DE1136540B

DE1136540B - Burner for radial installation in the combustion chamber of gas turbine systems

Info

Publication number: DE1136540B
Application number: DEG30597A
Authority: DE
Inventors: William James Rogers
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1959-10-01
Filing date: 1960-09-29
Publication date: 1962-09-13
Also published as: BE595517A; GB901846A; CH386778A; NL256423A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner für radial vorzunehmenden Einbau in die Brennkammer von Gasturbinenanlagen, bestehend aus Strömungsteiler, Brennstoffrohren und einem die Einspritzdüse aufnehmenden Düsenkopf mit einer die Einspritzdüse umschließenden Hülse.The invention relates to a burner for radial installation in the combustion chamber of gas turbine systems, consisting of flow divider, fuel pipes and an injection nozzle receiving nozzle head with a sleeve surrounding the injection nozzle.

Es sind bereits Brenner bekannt, die radial durch eine Öffnung in die Brennkammer eingesetzt werden, wobei dann der Düsenkopf axial zum Brennkammereinsatz in einen Haltering geführt wird. Dieser Haltering ist lose in einer Öffnung im Brennkammereinsatz eingebaut. Der Brenner wird dann am äußeren Gehäuse angeschraubt. Es handelt sich hierbei um einen sogenannten blinden Einbau, der sowohl eine radiale als auch eine axiale Bewegung des Düsenkopfes erforderlich macht, ohne daß eine direkte Beobachtung bzw. Überwachung möglich ist. Da die Stellung des Düsenkopfes nach dem Einbau nicht überprüfbar ist, treten häufig Fehler bei der Einstellung des Düsenkopfes gegenüber dem Kammereinsatz auf. Diese Fehler können zu Schäden an der Brennerdüse und am Kammereinsatz führen. So kann beispielsweise der Düsenkopf in eine Lage gebracht werden, in der dieser außerhalb des Halteringes liegt. In diesem Fall können Düsenkopf und Brennerdüse beschädigt werden und Brennstoff kann gegen die äußere Fläche des Kammereinsatzes gesprüht werden und dort verbrennen. Eine Verbrennung des Brennstoffs an der Oberfläche des Brennkammereinsatzes führt zu dessen Zerstörung.Burners are already known which are inserted radially through an opening into the combustion chamber, wherein the nozzle head is then guided axially to the combustion chamber insert in a retaining ring. This Retaining ring is loosely installed in an opening in the combustion chamber insert. The burner will then screwed to the outer housing. This is a so-called blind installation, the makes both a radial and an axial movement of the nozzle head required without a direct observation or monitoring is possible. Because the position of the nozzle head after installation is not verifiable, errors often occur in the setting of the nozzle head in relation to the chamber insert on. These errors can lead to damage to the burner nozzle and the chamber insert. So For example, the nozzle head can be brought into a position in which it is outside the retaining ring lies. In this case, the nozzle head and burner nozzle can be damaged and fuel can be sprayed against the outer surface of the chamber insert and burn there. Combustion the fuel on the surface of the combustion chamber insert leads to its destruction.

Eine Brennerdüse weist oft eine abgedichtete Verbindung zwischen dem Düsenkopf und der eigentlichen Düse auf. Wenn diese Brennerdüse unbeabsichtigt gegen die Oberfläche des Kammereinsatzes gedrückt wird, kann diese Dichtung beschädigt werden und Brennstoff in den den Kammereinsatz umgebenden Raum gelangen. Eine Verbrennung dieses Brennstoffs an der äußeren Oberfläche des Kammereinsatzes führt ebenfalls zu dessen Zerstörung.A torch nozzle often has a sealed connection between the nozzle head and the actual nozzle Nozzle open. If this burner nozzle accidentally hits the surface of the chamber insert is pressed, this seal can be damaged and fuel in the surrounding area of the chamber insert Get to space. A combustion of this fuel on the outer surface of the chamber liner also leads to its destruction.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugründe, einen Brenner für einen radial vorzunehmenden Einbau in die Brennkammer von Gasturbinenanlagen zu schaffen, welcher in einfacher und leichter Weise in die richtige Betriebslage eingebaut werden kann.The present invention is based on the object a burner for radial installation in the combustion chamber of gas turbine systems to create, which can be installed in a simple and easy way in the correct operating position can.

