DE1801795C - Brennstoffdüse mit vorgesetzter Umschalteinrichtung für mit Wärmetauscher versehenes Gasturbinentriebwerk - Google Patents

Description

und Zuströmbohrung für den Brennstoff aufweist und ein. Aus der ^!Jl^^Sr 5. Die heißen Abunter Bildung eines Ringraums in ein an die Brenn- Leituug 11 "PJ"JL wärmetauscher 5 und geben kammerwand angesetztes Gehäuse eingesetzt ist und gase durchströme η „^ ^ ^ _{der Bien}nkam-

von der an diesem angeflanschten Umschalteeinrich- hierbei einen leu inre _{zuzuführende} Verdichterluft tung getragen wird und daß durch deten von einer 5 mer 4 des ineo _erkennbar ist, sind die beiRückstellfeder belasteten Kolben eine an diese Boh- ab. Wie aus Fi fr iw ^ ^^ _u mittels

rungen angeschlossene Leitung derart steuerbar ist, den Leitungen/ _daraestellten Ventile 13, 14 verbinddaß sie bei eingeschalteter Brennstoffzufuhr nur mit der ^^ηε™³^*Αη Fall, wenn nach Abschalten der Brennstoffzufuhrleitung und bei abgeschalteter 5% nn^fLufuhr beispielsweise zum kurzzeitigen Brennstoffzufuhr nur mit dem Freien in Verbindung » ^^SSSiSalxiA^icAM. die Brennstoffsteht, wobei an den Ringraum in bekannter Weise Stillsetzen des oasrur ^ _{Wännetausche}r aufeine Leitung angeschlossen ist, die mittels der Ventile düse 15 ^ ig- ^ _durchgeblasen wird, damit bei eingeschalteter Brennstoffzufuhr über den Wärme- gehegter V^chtenu ^ ^ _Brenmtoffzufuhrtanscher bei abgeschalteter Brennstoffzufuhr jedoch die Du«^öim _ffreste ^„t verkokt. Die direkt mit dem Verdichterausgang verbunden ist, so 15 J^^^STJn Wännetauscher ist dabei unterdaß unmittelbar nach dem Abschalten der Brennstoff- Strömung durch

zufuhr die Düsenbohrungen und die Leitung entgegen brechen. _ver£rößert dargestellte BrennstoiT-

der Normalbetriebs-Strömungsrichtung durchgeblasen ^^ _orricntung9 besteht im wesentlichejymsder ^WeDe^erⁿVorteil der Erfindung besteht darin, daß in- ao Brennstoffd^l^ ^lch^m^m Gehäuse^ einge folge des Ausblasens des Brennstoffrestes aus der ^.^^^A Φ Ringraum 17, der wahrend Düse entgegengesetzt zur Normalbetriebs-Strömungs- stoff düse 15 beste J J _{g hef} „_{b d},_{e Boh}.

richtung mittels relativ kalter Verdichterluft nach Js Betnebs von α ^^^ _{aufgeheizter V}er-

dem Abschalten des Triebwerks weder Brennstoff in rung 3^nnt ^_{1 ist> we}i_che zusammen mit die Brennkammer gelangt, sondern vielmehr ins Freie a₅ Jf^rluf„.^ber die Öffnung 18 des Gehäuses 16 abgeblasen wird, noch in den Brennstoffzufuhrleitun- dem Bren^oR "De _An ^ _toffein

gen verkokt. Da ferner die Verdichterluft as Kalt- in dκ Brenntomme g ^B _Umschalteinnch ung 19 Uchleier die Düse umspült, wird eine w,rksame W™™*?g£ _{eht mit} einer in der Zeichnung Kühlung der Düsenbauteiie sowie des unmittelbar ange^flanscm ^ Kraftstoffheferanlage in

