 in der Radialrichtung der Brennkammer 50 nicht gleich/nicht konstant in Bezug auf die Umfangsrichtung.
Bei der Brenneranordnung 1, welche die oben beschriebene Konfiguration hat, wird im zweiten Brenner 10 (Diffusionsverbrennungsbrenner, z. B.), Luft ‚a‘, die in den zweiten Brennerzylinder 12 geliefert wird, durch den zweiten Drallerzeuger 13 in eine Wirbelströmung geändert, während sie durch den zweiten Brennerzylinder 12 strömt und in den Kegelabschnitt 15 eingedüst wird. Auf der anderen Seite wird Brennstoff ‚f‘, der in die zweite Düse 11 geliefert wird, von der Brennstoffeinspritzöffnung 14 an der Spitze in den Kegelabschnitt 15 der zweiten Düse 11 eingespritzt. Dementsprechend werden die Luft ‚a‘ und der Brennstoff ‚f‘ innerhalb des Kegelabschnitts 15 gemischt und die Luft-Brennstoff-Mischung wird durch eine Zündvorrichtung (nicht gezeigt) gezündet und hierdurch wird innerhalb des Kegelabschnitts 15 und der Verbrennungskammer 55 eine Diffusionsverbrennung durchgeführt.
Im ersten Brenner 2 (z. B. Vormischverbrennungsbrenner) wird Luft ‚a‘, die in den ersten Brennerzylinder 3 geliefert wird, durch den ersten Drallerzeuger 5 während des Durchströmens des ersten Brennerzylinders 3 in eine Wirbelströmung verwandelt. Auf der anderen Seite passiert der Brennstoff ‚f‘, der in die erste Düse 4 geliefert wird, die erste Düse 4 und den ersten Drallerzeuger 5 und wird von der Brennstoffeinspritzöffnung 6 der ersten Düse 4 oder vom ersten Drallerzeuger 5 in den ersten Brennerzylinder 3 eingespritzt. Die Luft ‚a‘ und der Brennstoff ‚f‘ werden im ersten Brennerzylinder 3 vorgemischt und der den mittleren Strömungskanal bildende Bereich 20 und die vorgemischte Luft-Brennstoffmischung wird in die Verbrennungskammer 55 eingespritzt. In der Verbrennungskammer 55 wird die Diffusionsflamme, die durch den zweiten Brenner 10 erzeugt wird, als eine Pilotflamme genutzt und hierdurch die vorgemischte Luft-Brennstoffmischung, die in die Verbrennungskammer 55 eingespritzt wird, gezündet und eine Vormischverbrennung wird durchgeführt.
Zu dieser Zeit ist in dem Bereich, wo sich der Abstand von der Mittelachse O der Brennkammer 50 zur inneren Umfangswand 21 des den mittleren Strömungskanal bildenden Bereichs 20 ändert, die Strömungsgeschwindigkeit in Radialrichtung der Strömung entlang der inneren Umfangswand 21 des Bereichs in Umfangsrichtung nicht gleichförmig und Längswirbel V innerhalb einer Ebene senkrecht zur Axialrichtung der Brennkammer 50 werden erzeugt. Außerdem wird auf der Stromabwärtsseite des den mittleren Strömungskanal bildenden Bereichs 20 das Mischen der Strömung vom ersten Brennerzylinder 3, die mit der Längswirbelkomponente einhergeht, und der Gasströmung in der Verbrennungskammer 55 gefördert, was es ermöglicht, die Flammenstabilität in der Brenneranordnung 1 zu verbessern.
Außerdem wird zu dieser Zeit im Kegelabschnitt 15, eine Strömung oder eine Geschwindigkeitsreduzierung für einen Teil der vorgemischten Luft-Brennstoffmischung, die von dem den mittleren Strömungskanal bildenden Bereich 20 entladen wurde oder für einen Teil der Luft-Brennstoffmischung, die vom Kegelabschnitt 15 entladen wurde, am Flansch 16 bewirkt und ist es möglich, die Vormischverbrennung weiterhin zuverlässig durch die Diffusionsflamme zu zünden. Außerdem ist der Flansch 16 derart ausgebildet, dass er in der Radialrichtung der Brennkammer 50 eine ungleiche Höhe hat und deswegen ist die Strömung im Flammenhaltebereich, der stromabwärts vom Flansch 16 ausgebildet ist, nicht gleichförmig in der Umfangsrichtung, und die Flammenposition in der Verbrennungskammer 55 wird in der Umfangsrichtung fixiert, was es ermöglicht, die Flammenhalteleistung effektiver zu verbessern.
Als nächstes wird ein bestimmtes Konfigurationsbeispiel des den mittleren Strömungskanal bildenden Bereichs 20 gemäß jeder Ausführungsform beschrieben.