Erfindungsgemäß ist an der radial stehenden Wand des Brennkammereinsatzes eine den Düsenkopf bzw. das die Brennstoffrohre einhüllendes Rohr mit Paßsitz umschließende Führungsklammer und eine Halteklammer befestigt, die einen radial nach außen offenen Paßschlitz zur Aufnahme der die Düse umschließenden Hülse aufweist.According to the invention, on the radially standing wall of the combustion chamber insert, a nozzle head or the tube enclosing the fuel tubes with a snug fit and a retaining clip attached, which has a radially outwardly open fitting slot for receiving the surrounding the nozzle Has sleeve.

Brenner für radial vorzunehmenden Einbau in die Brennkammer von GasturbinenanlagenBurner for radial installation in the combustion chamber of gas turbine systems

Anmelder:Applicant:

General Electric Company,
Schenectady, N. Y. (V. St. A.)General Electric Company,
Schenectady, NY (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. E. PrinzRepresentative: Dipl.-Ing. E. Prince

und Dr. rer. nat. G. Hauser, Patentanwälte,and Dr. rer. nat. G. Hauser, patent attorneys,

München-Pasing, Bodenseestr, 3 aMunich-Pasing, Bodenseestr, 3 a

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 1. Oktober 1959 (Nr. 843 733)Claimed priority:
V. St. v. America October 1, 1959 (No. 843 733)

William James Rogers, Cincinnati, Ohio (V. St. A.), ist als Erfinder genannt wordenWilliam James Rogers of Cincinnati, Ohio (V. St. A.) has been named as the inventor

Durch die erfindungsgemäße Anordnung von Führungsklammer und Halteklammer und deren Ausbildung wird beim radial vorzunehmenden Einbau der Brenner selbsttätig in die richtige Betriebslage gebracht. Eine nachträgliche axiale Verschiebung ist nicht mehr erforderlich und Beschädigungen der Brennerdüse und falsche Einstellungen gegenüber dem Brennkammereinsatz werden sicher vermieden.The inventive arrangement of guide bracket and retaining bracket and their training the burner is automatically brought into the correct operating position when installing radially. A subsequent axial shift is no longer necessary and damage to the Burner nozzle and incorrect settings in relation to the combustion chamber insert are reliably avoided.

In vorteilhafter Weise kann das freie Ende der Hülse in eine radiale Ebene umgebördelt sein und mit dieser an der Halteklammer dichtend anliegen. Durch diese Ausbildung wird in sicherer Weise vermieden, daß Brennstoff an die Außenwandung des Brennkammereinsatzes gelangen kann.Advantageously, the free end of the sleeve can be flanged in a radial plane and with this fit tightly against the retaining clip. This training ensures that you avoid that fuel can reach the outer wall of the combustion chamber insert.

In den Figuren der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigtIn the figures of the drawing, an embodiment of the invention is shown schematically. It shows

Fig. 1 einen Längsschnitt eines Teils einer Brennkammer von Gasturbinenanlagen mit einem gemäß der Erfindung radial eingebauten Brenner;Fig. 1 is a longitudinal section of part of a combustion chamber of gas turbine plants with a according to of the invention radially built-in burner;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 der Fig. 1;Figure 2 is a section along line 2-2 of Figure 1;

Fig. 3 einen Schnitt im vergrößerten Maßstab, der die Verbindung des Düsenkopfes mit dem Brennkammereinsatz zeigt;Fig. 3 is a section on an enlarged scale showing the connection of the nozzle head with the combustion chamber insert shows;

Fig. 4 eine Ansicht der Führungsklammer und der Halteklammer undFig. 4 is a view of the guide bracket and the retaining bracket and

209 640/110209 640/110

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 der Fig. 4.FIG. 5 shows a section along the line 5-5 in FIG. 4.

In Fig. 1 ist ein Teil der Brennkammer einer Gasturbinenanlage dargestellt. Die Brennkammer weist ein äußeres Gehäuse 11 und einen Brennkammereinsatz 12 auf. Der Brennkammereinsatz 12 weist eine Begrenzungshaube 13 auf, die mit einer radial stehenden Wand 13 α versehen ist. Ein Brenner 14 ist radial durch eine Öffnung 15 im äußeren Gehäuse einge-Paßsitz der Führungsklammer 27. Nach dem Hindurchschieben des Düsenkopfes 19 durch diesen Paßsitz kann die Hülse 23 mit dem Paßschlitz 30 in Eingriff gebracht werden. Die Hülse 23 berührt die abgeschrägten Kanten 31 des Paßschlitzes 30 und gleitet beim weiteren Verschieben in den Paßschlitz 30 hinein.In Fig. 1 part of the combustion chamber of a gas turbine system is shown. The combustion chamber has an outer housing 11 and a combustion chamber insert 12. The combustion chamber insert 12 has a limiting hood 13 which is provided with a radially standing wall 13 α . A burner 14 is inserted radially through an opening 15 in the outer housing, a snug fit of the guide bracket 27. After the nozzle head 19 has been pushed through this snug fit, the sleeve 23 can be brought into engagement with the fitting slot 30. The sleeve 23 contacts the beveled edges 31 of the fitting slot 30 and slides into the fitting slot 30 during further displacement.