nach dem Abschalten des Triebwerks in die Brenn- 30 "^weiter du* ,_{sweise von e}i_nem Brennstoffzufuhrleitung vorhandenen Brennstoffs erzielt. Verbindung ue ν ^ _{einem M}engenregier Eine Verkokungsgefahr in der Düse besteht daher ^J^J^,« _strömT nach dem Einschalten nicht. Bei Verwendung eines Gasturbinentriebwerks ^JJ^gXuhr durch den Leitungsanschluß 20 als Antriebsaggregat eines Kraftfahrzeugs, welches der_|Bj^JJ™£ zylindrischen Gehäuses22 und ein Bremsdruckluftsystem aufweist, kann zum Aus- 35 m den ■Ramnzi J _{w der} Fläche 23 den

blasen der Brennstoffdüse vorteilhaft Druckluft aus verschj^dureh »e j^^ _der

dem Bremsdruckluftsystem entnommen werden. stufcnftjnmgja JB _{25 des Zylinders 22} gelager-

In weiterer Ausgestaltung besteht die Erfindung ^AJJS^ 26. Hat der Kolben 24 die öffdarin, daß an den Kolben innerhalb der Ruckstell- ten Ruck?«£«« _{dann er}folgt durch Beaufschlafeder ein mit einer ins Freie führenden öffnung zu- 40 nung J ™gg°^^ε 28 eine sprunghafte Aufsammenwirkendes Ventil und auf der Gegenseite em gongg^jj™*^ |_olbens 24, und zwar so weit, mit einer Bohrung in der Brennstoffzuführleitung zu- J^art _d?_e ^e^_r2_toffzufuhr aus dem Raum 29 des ZyImsammenwirkender Kolben kleinerer Flache so ange- daß die Brenn _{Brennstoffdüse} 15 fuhrende Le,-setzt ist, daß bei eingeschalteter Brennstoffzufuhr das ders 22 m eme _{Gleichzeitig mit} der Freigabe

Ventil geschlossen und die Bohrung offen ist bei ab- 45 tung 30 ertoigen _{fuhf mT Bren}n_Stoffduse

geschalteter Brennstoffzufuhr das Ventil dagegen f^^jgjg» schließt ein auf «kr Oberseite offen und die Bohrung geschlossen ist. ^ΚοΓάηΓΪ* befestigter und von der Ruckstel-

Ausführungsformen der Erfindung sind in der des MhJjJ^ ^ntilkörper 31 eine Ventü-Zeichnung beispielsweise dargestellt; dabei ist .Sf^r„„i2

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Gas- 50 öffnung·"· _d ßrennstoffzufuhr zum bei-

turbinentriebwerks, . . JSSdieSÄ« Stühete« des Gasturbmen-

Fig. 2 ein ^^^^„^^^^ KÄS Ät der>«n-^™*i. » ä* "*

bunden ist. Zum Gasturbinentriebwerk gehören wei- führte ve _Atmosphäre noch vorhandenen

ter eine Brennkammer 4 und ein Wärmetauscher5. 60 gjr 4 gg»u Brennstoffdüse 15 verbl.cbc-

Die vom Verdichter angesaugte Luft strömt in "^be™™_nn ^S _{stoff uber die} Bohrungen 34, 35 und die Richtung des Pfeils 6 in den Verdichter 1 em und nen tons off u ^^ ^ ^ „

gelangt dann über eine Leitung 7 zum Wannetau- ^eUungf sow ^ Richtung des Pfeils

fcher 5. Aus diesem gelangt die Luft 8 zur Brenn- durJ^^^ Lgestellte Abflußleitung ms Stoffeinspritzeinrichtung 9 der Brennkammer 4. D« 6₅ m ein^^n m ^ _{fa der Düse} ^liebene

aus Brennstoff- und Luftanteilen in der Brennkammer Freie *™* . entgegengesetzt zu semer Nor-

dh Zünden und Verbrennen ^nd-j-TJj ^SSSLsO^m -geblasen

durch Zünden und Verbrennen entstandenen Treib- Brennston wuu »mm ^'-_b-_{D D}

gase strömen über die Leitung 10 in die Turbine 3 malbetriebs-Strömungsrichtung ausgeblasen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 PatentansnriirhP- eine Spülleitung vor der Brennstoßdüse in die Brenn- Patentanspruche. stoffzufuhrleitung, so daß nach dem Abschalten der