In der Ausführungsform gezeigt in 1 und 2 umfasst der den mittleren Strömungskanal bildende Bereich 20 einen Innenring 22, der sich in der Umfangsrichtung erstreckt und auf der Stromabwärtsseite der Vielzahl der erster Brennerzylinder 3 angeordnet ist, und einen Außenring 23, der sich in der Umfangsrichtung erstreckt, um einen ringförmigen mittleren Strömungskanal 8 zusammen mit dem Innenring 22 zu bilden, der auf der Stromabwärtsseite der Vielzahl der ersten Brennerzylinder 3 und der radial äußeren Seite des Innenrings 22 angeordnet ist. Außerdem kann der den mittleren Strömungskanal bildende Bereich 20 ein Stauungsunterdrückungsteil 24 umfassen, welches derart angeordnet ist, dass es zwischen inneren Kanälen von benachbarten ersten Brennerzylindern 3 auf der stromaufwärtigen Endseite des den mittleren Strömungskanal bildenden Bereichs 20 angeordnet ist. Das Stauungsunterdrückungsteil 24 kann eine Breite haben, welche hin zur Stromabwärtsseite abnimmt. Dementsprechend es ist möglich, eine Stauung der Strömung, die in dem mittleren Strömungskanal 8 vom Innenraum 7 des ersten Brennerzylinders 3 strömt, am stromabwärtigen Ende des ersten Brennerzylinders 3 zu verhindern.
Wie gezeigt in 1, kann der Innenring 22 derart geformt sein, dass er im Durchmesser von dem stromaufwärtigen Ende hin zum stromabwärtigen Ende zunimmt. Das bedeutet, dass der Innenring 22 in einer konischen Form korrespondierend zur äußeren Umfangsfläche des Kegelabschnitts 15 ausgebildet sein kann. Außerdem kann der Außenring 23 ähnlich zum Innenring 22 geformt sein, um im Durchmesser vom stromaufwärtigen Ende hin zum stromabwärtigen Ende im Durchmesser zuzunehmen. In diesem Fall kann der Neigungswinkel des Innenrings 22 in Bezug auf die Axialrichtung und der Neigungswinkel des Außenrings 23 in Bezug auf die Axialrichtung im Wesentlichen gleich sein.
Außerdem ist in dieser Konfiguration der Abstand zum Innenring 22 von der Mittelachse O der Brennkammer 50 in der Umfangsrichtung nicht gleichförmig.
In der obigen Anordnung umfasst der den mittleren Strömungskanal bildende Bereich 20 den Innenring 22 und den Außenring 23 und der ringförmige mittlere Strömungskanal 8 ist zwischen dem Innenring 22 und dem Außenring 23 gebildet. Der ringförmige mittlere Strömungskanal 8 hat eine hohe Fluidmischungsleistung und außerdem werden in dieser Konfiguration, durch die Konfiguration, bei der der Abstand von der Mittelachse O der Brennkammer 50 zum Innenring 22 in Bezug auf die Umfangsrichtung nicht gleich ist, Längswirbel gebildet, und es ist möglich, die Verbrennung sogar noch weiter zu stabilisieren.
Wie gezeigt in 5 und 6 umfasst der den mittleren Strömungskanal bildende Bereich 20 eine Vielzahl von Mittelleitungen 25, die auf der Stromabwärtsseite eines jeden der ersten Brennerzylinder 3 angeordnet sind und welche in Kommunikation mit dem Innenraum 7 der Vielzahl der ersten Brennerzylinder 3 stehen. Zum Beispiel kann jede der Mittelleitungen 25 ein stromaufwärtiges Ende, welches eine Zylinderform hat und mit dem ersten Brennerzylinder 3 verbunden ist, und einen stromabwärtigen Endabschnitt, der eine im Wesentlichen rechteckige Form hat, der auf der Seite der Verbrennungskammer 55 angeordnet ist, haben.
Außerdem ist bei dieser Konfiguration der Abstand von der Mittelachse O der Brennkammer 50 zu einem radial inneren Abschnitt jeder Mittelleitung 25, in Bezug auf die Radialrichtung der Brennkammer 50 in der Umfangsrichtung nicht gleichförmig.
Mit der obigen Konfiguration der Mittelleitungen 25, die stromabwärts der Brennkammer 50 angeordnet sind, ist der Abstand von der Mittelachse O der Brennkammer 50 zum radial inneren Abschnitt jeder Mittelleitung 25 in der Umfangsrichtung nicht gleichförmig. Dementsprechend es ist möglich, Längswirbel in der Konfiguration auszubilden, in der die Mittelleitungen 25 vorgesehen sind, um den ersten Brennerzylinder 3 und die Verbrennungskammer 55 der Brennkammer 50 miteinander in Kommunikation zu bringen, und die Verbrennung zu stabilisieren.
