DE1244481B - Brenner fuer Gasturbinenanlagen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES W¥W PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Ci.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

F02c

Deutsche KL: 46f-14

1244 481
R 235251 a/46 f
19. Juni 1958
13. Juli 1967

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner für Gasturbinenanlagen mit zwei konzentrisch ineinander angeordneten, getrennt mit Brennstoff gespeisten Einspritzdüsen, die Brennstoffkegel voneinander abweichender Kegelwinkel erzeugen und von denen die äußere Düse einen Brennstoffkegel kleineren Kegelwinkels erzeugt und von einer am strömungsabwärtigen Ende offenen und gezackten Haube umhüllt ist.

Die Erfindung besteht darin, daß die Form der Düsen und deren Lage zu den genannten Zacken derart gewählt sind, daß während des Anlassens der aus der inneren Düse kommende Brennstoffkegel die Zacken trifft und dort nachzerstäubt, während bei Normalbetrieb der aus der inneren Düse kommende BrennstofEstrahl von dem aus der äußeren Düse (Hauptdüse) kommenden Strahl derart einwärts gelenkt wird, daß der gesamte Brenstoff frei (d. h. ohne Treffen der Zacken) durch das offene Ende der Haube hindurchgeht.

Der Brenner kann in einer zylindrischen Verbrennungskammer verwendet werden. In diesem Falle ist der Brenner vorzugsweise zum Erzeugen von konischen Brennstoff-Zerstäubungen angeordnet, oder aber es kann eine Anzahl von Brennern im Abstand voneinander rund um eine ringförmige Verbrennungskammer herum angeordnet werden, wobei die Haube in diesem Falle ebenfalls ringförmig ausgebildet werden kann.

Die Brennstoffzerstäubungen können konisch verlaufen; der Ausdruck »Kegel« schließt jedoch Äquivalente, z. B. durch divergierende Flächen begrenzte Strahlen, nicht aus. Im Hinblick darauf, daß der Brennstoffkegel der inneren Düse von den Zacken der Haube aufgefangen und nachzerstäubt wird, wird die Verbrennung beim Anlauf und Wiederanlauf unterstützt, während dadurch, daß die Hauptzerstäubung von der Haube nicht aufgefangen wird, verhindert wird, daß die Haube schweren Kohlenstoffniederschlägen ausgesetzt wird. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine mit einem erfindungsgemäßen Brenner versehene, zylindrische Verbrennungskammer einer Gasturbinenlokomotive;

F i g. 2 einen Schnitt durch den in F i g. 1 veranschaulichten Brenner im vergrößerten Maßstab;

F i g. 3 eine Stirnansicht (siehe Pfeil 3) des Brenners nach Fig. 2;

F i g. 4 einen Teil einer mit den erfindungsgemäßen Brennern ausgestatteten ringförmigen Verbrennungskammer einer Gasturbinenlokomotive, und

Fig. 5 eine dem Schnitt nach Fig. 2 entspre-Brenner für Gasturbinenanlagen

Anmelder:

Rolls-Royce Limited, Derby (Großbritannien)

Vertreter:

Dr.-Ing. A. van der Werth, Patentanwalt,

Hamburg-Harburg, Wilstorfer Str. 32

Als Erfinder benannt:

Denis Richard Carlisle, Risley, Derby;

Ernest Milner, Allestree, Derby (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 20. Juni 1957 (19 398)

chende Wiedergabe, die jedoch eine etwas abweichende Anordnung der Umhüllung um den Brenner herum zeigt.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich ist, besteht die Brennkammer aus einem Luftmantel 10, der in seinem Innern ein Flammrohr 11 trägt. Am strömungsaufwärtigen Ende des Flammrohres U ist ein Schaufelkranz 12 angeordnet, durch welchen dem Flammrohr Luft zugeführt wird; an den Innenrändern des Schaufelkranzes 12 ist eine Haube 12 a angebracht. Außerdem wird dem Flammrohr Luft über ringförmige Durchlässe 13 zugeführt.

An einem radialen Brennstoffzufuhrrohr 9 ist das Brennermundstück 14 angebracht, das, wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, eine Brenstoff düse 15 und eine Haube 16 enthält. Die Haube 16 weist eine Anzahl kleiner, als Zerstäubungslamellen bzw. -streifen bekannter Axialvorsprünge (Zacken 17) auf.