Da der Paßschlitz 30 der Halteklammer 26 lediglich etwas größer ist als der äußere Durchmesser derSince the fitting slot 30 of the retaining clip 26 is only slightly larger than the outer diameter of the

setzt und an der radial stehenden Wand 13 α befestigt. io Hülse 23, wird die Hülse 23 durch das umgebördeltesets and attached to the radially standing wall 13 α. io sleeve 23, the sleeve 23 is flanged by the

freie Ende 25, das unter die Enden des Paßschlitzes greift, gehalten.free end 25, which engages under the ends of the fitting slot, held.

In ihrer eingebauten Stellung fluchtet die Düse 22 mit der Brennstoffdurchlaßöffnung 32.In its installed position, the nozzle 22 is aligned with the fuel passage opening 32.

Wenn der Düsenkopf 19 nicht durch den von der Führungsklammer 27 umschlossenen Paßsitz hindurchgleitet, kann der Brenner nicht in seine Einbaulage gedrückt werden.If the nozzle head 19 does not slide through the snug fit enclosed by the guide bracket 27, the burner cannot be pushed into its installation position.

Durch die beschriebene Anordnung und Ausbil-Due to the described arrangement and training

Mit 16 ist ein Gehäuse für den Strömungsteiler bezeichnet. An diesem Strömungsteilergehäuse 16 sind gerade verlaufende Brennstoffrohre 17 und 18 angeschlossen, die zu einem Düsenkopf 19 führen. Die Brennstoffrohre 17,18 können von einem umhüllenden Rohr 21 umgeben sein. Wird die Gasturbinenanlage für Flugzeuge mit Unterschallgeschwindigkeiten verwendet, so kann das einhüllende Rohr 21 fortgelassen werden.At 16, a housing for the flow divider is referred to. Straight fuel pipes 17 and 18 are connected to this flow divider housing 16, which lead to a nozzle head 19. The fuel pipes 17,18 can be of an enveloping Tube 21 to be surrounded. Will be the gas turbine system for aircraft with subsonic speeds is used, the enveloping tube 21 can be omitted.

Wie Fig. 3 zeigt, weist der Düsenkopf 19 an einem 20 dung von Führungsklammer und Halteklammer ist Ende eine Öffnung 20 auf. In dieser Öffnung 20 ist nicht nur ein leichter radialer Einbau des Brenners die Düse 22 angeordnet. Die Öffnung 20 dient zur unter visueller Beobachtung möglich, es ist vielmehr Aufnahme einer die Düse 22 umschließenden Hülse auch eine radiale Ausdehnung des Brennkammer-23. Die Hülse 23 wird in der Öffnung 20 mittels eines einsatzes möglich. Durch ein vorgesehenes leichtes Sprengringes 24 gehalten. Das freie Ende 25 der 25 Spiel zwischen der Hülse 23 und dem Paßschlitz 30 Hülse 23 ist in eine radiale Ebene umgebördelt. kann eine radiale Ausdehnung des Brennkammer-As Fig. 3 shows, the nozzle head 19 is on a 20 extension of the guide bracket and retaining bracket An opening 20 at the end. In this opening 20 is not only a slight radial installation of the burner the nozzle 22 is arranged. The opening 20 is used for visual observation, rather it is A sleeve surrounding the nozzle 22 also accommodates a radial expansion of the combustion chamber 23. The sleeve 23 becomes possible in the opening 20 by means of an insert. By a provided light Snap ring 24 held. The free end 25 of the 25 clearance between the sleeve 23 and the fitting slot 30 Sleeve 23 is flanged in a radial plane. a radial expansion of the combustion chamber

