DE1185824T1 - Flammenrückschlagvorrichtung mit dralleinrichtung - Google Patents

Flammenrückschlagvorrichtung mit dralleinrichtung

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DE1185824T1 DE1185824T DE00937619T DE1185824T1 DE 1185824 T1 DE1185824 T1 DE 1185824T1 DE 1185824 T DE1185824 T DE 1185824T DE 00937619 T DE00937619 T DE 00937619T DE 1185824 T1 DE1185824 T1 DE 1185824T1
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Claims (21)

Patentansprüche
1. Drallkörper mit integrierter Flammenrückschlagsicherung, umfassend:
einen ersten Monolith, bestehend aus einer Mehrzahl von ersten Kanälen, die sich - begrenzt von Wänden - durch diesen erstrecken, wobei die Wände der ersten Kanäle mit Löschoberflächen versehen sind und jeder erste Kanal einen Eingang, einen Ausgang, einen Längsabschnitt und einen mittleren hydraulischen Durchmesser aufweist, wobei die Eingänge des ersten Kanals eine stromaufwärtige Abschlussfläche und die Ausgänge des ersten Kanals eine stromabwärtige Abschlussfläche bilden; und
einen zweiten Monolith, bestehend aus einer Mehrzahl von zweiten Kanälen, die von Wänden begrenzt sind, wobei die Wände der zweiten Kanäle mit Löschoberflächen versehen sind und jeder zweite Kanal einen Längsabschnitt und einen mittleren hydraulischen Durchmesser aufweist, wobei die Eingänge des zweiten Kanals eine stromaufwärtige Abschlussfläche und die Ausgänge des zweiten Kanals eine stromabwärtige Abschlussfläche begrenzen und wobei der erste Monolith in räumlichem Abstand stromaufwärts vom zweiten Monolith angeordnet ist, so dass eine Lücke zwischen dem ersten und dem zweiten Monolith vorhanden ist, deren Länge kürzer als der Flammneubildungsabstand ist,
wobei der Längsabschnitt des ersten Kanals plus der Längsabschnitt des zweiten Kanals kürzer ist als ein Längsabschnitt eines einzelnen Kanals einer Flammenrückschlagsicherung eines einzelnen Kanals, der mittlere hydraulische Durchmesser des ersten Kanals und der mittlere hydraulische Durchmesser des zweiten Kanals in einem Verhältnis zueinander stehen, dass eine Flamme während eines Rückschlagereignisses gelöscht wird, die Kanäle des ersten Monolithen und die Kanäle des zweiten Monolithen versetzt angeordnet sind und mindestens einer der Kanäle des zweiten Monolithen räumlich so ausgerichtet ist, dass einer durchströmenden Flüssigkeit ein Drall verliehen wird.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, des weiteren umfassend Mittel zur Verbindung der stromabwärtigen Abschlussfläche des ersten Monolithen mit der stromaufwärtigen Abschlussfläche des zweiten Monolithen, so dass im wesentlichen das gesamte durch die stromabwärtige Abschlussfläche des ersten Monolithen austretende Fluid durch die stromaufwärtige Abschlussfläche des zweiten Monolithen in den zweiten Monolith eindringt.
3. Zusammensetzung nach Anspruch I7 wobei die mittleren hydraulischen Durchmesser der Kanäle des ersten Monolithen und die mittleren hydraulischen Durchmesser der Kanäle des zweiten Monolithen größer sind als ein kritischer Löschdurchmesser.
4. Zusammensetzung nach Anspruch 3, wobei die mittleren hydraulischen Durchmesser der Kanäle des ersten Monolithen größer sind als die mittleren hydraulischen Durchmesser der Kanäle des zweiten Monolithen.
5. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der erste Monolith Kanäle umfasst, von denen im wesentlichen alle einen mittleren hydraulischen Durchmesser haben, der kürzer ist als das Dreifache eines kritischen Löschdurchmessers und wobei der zweite Monolith Kanäle umfasst, von denen im wesentlichen alle einen mittleren hydraulischen Durchmesser haben, der kürzer ist als das Vierfache des größten mittleren hydraulischen Durchmessers des ersten Monolithen.
6. Zusammensetzung nach Anspruch 3, wobei die zweiten Kanäle konzentrisch um einen gemeinsamen Mittelpunkt angeordnet sind.
7. Zusammensetzung nach Anspruch 3, wobei eine Mehrheit der mittleren hydraulischen Durchmesser des ersten Kanals kürzer ist als annähernd das Zweifache des kritischen Löschdurchmessers.