Hierin wird unter Bezugnahme auf die 2 bis 4, 6 und 7 die Ausführungsform des den mittleren Strömungskanal bildenden Bereichs 20 im Detail beschrieben werden. 3 und 4 sind jeweils eine Darstellung, die ein abgewandeltes Beispiel der Ausführungsform gezeigt in 2 zeigen (die Konfiguration umfassend den Innenring 22 und den Außenring 23). 7 ist eine Darstellung, die ein modifiziertes Beispiel der Ausführungsform gezeigt in 6 zeigt (die Konfiguration umfassend die Mittelleitung 25). 4 und 7 zeigen einen Teil des den mittleren Strömungskanal bildendes Bereichs 20.
Wie gezeigt in 2 bis 4, 6 und 7 hat die innere Umfangswand 21 des den mittleren Strömungskanal bildenden Bereichs 20 in Bezug auf die Umfangsrichtung einen unebenen Abschnitt 21a. Außerdem werden im Folgenden der unebene Abschnitt 21a und ein Scheitelabschnitt 21a₁, der auf der inneren Umfangswand 21 des den mittleren Strömungskanal bildenden Bereichs 20 angeordnet ist, beschrieben werden. Nichts desto trotz kann anstelle des unebenen Abschnittes 21a und des Scheitelabschnitts 21a₁ auf der inneren Umfangswand 21 oder zusätzlich zum unebenen Abschnitt 21a₁ und dem Scheitelabschnitt 21a₁ ein unebener Abschnitt 16a und ein Scheitelabschnitt 16a₁ des Flansches 16 die gleiche Konfiguration haben.
In einem Konfigurationsbeispiel, gezeigt in den 2 und 6, umfasst die innere Umfangswand 21 des den mittleren Strömungskanal bildenden Bereichs 20 eine Vielzahl von unebenen Abschnitten 21a in der Umfangsrichtung und die Scheitelpunkte 21a₁ der unebenen Abschnitte 21a sind korrespondierend zu den ersten Brennerzylindern 3 vorgesehen. Das bedeutet, dass genauso viele unebene Abschnitte 21a wie erste Brennerzylinder 3 vorgesehen sind. Außerdem können die unebenen Abschnitte 21 in der Umfangsrichtung in regelmäßigen Intervallen angeordnet sein. In diesem Fall ist es neben der Verbesserung der Flammenstabilität in der Verbrennungskammer 55 möglich, eine Vielzahl von ersten Brennerzylindern in der gleichen Form auszubilden und hierdurch die Herstellbarkeit zu verbessern.
In einem anderen Konfigurationsbeispiel, gezeigt in 3, sind die Vielzahl unebener Abschnitte 21a in der Umfangsrichtung vorgesehen und die Anzahl der Scheitelpunkte 21a₁ der unebenen Abschnitte 21a ist kleiner als die Anzahl der ersten Brennerzylinder 3. Außerdem können die unebenen Abschnitte 21a ungleichmäßig in der Umfangsrichtung angeordnet sein. Zum Beispiel können die unebenen Abschnitte 21a nur in einem Halbbereich in der Umfangsrichtung angeordnet sein. Dementsprechend es ist möglich, die radiale Strömungsgeschwindigkeit der Strömung entlang der inneren Umfangswand 21 in der Umfangsrichtung ungleichförmiger zu gestalten und die Flammenstabilität in der Verbrennungskammer 55 effektiver zu verbessern.
Wie oben beschrieben, kann in einem Fall, wo die Brenneranordnung 1 den ersten Drallerzeuger 5 (siehe 1 und 5) umfasst, die innere Umfangswand 21 des den mittleren Strömungskanal bildenden Bereichs 20 derart konfiguriert sein, dass die umfängliche Position des Scheitelabschnitts 21a₁ des unebenen Abschnitts 21a, wo der Abstand von der Mittelachse O der Brennkammer 50 bezüglich der Wirbelströmung T entlang der inneren Umfangswand 21, welche durch den ersten Drallerzeuger 5 gebildet ist, vom Wirbelzentrum C des ersten Drallerzeugers 5, welches auf der Stromaufwärtsseite der Umfangsposition angeordnet ist (Stromaufwärtsseite in Bezug auf die Axialrichtung der Brennkammer 50), stromabwärts hin versetzt ist.
Bei der obigen Konfiguration ist die umfängliche Position des Scheitelabschnitts 21a₁ des unebenen Abschnitts 21a, der auf der inneren Umfangswand 21 angeordnet ist, stromabwärts in Bezug auf die Wirbelströmung T entlang der inneren Umfangswand 21 hin, in Bezug auf das Wirbelzentrum C des ersten Drallerzeugers 5 versetzt. Dementsprechend ist es möglich, den oben beschriebenen Längswirbel V aufgrund eines wechselseitigen Effekts zwischen der Wirbelkomponente aufgrund des ersten Drallerzeugers 5 und der Längswirbelkomponente aufgrund der Ungleichheit der inneren Umfangswand 21 effektiv auszubilden.