1. Brennstoffdüse mit vorgesetzter Umschalt- Brennstoffzufuhr die Düse mit einem geeigneten einrichtung, die einen gegen Federkraft hydraulisch Spülmittel, vorwiegend Luft, durchgeblasen wird. Soderart betätigbaren Kolben aufweist, daß durch 5 mit gelangt der Brennstoffrest in den Brennraum, wo ihn beim Abschalten der Brennstoffzufuhr der er verkokt.

Weg des Brennstoffs zur Düse abgesperrt und Aus der schweizerischen Patentschrift 176 583 ist gleichzeitig der Weg für Spülluft aus einer Druck- eine Verteilervorrichtung zum Ausblasen von mehluftquelle zur Düse geöffnet, beim Einschalten der reren Zerstäuberdüsen bekannt, die der Umschaltvor-Brennstoffzufuhr jedoch umgekehrt gesteuert io richtung eingangs genannter Gattung entspricht. Mitwird, für ein mit einem Abgas-Druckluft-Wärme- teis eines das Spülmittel und den Brennstoff trennentauscher ausgerüstetes Gasturbinentriebwerk, da - den federbelasteten, hydraulisch betätigbaren KoI-durch gekennzeichnet, daß die Düse (15) bens werden Schlitze, von denen die Brennstoffin an sich bekannter Weise eine mittige Ausström- zufuhrleitungen zu den Düsen führen, abgesteuert, so bohrung (34) und Zuströmbohrung (35) für den 15 daß den Düsen' je nach Stellung des Kolbens entweder Brennstoff aufweist und unter Bildung eines Ring- Spülmittel oder Brennstoff zugeführt wird. Nach raums (17) in ein an die Brennkammerwand an- Übersteuerung eines Schlitzes und Absperrung der gesetztes Gehäuse (16) eingesetzt ist und von der Brennstoffzufuhr strömt unmittelbar anschließend an diesem angeflanschten Umschalteinrichtung Spülmittel durch den Schlitz, um die in der Zufuhr-(19) getragen wird und daß durch deren von einer so leitung verbliebenen Brennstoffreste in die Brenn-

. Rückstellfeder (26) belasteten Kolben (24) eine kammer auszublasen, wo sie ebenfalls Ursache für an diese Bohrungen (34, 35) angeschlossene Lei- eine Koksrückstandsbildung sein können,
tung (30) derart steuerbar ist, daß sie bei einge- Bei Gasturbinentriebwerken mit Wärmetauschern schalteter Brennstoffzufuhr nur mit der Brenn- ist die Temperftur der der Brennkammer zuzuführenstoffzufuhrleitung (20) und bei abgeschalteter 25 den, von Abgasen des Triebwerks aufgeheizten Ver-Brennstoffzufuhr nur mit dem Freien in Verbin- brennungsluft relativ hoch, nämlich 500 bis 600° C. dyng steht, wobei an den Ringraum (17) in be- Wird das Gasturbinentriebwerk durch Abschalten kannter Weise eine Leitung (8) angeschlossen ist, der Brennstoffzufuhr kurzzeitig außer Betrieb gesetzt, die mittels der Ventile (13,14) bei eingeschalteter dann besteht die Gefahr, daß ein in der Brennstoff-Brennstoffzufuhr über den Wärmetauscher (5), 30 düse verbliebener Brennstoffrest durch Aufheizung

• bei abgeschalteter Brennstoffzufuhr jedoch direkt vom Brennraum her eine Verkokung der Brennstoff-

mit dem Verdichterausgang verbunden ist, so daß düse hervorruft.