DE/EP 1 185824 Tl
8. Zusammensetzung nach Anspruch 7, wobei bei einer Mehrheit der ersten Kanäle das Verhältnis des Längsabschnitt des ersten Kanals zum mittleren hydraulischen Durchmesser des ersten Kanals weniger als annähernd acht ist.
9. Zusammensetzung nach Anspruch 7, wobei die zweiten Kanäle einen mittleren hydraulischen Durchmesser des zweiten Kanals aufweisen, der kürzer ist als annähernd das Zweifache des kritischen Löschdurchmessers und das Verhältnis des Längsabschnitts des ersten Kanals zum mittleren hydraulischen Durchmesser des ersten Kanals weniger als annähernd 8,0 ist.
10. Zusammensetzung nach Anspruch 7, wobei die ersten Kanäle einen Drall mit einer Drallzahl von weniger als annähernd 0.1 generieren.
11. Zusammensetzung nach Anspruch 7, wobei der Strömungsweg geändert ist, um eine Drallzahl größer als annähernd 0.1 zu schaffen.
12. Zusammensetzung nach Anspruch 11, wobei der Strömungsweg geändert ist, um eine Drallzahl größer als annähernd 0.4 und kleiner als annähernd 0.7 zu schaffen.
13. Zusammensetzung nach Anspruch 12, des weiteren umfassend einen dritten Monolithen, bestehend aus einer Mehrzahl von ersten Kanälen, die sich - begrenzt von Wänden - durch diesen erstrecken, wobei jeder erste Kanal einen Eingang und einen Ausgang aufweist und der dritte Monolith räumlich beabstandet stromaufwärts von der stromaufwärtigen Abschlussfläche des ersten Monolithen angeordnet ist und wobei der dritte Monolith vom ersten Monolith durch eine Lücke getrennt ist, wobei die Lücke kürzer ist als der kürzeste Kanallängsabschnitt im ersten Monolith oder zweiten Monolith.
14. Verfahren zur Anwendung einer Drallrückschlagsicherung, umfassend:
Anbringen eines ersten Monolithen stromaufwärts von einem zweiten Monolithen in einem Brennstofffluidstrom, wobei der erste Monolith eine Mehrzahl von ersten Kanälen umfasst, die sich - von Wänden begrenzt - durch diesen erstrecken, wobei die Wände des ersten Kanals mit Löschoberflächen versehen sind und jeder erste Kanal einen Eingang, einen Ausgang, einen Längsabschnitt und einen mittleren hydraulischen Durchmesser aufweist, wobei die Eingänge des ersten Kanals eine stromaufwärtige Abschlussfläche bilden und die Ausgänge des ersten Kanals eine stromabwärtige Abschlussfläche bilden; und eines zweiten Monolithen, der eine Mehrzahl von zweiten Kanälen umfasst, die durch Wände begrenzt sind, wobei die Wände des zweiten Kanals mit Löschoberflächen versehen sind und jeder zweite Kanal einen Längsabschnitt und einen mittleren hydraulischen Durchmesser aufweist und die Eingänge des zweiten Kanals eine stromaufwärtige Abschlussfläche bilden und die Ausgänge des zweiten Kanals eine stromabwärtige Abschlussfläche bilden, wobei der erste Monolith räumlich beabstandet stromaufwärts vom zweiten Monolith angeordnet ist, mit einer Lücke zwischen dem ersten und dem zweiten Monolith, deren Länge kürzer als der Flammneubildungsabstand ist, wobei der Längsabschnitt des ersten Kanals plus der Längsabschnitt des zweiten Kanals kürzer ist als ein Längsabschnitt eines einzelnen Kanals einer Rückschlagsicherung eines einzelnen Kanals, wobei der mittlere hydraulische Durchmesser des ersten Kanals und der mittlere hydraulische Durchmesser des zweiten Kanals in einem Verhältnis zueinander stehen, dass eine Flamme bei einem Rückschlagereignis gelöscht wird, wobei die Kanäle des ersten Monolithen und die Kanäle des zweiten Monolithen versetzt angeordnet sind und mindestens einer der Kanäle des zweiten Monolithen räumlich so ausgerichtet ist, dass einer durchströmenden Flüssigkeit ein Drall verliehen wird; und
Durchführen eines Brennstofffluids durch beide Monolithe.