In einem Konfigurationsbeispiel, gezeigt in 7, hat ein radial innerer Abschnitt der Mittelleitungen 25 eine solche Form, dass von einem ersten Ende 21A hin zu einem zweiten Ende 21B in der Umfangsrichtung der Abstand von der Mittelachse O der Brennkammer 50 zum radial inneren Abschnitt der Mittelleitung 25 hin graduell anwächst. Dementsprechend es ist möglich, den oben beschriebenen Längswirbel V mit dem radial inneren Abschnitt der Mittelleitung 25 zu bilden, ohne die Komplexität der Form der Mittelleitung 25 zu erhöhen.
Mit der obigen Konfiguration es ist möglich, den oben beschriebenen Längswirbel effektiv mit den unebenen Abschnitten 21a der inneren Umfangswand 21 des den mittleren Strömungskanal bildendes Bereichs 20 auszubilden. Das bedeutet, dass die Strömung entlang der unebenen Abschnitte 21a der inneren Umfangswand 21 Längswirbel V innerhalb einer Ebene senkrecht zur Axialrichtung des ersten Brennerzylinders 3 erzeugt. Zum Beispiel ist ein Längswirbel V eine Strömung, die innerhalb einer Ebene senkrecht zur Axialrichtung des ersten Brennerzylinders 3 in der Radialrichtung, auswärts entlang der geneigten Oberfläche der vorstehenden Position strömt und dann einwärts in der Radialrichtung an der äußeren Umfangswandung 26 des den mittleren Strömungskanal bildenden Bereichs 20 zurückkehrt. Mit dem Längswirbel V, der durch den unebenen Abschnitt 21a gebildet wird, wird auf der Stromabwärtsseite des den mittleren Strömungskanal bildenden Bereichs 20, das Mischen der Strömung vom ersten Brennerzylinder 3 und der Gasströmung in der Verbrennungskammer 55 gefördert, was es ermöglicht, die Flammenstabilität in der Brenneranordnung 1 zu verbessern.
Außerdem, wie gezeigt in 7, kann der radial innere Abschnitt der Mittelleitung 25 eine solche Form haben, dass von einem ersten Ende 21A hin zu einem zweiten Ende 21B der Abstand von der Mittelachse O der Brennkammer 50 zur Mittelleitung 25 in der Umfangsrichtung graduell anwächst.
Mit der obigen Konfiguration hat der radial innere Abschnitt der Mittelleitung 25 eine solche Form, dass von einem ersten Ende 21A hin zu einem zweiten Ende 21B in der Umfangsrichtung der Abstand von der Mittelachse O der Brennkammer 50 zur Mittelleitung 25 graduell anwächst und deswegen ist es möglich, den oben beschriebenen Längswirbel V mit dem radial inneren Abschnitt der Mittelleitung 25 auszubilden, ohne die Komplexität der Form der Mittelleitung 25 zu erhöhen.
Wie oben beschrieben, kann in einem Fall, wo die Brenneranordnung 1 den ersten Drallerzeuger 5 umfasst, der radial innere Abschnitt der Mittelleitung 25 eine solche Form haben, dass der Abstand von der Mittelachse O hin zu der Stromabwärtsseite in Bezug auf die Wirbelströmung T entlang des Abschnittes der Mittelleitung 25, die durch den ersten Drallerzeuger 5 gebildet wird, graduell angewächst.
In dieser Konfiguration hat der radial innere Abschnitt der Mittelleitung 25 eine solche Form, dass, hin zu der Stromabwärtsseite in Bezug auf die Wirbelströmung T entlang des Abschnittes, der durch den ersten Drallerzeuger 5 gebildet wird, der Abstand von der Mittelachse O der Brennkammer 50 graduell ansteigt. Dementsprechend es ist möglich, den oben beschriebenen Längswirbel V, durch einen wechselseitigen Effekt zwischen der Wirbelkomponente, die durch den ersten Drallerzeuger 5 gebildet wird und der Längswirbelkomponente aufgrund des radial inneren Abschnittes der Mittelleitung 25 effektiv auszubilden.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 8 die Konfiguration einer Gasturbine 100, welche ein Beispiel der Anwendung der oben beschriebenen Brenneranordnung 1 ist, beschrieben werden. Nichts desto trotz, ist die Anwendung der oben beschriebenen Brenneranordnung 1 nicht auf die Gasturbine 100 beschränkt. Außerdem ist 8 eine schematische Konfigurationsdarstellung einer Gasturbine 100 gemäß einer Ausführungsform.