unmittelbar nach dem Abschalten der Brennstoff- Um diesem Mangel abzuhelfen, ibt bereits vorge-

zufuhr die Düsenbohrungen (34, 35) und die Lei- schlagen worden, beim Abschalten der Brennstoff-

tung (30) entgegen derNormalbetriebs-Sirömungs- 35 zufuhr die Brennstoffdüse auszublasen. Man bedient

richtung durchgeblasen werden. sich hierzu der vom auslaufenden Verdichter geliefer-

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- ten, im Wärmetauscher aufgeheizten Luft, die einen kennzeichnet, daß an den Kolben (24) innerhalb Überdruck gegenüber der Atmosphäre hat, um den der Rückstellfeder (26) ein mit einer ins Freie in der Brennstoffdüse verbliebenen Brennstoffrest führenden öffnung (32) zusammenwirkendes Ven- 40 über eine gegebenenfalls vorzusehende Abflußleitung til (31) und auf der Gegenseite ein mit einer Boh- ins Freie abzuführen. Diese Luft ist jedoch so heiß, rung (27) in der Brennstoffzufuhrleitung (20) zu- daß die in der Brennstoffdüse verbliebenen Brennsammenwirkender Kolben kleinerer Fläche (23) Stoffreste eine allmähliche Verkokung und damit verso angesetzt ist, daß bei eingeschalteter Brenn- bundene Verschmutzung der Brennstoffdüse hervorstoffzufuhr das Ventil geschlossen und die Boh- 45 rufen. Bei der genannten Verfahrensweise zum Ausrang offen ist, bei abgeschalteter Brennstoffzufuhr blasen der Brennstoffdüse eines mit einem Wärmedas Ventil dagegen offen und die Bohrung ge- tauscher ausgerüsteten Gasturbinentriebwerks ist soschlossen ist. mit dessen sicherer Dauerbetrieb nicht oder nur dann

gewährleistet, wenn die Brennstoffdüse in relativ kur-

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffdüse mit vor- 50 zen Zeitabständen gesondert gewartet, d. h. gereinigt gesetzter Umschalteinrichtung, die einen gegen Fe- und hierzu gegebenenfalls gegen eine andere Brennderkraft hydraulisch derart betätigbaren Kolben auf- stoffdüse ausgetauscht wird. Solche zusätzlichen weist, daß durch ihn beim Abschalten der Brennstoff- Wartungsarbeiten, die damit verbundenen Kosten zufuhr der Weg des Brennstoffs zur Düse abgesperrt und nicht zuletzt der damit verbundene Triebwerksund gleichzeitig der Weg für Spülluft aus einer 55 ausfall sind in der Praxis unerwünscht.
Druckluftquelte zur Düse geöffnet, beim Einschalten Um diese Nachteile, welche bei den geschilderten, der Brennstoffzufuhr jedoch umgekehrt gesteuert bekannten Verfahrensweisen zum Ausblasen der wird, für ein mit einem Abgas-Druckluft-Wärmetau- Brennstoffdüse auftreten, zu beseitigen, soll eine Vorscher ausgerüstetes Gasturbinentriebwerk. richtung eingangs genannter Gattung zum Ausblasen Da kohlenwasserstoffhaltige Brennstoße durch 60 der Brennstoffdüse geschaffen werden, bei der undauernd auf sie einwirkende Hitze zum Verkoken mittelbar nach Abschalten des Triebwerks weder neigen, geben sie Anlaß zur Bildung von koksartigen Brennstoff in die Brennkammer gelangt und verkokt, Ausscheidungen an der Brennstoffdüse, die schließ- noch der noch in den Zufuhrleitungen der Brennstofflich zu Düsenverstopfungen führen. düse vorhandene Brennstoffrest verkokt und somit Ausblasevorrichtungen für Düsenleitungen und 65 ein funktionssicherer Betrieb des Triebwerks gewähr-Düsen von ölbrennern sind durch die schweizerische leistet ist.

Patentschrift 293 288 und die deutschen Patentschrif- Die Erfindung besteht darin, daß die Düse in an

ten 686 610 und 856 342 bekannt. Bei diesen mündet sich bekannter Weise eine mittige Ausströmbohrung