85
15. Verfahren zur Herstellung eines Drallkörpers aus mehreren konzentrischen Abschnitten, umfassend:
Zuschneiden eines ersten Bandes,
Durchführen des ersten Bandes durch eine Stirnradgruppe in einem Winkel, der ein gewelltes erstes Band schafft,
Spiralartiges Verdrehen des ersten Bandes, Verbinden der Enden des gewellten ersten Bandes, Zuschneiden eines zweiten Bandes,
Wickeln des zweiten Bandes um das gewellte erste Band, und
Wiederholen der oben beschriebenen Schritte zur Herstellung von mindestens drei konzentrischen Abschnitten,
Anordnen der konzentrischen Abschnitte übereinander.
16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das gewellte erste Band mechanisch an einer Mehrheit von Kontaktpunkten zum zweiten Band befestigt ist.
17. Verfahren nach Anspruch 15, des weiteren umfassend den Schritt des Einsetzens einer Nabe in den innersten konzentrischen Abschnitt.
18. Verfahren zur Herstellung eines Drallkörpers, umfassend: Zuschneiden eines ersten Bandes,
Durchführen des ersten Bandes durch eine Stirnradgruppe in einem Winkel, der ein gewelltes erstes Band schafft,
Spiralartiges Verdrehen des ersten Bandes, Zuschneiden eines zweiten Bandes,
Befestigen des zweiten Bandes am gewellten ersten Band zur Herstellung einer ersten Zusammensetzung, und
Wickeln der ersten Zusammensetzung um einen gemeinsamen Mittelpunkt.
(&ogr;
DE/EP 1 185824 Tl
19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei der gemeinsame Mittelpunkt des weiteren eine Nabe umfasst.
20. Verfahren der Verwendung einer Drallrückschlagsicherung zum Mischen eines aus mehreren Bestandteilen bestehenden Brennstofffluidstroms und zur Verhinderung eines Rückschlags in einer Gasturbine, wobei das Verfahren umfasst:
Einsetzen einer Drallrückschlagsicherung in der Gasturbine stromabwärts von einer Kraftstoffquelle und stromaufwärts von einer Verbrennungszone, wobei im wesentlichen die gesamte stromaufwärts von der Drallrückschlagsicherung generierte Kraftstoffmischung vor ihrem Eintreten in die Verbrennungszone durch die Drallrückschlagsicherung gehen muss.
21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Drallrückschlagsicherung umfasst:
einen ersten Monolith, bestehend aus einer Mehrzahl von ersten Kanälen, die sich - begrenzt von Wänden - durch diesen erstrecken, wobei die Wände der ersten Kanäle mit Löschoberflächen versehen sind und jeder erste Kanal einen Eingang, einen Ausgang, einen Längsabschnitt und einen mittleren hydraulischen Durchmesser aufweist, wobei die Eingänge des ersten Kanals eine stromaufwärtige Abschlussfläche und die Ausgänge des ersten Kanals eine stromabwärtige Abschlussfläche bilden; und
einen zweiten Monolith, bestehend aus einer Mehrzahl von zweiten Kanälen, die von Wänden begrenzt sind, wobei die zweiten Kanalwände mit Löschoberflächen versehen sind und jeder zweite Kanal einen Längsabschnitt und einen mittleren hydraulischen Durchmesser aufweist, wobei die Eingänge des zweiten Kanals eine stromaufwärtige Abschlussfläche und die Ausgänge des zweiten Kanals eine stromabwärtige Abschlussfläche bilden und wobei der erste Monolith in räumlichem Abstand stromaufwärts vom zweiten Monolith angeordnet ist, so dass eine Lücke zwischen dem ersten und dem zweiten Monolith vorhanden ist, deren
DE/E-P 1 185 824 Tl
Länge kürzer als der Flammneubildungsabstand ist, wobei der Längsabschnitt des ersten Kanals plus der Längsabschnitt des zweiten Kanals kürzer ist als ein Längsabschnitt eines einzelnen Kanals einer Rückschlagsicherung eines einzelnen Kanals, der mittlere hydraulische Durchmesser des ersten Kanals und der mittlere hydraulische Durchmesser des zweiten Kanals in einem solchen Verhältnis zueinander stehen, dass eine Flamme während eines Rückschlagereignisses gelöscht wird, die Kanäle des ersten Monolithen und die Kanäle des zweiten Monolithen versetzt angeordnet sind und mindestens einer der Kanäle des zweiten Monolithen räumlich so ausgerichtet ist, dass einer durchströmenden Flüssigkeit ein Drall verliehen wird.
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