Wie gezeigt in 8, umfasst die Gasturbine 100 gemäß einer Ausführungsform einen Verdichter 102 zur Erzeugung von verdichteter Luft, die als ein Oxidator wirkt, eine Brennkammer 50 zur Erzeugung von Verbrennungsgas unter Verwendung der verdichteten Luft und Brennstoff und eine Turbine 106, die konfiguriert ist, um mit dem Verbrennungsgas drehend angetrieben zu werden. Im Falle der Gasturbine 100 zur Erzeugung von Energie, wird ein Generator (nicht gezeigt) mit der Turbine 106 verbunden, so dass die Drehenergie der Turbine 106 elektrische Energie erzeugt.
Das Konfigurationsbeispiel jeder Komponente der Gasturbine 100 wird insbesondere beschrieben werden. Der Verdichter 102 umfasst ein Verdichtergehäuse 110, einen Lufteinlass 112 zum Einlassen von Luft, der auf einer Einlassseite des Verdichtergehäuses 110 angeordnet ist, einen Rotor 108, der derart angeordnet ist, dass er sowohl das Verdichtergehäuse 110 als auch das Turbinengehäuse 122, welches unten beschrieben werden wird, durchdringt, und eine Vielzahl von Schaufeln, die im Verdichtergehäuse 110 angeordnet sind. Die Vielzahl von Schaufeln umfasst eine Einlassleitschaufel 114, die benachbart zum Lufteinlass 112 angeordnet ist, eine Vielzahl von Statorleitschaufeln 116, die an dem Verdichtergehäuse 110 befestigt sind und eine Vielzahl von Rotorlaufschaufeln 118, die auf einem Rotor 108 eingesetzt sind, um abwechselnd mit den Statorleitschaufeln 116 angeordnet zu sein. Der Verdichter 102 kann andere Bestandteile, die nicht in den Zeichnungen gezeigt sind, wie z. B. eine Entspannungskammer, aufweisen. Im obigen Verdichter 102 wird die Luft, die vom Lufteinlass 112 durch die Vielzahl von Statorleitschaufeln 116 und die Vielzahl von Rotorlaufschaufeln 118 strömt, verdichtet und sich in verdichtete Luft wandeln, die eine hohe Temperatur und einen hohen Druck hat. Die verdichtete Luft, die eine hohe Temperatur und einen hohen Druck hat, wird zur Brennkammer 50 in einer späteren Stufe des Verdichters 102 geleitet.
Die Brennkammer 50 ist in einem Gehäuse 120 angeordnet. Wie gezeigt in 1 kann eine Vielzahl von Brennkammern 50 in einer Ringform zentriert bezüglich des Rotors 108 innerhalb des Gehäuses 120 angeordnet sein. Die Brennkammern 50 werden mit Brennstoff und der verdichteten Luft, die im Verdichter 102 erzeugt wurde, beliefert und verbrennt den Brennstoff um Verbrennungsgas zu erzeugen, welches als ein Arbeitsfluid für die Turbine 106 dient. Das Verbrennungsgas wird zur Turbine 106 in einer hinteren Stufe von den Brennkammern 50 ausgeleitet. Das Konfigurationsbeispiel der Brennkammern 50 wird später im Detail beschrieben werden.
Die Turbine 106 umfasst ein Turbinengehäuse 122 und eine Vielzahl von Schaufeln innerhalb des Turbinengehäuses 122. Die Vielzahl von Schaufeln umfasst eine Vielzahl von Statorleitschaufeln 124, die am Turbinengehäuse 122 befestigt sind, und eine Vielzahl von Rotorlaufschaufeln 126, die auf einem Rotor 108 eingesetzt sind, derart, dass sie abwechselnd mit den Statorleitschaufeln 124 angeordnet sind. Die Turbine 106 kann andere ausbildende Bestandteile haben, wie z. B. Auslassleitschaufeln und dergleichen. In der Turbine 106 wird der Rotor 108 drehend angetrieben, wenn das Verbrennungsgas durch die Vielzahl von Statorleitschaufeln 124 und die Vielzahl von Rotorlaufschaufeln 126 hindurch gelangt. Dementsprechend wird der Generator, der mit dem Rotor 108 verbunden ist, angetrieben. Eine Auslasskammer 130 ist mit der Stromabwärtsseite des Turbinengehäuses 122 über ein Auslassgehäuse 128 verbunden. Das Verbrennungsgas, welches die Turbine 106 angetrieben hat, gelangt durch das Auslassgehäuse 128 und die Auslasskammer 130, bevor es nach draußen entlassen wird.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 9 die spezifische Konfiguration der Brennkammer 50 gemäß einer Ausführungsform beschreiben werden. 9 ist eine Querschnittsansicht einer Brennkammer 50 gemäß einer Ausführungsform.