Wie insbesondere die Fig. 4 und 5 zeigen, ist an
der radial stehenden Wand 13 α eine Führungsklammer 27 und eine Halteklammer 26 befestigt. Die Befestigung kann beispielsweise durch Anschweißen er- 30 kann eine Relativbewegung zwischen dem Brennfolgen. Der mittlere Teil der Halteklammer 26 ist kammereinsatz 12, 13 und dem Düsenkopf 19 ergegenüber der radial stehenden Wand 13 α vorgewölbt. Im mittleren Teil der Halteklammer 26 ist
ein nach außen offener Paßschlitz 30 vorgesehen. Die
äußeren Kanten des Paßschlitzes 30 sind bei 31 abge- 35 dung des Brennkammereinsatzes gelangen kann.As particularly FIGS. 4 and 5 show, is on
a guide bracket 27 and a retaining bracket 26 are attached to the radially standing wall 13 α. The fastening can be achieved, for example, by welding on, a relative movement between the firing sequences. The middle part of the retaining clip 26 is chamber insert 12, 13 and the nozzle head 19 protrudes against the radially standing wall 13 α. In the middle part of the retaining clip 26 is
an outwardly open fitting slot 30 is provided. the
outer edges of the fitting slot 30 are at 31 where the combustion chamber insert can reach.

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einsatzes während des Betriebs aufgenommen werden. Da die Brennstoffdurchlaßöffnung 32 als in radialer Richtung liegendes Langloch ausgebildet ist,use during operation. Since the fuel passage opening 32 as in radial Is formed in the direction of the oblong hole,

folgen.follow.

Die Hülse 23 verhindert, daß Sickerbrennstoff, der aus dem Düsenkopf 19 austritt, an die Außenwan-The sleeve 23 prevents seepage fuel emerging from the nozzle head 19 from reaching the outer wall

schrägt.sloping.

Die radial stehende Wand 13 α weist eine Brennstoff durchtrittsöffnung 32 auf, die in Flucht mit dem Paßschlitz 30 der Halteklammer 26 liegt. Die Führungsklammer 27 ist als ein hufeisenförmiges Glied ausgebildet, welches einen Paßsitz umschließt. Dieser Paßsitz ist nur wenig größer als der Düsenkopf 19. Der durch die Führungsklammer 27 gebildete Paßsitz und der Paßschlitz 30 der Halteklammer 26 sind zueinander fluchtend radial nach außen ausgerichtet. Die Enden der Führungsklammer 27 weisen Flansche 33 und 34 auf, mit denen die Klammer an der radial stehenden Wand 13 a, beispielsweise durch Schweißung, befestigt ist.The radially standing wall 13 α has a fuel passage opening 32 which is in alignment with the fitting slot 30 of the retaining clip 26. The guide bracket 27 is designed as a horseshoe-shaped member which encloses a snug fit. This snug fit is only slightly larger than the nozzle head 19. The snug fit formed by the guide bracket 27 and the fitting slot 30 of the retaining bracket 26 are aligned radially outward with one another. The ends of the guide bracket 27 have flanges 33 and 34 with which the bracket is attached to the radially standing wall 13 a, for example by welding.

Der Paßschlitz 30 der Halteklammer 26 fluchtet in axialer Richtung mit der Brennstoffdurchlaßöffnung 32 und in radialer Richtung mit der Öffnung 15 im Gehäuse 11.The fitting slot 30 of the retaining clip 26 is aligned in the axial direction with the fuel passage opening 32 and in the radial direction with the opening 15 in the housing 11.

Der Brenner 14 kann in einfacher Weise dadurch in seine richtige Lage eingebaut werden, daß das Ende des Brenners in die Öffnung 15 eingesetzt wird und dann radial durch die Führungsklammer 27 hindurch in die Einbaustellung eingeschoben wird. Wenn der Brenner radial durch die Öffnung 15 eingesetztThe burner 14 can thereby in a simple manner be installed in its correct position that the end of the burner is inserted into the opening 15 and then pushed radially through the guide bracket 27 into the installation position. if the burner inserted radially through the opening 15

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Burner for radial installation in the combustion chamber of gas turbine systems, consisting of flow divider, fuel pipes and a nozzle head receiving the injection nozzle with a sleeve surrounding the injection nozzle, characterized in that on the radially standing wall (13 ä) of the combustion chamber insert (12,13 ) a guide bracket (27) enclosing the nozzle head (19) or the pipe (21) enclosing the fuel pipes (17, 18) with a snug fit and a retaining bracket (26) which has a radially outwardly open fitting slot (30) for receiving the sleeve (23) surrounding the nozzle (22).

2. Burner according to claim 1, characterized in that the free end (25) of the sleeve (23) is crimped in a radial plane and with this rests in a sealing manner on the retaining clip (26).

References considered: U.S. Patent No. 2,804,917; Kruschik: "The gas turbine", Springer-Verlag,

the nozzle head 19 comes into engagement with the 60 1952, Figs. 77, 78 and 79.

1 sheet of drawings