Die Brennstoffdüse 15 besteht aus zwei Teilen, und zwar aus einer Brennstoff-Hauptdüse mit einer Öffnung 18 und einer Zentraldüse mit einer Öffnung 19, wie dieses aus Fig. 2 und 3 ersichtlich ist. Die Zufuhr von Brennstoff zu der Brennstoffhauptdüse erfolgt über den axialen Kanal 20 und den radialen Kanal 21, während die Düse 19 über den axialen Kanal 22 und den radialen Kanal 23 mit Brennstoff versorgt wird.

Die in Fig. 2 durch zwei gestrichelte, eine konische Umhüllungslinie darstellende Linien 24 angegebene Zerstäubung ist so gewählt, daß sie auf die Zerstäubungslamellen oder -zacken 17 auftrifft, während die Brennstoffhauptzerstäubung 25 durch das

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offene Ende der Haube 16 frei hindurchtritt. Im wirksamen Zustand der Brennstoffhauptzerstäubung 25 dringt dieselbe in den Zerstäubungskegel 24 ein, so daß der gesamte Brennstoff durch das offene Ende der Haube 16 hindurchgeht und von den Zerstäubungslamellen oder -zacken 17 nicht aufgefangen wird.

In Fig. 4 ist ein Teil einer ringförmigen Brennkammer, bestehend aus einem ringförmigen Luftmantel 30 und einem ringförmigen Flammrohr 31, veranschaulicht. Der Brennstoff wird durch ein Zuführiingrohr 32 zugeleitet, an desesn Innenumfang im Abstand voneinander Brennstoff düsen 33 angeordnet sind. Die Düsen sind teilweise von einer Haube 34 mit Zerstäubungsstreifen oder -zacken 35 umgeben. Die Luft tritt durch ringförmige Zwischenräume 36 und durch Schlitze 37 ein.

Jeder der Brenner 33 ist gemäß der bereits erläuterten Fig. 2 ausgebildet, so daß der von der Zentraldüse kommende Kegel 24 auf die Zacken 35 aufprallt, während die Hauptzerstäubung durch das offene Ende der Haube hindurch in das Flammrohr 31 entritt....

Die in Fig. 5 wiedergegebene Anordnung ist mit derjenigen nach F i g. 2 bis auf die Bauart der äußeren Umhüllung 40 identisch; diese Umhüllung weist eine Anzahl von sich rückwärts erstreckenden Flanschen 41 auf, welche an den Naben 42 des Brennerkörpers durch Hartlöten befestigt sind und dazu außerdem durch in die Naben eingetriebene Bolzen 43 oder auf irgendeine andere Weise gehalten wer- ' den. Die Umhüllung ist am strömungsabwärtigen Ende kegelstumpfförmig ausgebildet und weist eine ringförmige Vertiefung bzw. Rille 44 auf, in welche Luft durch die öffnungen 45 gelangt und aus welcher sie dann in die Brennkammer austritt. Die Außenumhüllung lenkt somit Luft in die Brennkammer an zwei konische Flächen, von denen die innere dicht über den Zerstäubungsstreifen bzw. -zacken verläuft und die äußere die Ablagerung von Kohlenstoffniederschlägen an der Außenseite der Umhüllung verhindert.

Die Flügel 12 werden von einem am Außenumfang der Umhüllung eng anliegenden Ring 46 getragen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Brenner für Gasturbinenanlagen mit zwei konzentrisch ineinander angeordneten, getrennt mit Brennstoff gespeisten Einspritzdüsen, die Brennstoffkegel voneinander abweichender Kegelwinkel erzeugen und von denen die äußere Düse einen Brennstoffkegel kleineren Kegelwinkels erzeugt und von einer am strömungsabwärtigen Ende offenen und gezackten Haube umhüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Düsen (18,19) und deren Lage zu den genannten Zacken (17) derart gewählt sind, daß während des Anlassens der aus der inneren Düse (19) kommende Brennstoffkegel (24) die Zacken (17) trifft, während bei Normalbetrieb der aus der inneren Düse kommende Brennstoffstrahl von dem aus der äußeren Düse (Hauptdüse 18) kommenden Strahl (25) derart einwärts gelenkt wird, daß der gesamte Brennstoff frei (d. h. ohne Treffen der Zacken 17) durch das offene Ende der Haube (16) hindurchgeht.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Britische Patentschrift Nr. 722124.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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