Wie gezeigt in 9 sind eine Vielzahl von Brennkammern 50 gemäß einer Ausführungsform in einer ringförmigen Form, die um den Rotor 108 zentriert ist (siehe 8), angeordnet. Jede Brennkammer 50 umfasst eine Brennkammerauskleidung 51, die in einem Brennkammergehäuse 65, welches durch das Gehäuse 120 gebildet ist, angeordnet ist, den zweiten Brenner 10, der in der Brennkammerauskleidung 51 angeordnet ist und eine Vielzahl von ersten Brennern (vormischende Verbrennungsbrenner) 2, die in der Brennkammerauskleidung 51 angeordnet sind. Die Brennkammer 50, kann andere diese ausbildenden Elemente aufweisen, wie z. B. eine Bypass-Leitung (nicht gezeigt) zum Ermöglichen einer Vorbeiströmung von Verbrennungsgas.
Zum Beispiel, umfasst, wie gezeigt in 9, die Brennkammerauskleidung 51 einen Brennkammerkorb 52, der den zweiten Brenner 10 umgebend angeordnet ist und die Vielzahl von ersten Brennern 2 und ein Übergangsstück 53, welches mit einem Spitzenabschnitt des Brennkammerkorbs 52 verbunden ist.
Der zweite Brenner 10 ist entlang der Mittelachse der Brennkammerauskleidung 51 angeordnet. Die Vielzahl von ersten Brennern 2 sind in einem Abstand voneinander angeordnet, so dass sie den zweiten Brenner 10 umgeben.
Der zweite Brenner 10 umfasst eine zweite Düse 11 (siehe 1 oder 5), welche mit einer Brennstoffleitung 61 verbunden ist, einen zweiten Brennerzylinder 12 (siehe 1 oder 5), derart angeordnet, dass er die zweite Düse 11 umgibt, und einen Wirbelerzeuger 13 (siehe 1 oder 5), der auf der äußeren Umgebung der zweiten Düse 11 angeordnet ist. Der erste Brenner 2 umfasst eine erste Düse 4 (siehe 1 oder 5), welche mit einer Brennstoffleitung 62 verbunden ist, einen ersten Brennerzylinder 3 (siehe 1 oder 5), der derart angeordnet ist, dass er die erste Düse 4 und einen Drallerzeuger 5 (siehe 1 oder 5) umgibt, welcher auf der äußeren Umgebung der ersten Düse 4 angeordnet ist.
In der Brennkammer 50, die die obige Konfiguration hat, wird die verdichtete Luft, die eine hohe Temperatur und einen hohen Druck hat und im Verdichter 102 erzeugt wurde, von einem Gehäuseeingang 64 in das Brennkammergehäuse 65 geliefert und strömt dann in den ersten Brenner 2 des Brennkammergehäuses 65. Danach wird die verdichtete Luft und Brennstoff, der von der Brennstoffleitung 62 geliefert wurde, im ersten Brenner 2 vorgemischt. Außerdem wird die verdichtete Luft und Brennstoff, der vom zweiten Brenner 10 über die Brennstoffleitung 61 eingespritzt wurde, in der Brennkammerauskleidung 51 gemischt und mittels einer Pilotflamme (nicht gezeigt) gezündet und verbrannt, wobei Verbrennungsgas erzeugt wird. Zu dieser Zeit verbreitet sich ein Teil des Verbrennungsgases in die Umgebung mit Flammen, welches das Luft-Brennstoff-Gemisch, welches durch die Brennkammerauskleidung 51 von ersten Brenner 2 strömt, zündet, um die Verbrennung zu verursachen.
Wie oben beschrieben, wird gemäß wenigstens einiger Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Flammenposition innerhalb der Verbrennungskammer 55 in der Umfangsrichtung fixiert und es ist möglich, die Verbrennung zu stabilisieren. Außerdem ist es durch die Stabilisierung der Verbrennung möglich, eine Verbrennungsschwingung und eine unnormale Wärmeentwicklung zu unterdrücken.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden im Detail oben beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht hierauf begrenzt, und verschiedene Ausführungsformen und Abwandlungen können angewandt werden.
Zum Beispiel soll ein Ausdruck von relativen oder absoluten Anordnungen zueinander, wie z. B. „in einer Richtung“, „entlang einer Richtung“, „parallel“, „orthogonal“, „zentriert“, „konzentrisch“ und „koaxial“ nicht so interpretiert werden, dass sie nur die Anordnung in einem streng wörtlichen Sinne meinen, sondern auch einen Zustand umfassen, in dem die Anordnung relativ zueinander innerhalb einer Toleranz oder durch einen Winkel oder einen Abstand abweichend angeordnet ist, wobei es möglich ist, die gleiche Funktion zu erreichen. Zum Beispiel soll ein Ausdruck eines gleichen Zustands, wie z. B. „dasselbe“, „gleich“ und „gleichförmig“ nicht derart interpretiert werden, dass sie nur den Zustand, in dem das Merkmal wortwörtlich gemeint ist, ausdrücken soll, sondern auch einen Zustand umfasst, wo eine Toleranz oder ein Unterschied immer noch die gleiche Funktion erreichen kann.
Außerdem soll ein Ausdruck einer Form, wie z. B. eine rechteckige Form oder eine Zylinderform nicht als nur die geometrisch genaue Form angesehen werden, sondern umfasst auch eine Form mit Ungleichheiten oder gefasten Ecken in einem Bereich, in dem der gleiche Effekt erreicht werden kann.
Auf der anderen Seite sind Ausdrücke, wie z. B. „aufweisen“, „umfassen“, „haben“, „enthalten“ und „bestehend aus“ nicht dahingehend zu verstehen, dass sie keine anderen Bestanteile haben dürfen.
Bezugszeichenliste

1: Brenneranordnung
2: Erster Brenner
3: Erster Brennerzylinder
4: Erste Düse
5: Erster Verwirbler oder Drallerzeuger
6: Brennstoffeinspritzöffnung
7: Innenraum
8: Mittlerer Strömungskanal
10: Zweiter Brenner
11: Zweite Düse
12: Zweiter Brennerzylinder
13: Zweiter Verwirbler oder Drallerzeuger
14: Brennstoffeinspritzöffnung
15: Kegelabschnitt
16: Flansch
20: Den mittleren Strömungskanal bildender Bereich
21: Innere Umfangswand
21a: Unebener Abschnitt
22: Innenring
23: Außenring
24: Stauungsunterdrückungssteil
25: Mittelleitung
26: Äußere Umfangswandung
50: Brennkammer
51: Brennkammerauskleidung
54: Grundplatte
55: Verbrennungskammer
65: Brennkammergehäuse
100: Gasturbine
102: Verdichter
106: Turbine
108: Rotor
124: Statorleitschaufel
126: Rotorlaufschaufel

Claims

Eine Brenneranordnung (1) für eine Brennkammer (50) aufweisend: eine Vielzahl von ersten Düsen (4), die in einer Umfangsrichtung der Brennkammer (50) angeordnet sind, eine Vielzahl von ersten Brennerzylindern (3), welche die entsprechenden ersten Düsen (4) aufnehmen, und einen einen mittleren Strömungskanal (8) bildenden Bereich (20), welcher mit einem stromabwärtigen Ende der Vielzahl der ersten Brennerzylinder (3) verbunden ist, wobei durch den mittleren Strömungskanal (8) eine Verbrennungskammer (55) der Brennkammer (50) mit einem Innenraum (7) jeder der Vielzahl der ersten Brennerzylinder (3) kommuniziert, wobei der den mittleren Strömungskanal (8) bildende Bereich (20) eine innere Umfangswand (21) umfasst, welche auf einer radial inneren Seite der Brennkammer (50) angeordnet ist und derart ausgebildet ist, dass ein Abstand von einer Mittelachse (0) der Brennkammer (50) zu der inneren Umfangswand (21) in Bezug auf die Umfangsrichtung in einem Querschnitt orthogonal zu einer Axialrichtung der Brennkammer (50) ungleichmäßig ist, wobei die innere Umfangswand (21) von dem den mittleren Strömungskanal (8) bildenden Bereich (20) ungleichmäßige Abschnitte (21a) in Bezug auf die Umfangsrichtung hat, so dass sich der Abstand von der Mittelachse (0) zu der inneren Umfangswand (21) in der Umfangsrichtung ändert und Scheitelpunkte (21a₁) der ungleichmäßigen Abschnitte (21a), an denen der Abstand von der Mittelachse (O) maximal ist, an der inneren Umfangswand (21) korrespondierend zu zumindest einigen der Brennerzylinder (3) vorgesehen sind.
Die Brenneranordnung (1) für eine Brennkammer (50) gemäß Anspruch 1, außerdem aufweisend: eine zweite Düse (11), die derart angeordnet ist, dass sie von der Vielzahl der ersten Düsen (4) umgeben ist, einen zweiten Brennerzylinder (12), der die zweite Düse (11) aufnimmt, und einen Kegelabschnitt (15), der mit einem stromabwärtigen Ende des zweiten Brennerzylinders (12) verbunden ist, wobei der Kegelabschnitt (15) einen Durchmesser hat, der hin zur Stromabwärtsseite, von einem Durchmesser des stromabwärtigen Endes des zweiten Brennerzylinders (12) zunimmt, wobei der Kegelabschnitt (15) einen Flansch (16) umfasst, der auf einem stromabwärtigen Ende des Kegelabschnitts (15) angeordnet ist und welcher sich in einer Radialrichtung der Brennkammer (50) nach außen erstreckt, und wobei der Flansch (16) in Bezug auf die Radialrichtung der Brennkammer (50) eine Höhe hat, welche in der Umfangsrichtung ungleichmäßig ist.
Die Brenneranordnung (1) für eine Brennkammer (50) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der den mittleren Strömungskanal (8) bildende Bereich (20) umfasst: einen Innenring (22), der auf einer Stromabwärtsseite der Vielzahl der ersten Brennerzylinder (3) angeordnet ist und welcher sich in der Umfangsrichtung erstreckt, und einen Außenring (23), welcher auf einer Stromabwärtsseite der Vielzahl der ersten Brennerzylinder (3) und auf einer radial äußeren Seite des Innenrings (22) angeordnet ist und welcher sich in der Umfangsrichtung erstreckt, so dass er den mittleren Strömungskanal (8) bildet, der zwischen dem Innenring (22) und dem Außenring (23) eine ringförmige Form hat, wobei ein Abstand von der Mittelachse (O) der Brennkammer (50) zum Innenring (22) in Bezug auf die Umfangsrichtung ungleichmäßig ist.
Die Brenneranordnung (1) für eine Brennkammer (50) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der den mittleren Strömungskanal (8) bildende Bereich (20) eine Vielzahl von Mittelleitungen (25) umfasst, wobei jede davon auf einer Stromabwärtsseite eines der Vielzahl der ersten Brennerzylinder (3) angeordnet ist und mit dem Innenraum (7) des jeweiligen ersten Brennerzylinders (3) kommuniziert, und wobei ein radial innerer Abschnitt jeder Mittelleitung (25) in Bezug auf eine Radialrichtung der Brennkammer (50) derart ausgebildet ist, dass ein Abstand von der Mittelachse (O) der Brennkammer (50) zum radial inneren Abschnitt der Mittelleitung (25) in Bezug auf die Umfangsrichtung ungleichmäßig ist.
Die Brenneranordnung (1) für eine Brennkammer (50) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, weiterhin aufweisend: eine Vielzahl von ersten Verwirblern oder Drallerzeugern (5), von denen jeder an einem der ersten Brennerzylinder (3) angeordnet ist, um einer Luftströmung, die durch den jeweiligen ersten Brennerzylinder (3) strömt, einen Wirbel aufzugeben, wobei die innere Umfangswand (21) derart ausgebildet ist, dass eine Umfangsstelle eines Scheitelpunkts (21a₁) des ungleichmäßigen Abschnitts (21a), an dem der Abstand von der Mittelachse (O) der Brennkammer (50) maximal ist, hin zur Stromabwärtsseite einer Wirbelströmung entlang der inneren Umfangswand (21), die durch den ersten Verwirbler oder Drallerzeuger (5) gebildet wird, von einem Wirbelzentrum des ersten Verwirblers oder Drallerzeugers (5), der auf einer Stromaufwärtsseite der Umfangsstelle angeordnet ist, versetzt ist.
Die Brenneranordnung (1) für eine Brennkammer (50) gemäß Anspruch 4, wobei der radial innere Abschnitt jeder der Mittelleitungen (25) eine derartige Form hat, dass sich ein Abstand von der Mittelachse (O) der Brennkammer (50) zum radial inneren Abschnitt der Mittelleitung (25) graduell von einer ersten Endseite hin zu einer zweiten Endseite in der Umfangsrichtung vergrößert.
Die Brenneranordnung (1) für eine Brennkammer (50) gemäß Anspruch 6, die weiterhin aufweist: eine Vielzahl von ersten Drallerzeugern (5), von denen jeder an einem der ersten Brennerzylinder (3) angeordnet ist, um einer Luftströmung, die durch den jeweiligen ersten Brennerzylinder (3) strömt, einen Wirbel aufzugeben, wobei der radial innere Abschnitt jeder der Mittelleitungen (25) eine solche Form hat, dass ein Abstand von der Mittelachse (0) hin zu einer Stromabwärtsseite einer Wirbelströmung entlang des radial inneren Abschnitts der Mittelleitung (25), die durch den ersten Drallerzeuger (5) gebildet wird, graduell zunimmt.
Die Brenneranordnung (1) für eine Brennkammer (50) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei jede der ersten Düsen (4) eine Vormischdüse umfasst, die eingerichtet ist, um eine vorgemischte Luft-Brennstoffmischung einer Luftströmung, die an den ersten Brennerzylinder (3) geliefert wird, und eines Brennstoffs, der von der ersten Düse (4) geliefert wird, zu verbrennen.
Brennkammer (50) aufweisend: die Brenneranordnung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, und eine Brennkammerauskleidung (51), die die Brenneranordnung (1) aufnimmt.
Eine Gasturbine (100), aufweisend: einen Verdichter (102), die Brennkammer (50) gemäß Anspruch 9, die eingerichtet ist, um Brennstoff unter Verwendung von verdichteter Luft, die durch den Verdichter (102) erzeugt wurde, zu verbrennen, und eine Turbine (106), die eingerichtet ist, um durch Verbrennungsgas, welches durch die Brennkammer (50) erzeugt wird, angetrieben zu werden.