DE1934471C3 - Zerstäuberdüse fur flussige Brenn stoffe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zerstäuberdüse für flüssige Brennstoffe, die in einem rohrförmigen Körper mit einer Stirnwand einen diametral verlaufenden Brennstoffkanal mit an dessen Enden vorgesehenen Eintrittsöffnungen und einen zwischen den Eintrittsöffnungen vorgesehenen, quer zum Brennstoffkanal verlaufenden Austrittsschlitz aufweist, der in einen entsprechend verlaufenden äußeren Schlitz mündet.

Eine derartige Zerstäuberdüse ist bekannt. Auf Grund der im Bereich des quer verlaufenden Austrittsschlitzes von gegenüberliegenden Seiten aufeinandertreffenden Flüssigkeitsströmen wird eine gute Zerstäubung der Flüssigkeit in Form eines fächerförmigen Strahls erreicht, sofern der Flüssigkeitsdruck ausreichend hoch ist (USA.-Patentschrift 1531877).

Bei einer andersartigen Zerstäuberdüse für flüssige Brennstoffe tritt aus einer zentralen öffnung axial ein Flüssigkeitsstrahl aus. Auf diesen Flüssigkeitsstrahl treffen unter einem spitzen Winkel Luftstrahlen, die den Flüssigkeitsstrahl zerstäuben. Die Luftstrahlen treten um die zentrale öffnung herum gleichmäßig angeordneter Bohrungen aus, die aus unem Luftführungsrohr gespeist werden, das um einen Brennstoffkanal angeordnet ist, der mit der zentralen Ölfnung in Verbindung steht. Da die Luftstrahlen auf den praktisch unzers.täubten Flüssigkeitsstrahl auftreffen, wird eine gute Zerstäubung nur dann erreichbar sein, wenn der Druck der Luftstrahien ausreichend hoch ist. Bei niedrigen Flüssigkeits- und Luftdrücken dürfte keine ausreichende Zerstäubung mehr gegeben sein (britische Patentschrift 27 618 AD l^l)04).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zerstäuberdüse für flüssige Brennstoffe zu schafTen. die auch bei niedrigen Drücken der Flüssigkeit und der Luft eine zufriedenstellende Zerstäubung der Flüssigkeit gewährleistet.

Diese Aufgabe wird bei einer Zerstäuberdüse der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Zerstäuberdüse in an sich bekannter Weise in einem Luttführungsrohr mit einem rückseitigen Einlaß und stirnseitigen, aufeinander zu und quer zur Düsenachse gerichteten Au^laßkanälen sitzt, und daß diese Auslaßkanäle parallel zum Brennstoffkanal verlaufen und zwischen dem Austrittsschlitz und dem äußeren Schlitz münden, der in einer Stirnwand des Luftführungsrohres angeordnet ist.

Bei der erfindungsgemäßen Zerstäuberdüse wird eine gute Zerstäubung der Flüssigkeit schon wegen der von gegenüberliegenden Seiten aufeinandertreffenden FH'issigkeitsströme erzielt, die durch den Austrittsschlitz fächerförmig zerstäubt austreten. Die Zerstäubung wird noch weiter dadurch verbessert, daß ein in der Richtung und Form ähnlicher Luftfächer auf den Flüssigkeitsfächer auftrifft. Auf diese Weise ist die Zerstäubung auch dann noch ausrei chend, wenn der Druck des flüssi_sen Brennstoffe und/oder der Luft unter dem normalen Druck liegt.

Eine konstruktiv günstige Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßkanäle durch Nuten in der Innenseite der Stirnwand des Luftführungsrohres gebildet sind. Dabei können die Nu^fen in einer Rippe der Stirnwand liegen.

Nach einer anderen konstruktiv günstigen Ausbildung der Erfindung sind die Auslaßkanäle durch Nuten in der Stirnwand der Zerstäuberdüse gebildet, wobei diese Stirnwand an der Innenseite der Stirnwand des Luftführungsrohres anliegt.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigt F i g. 1 eine Zerstäuberdüse im Axialschnitt.

Fig. 2 die Zerstäuberdüse nach Fig. 1 in einer zur Fig.l um 90° verdrehten Seitenansicht, F i g. 3 eine andere Zerstäuberdüse im Axialschnitt.

F i g. 4 die Zerstäuberdüse gemäß F i g. 3 teilweise im Schnitt nach der Linie Ι-ΐ,

Fig. 5 die Zerstäuberdüse gemäß Fi g. 3 in Vorderansicht,

F i g. 6 eine andere Zerstäuberdüse im Axialschnitt und

F i g. 7 einen Teil der Zerstäuberdüse in perspektivischer Darstellung.

Die Zerstäuberdüse nach den Fig. 1 und 2 besteht aus einem rohrförmigen Körper 10 mit einer Stirnwand 11, in der ein Schlitz 20 vorgesehen ist. In einer diametralen Bohrung der Stirnwand 11 ist ein rohrförmiger Brennstoffkanal 12 eingesetzt, der den Schlitz 20 im rechten Winkel schneidet. Die Enden des Brennstoffkanals 12 sind eingeschweißt oder auf eine andere Art und Weise in der Bohrung

_fixiert In dem Brennstoffkanal 12 ist ein Austrittsschlitz 14 ausgebildet, der sich in Achsrichtung des Schützen 20 erstreckt. Die Tiefe des Austnttsschlit7.es ist etwas geringer als der Radius des rohrförmien Brennstolfkanals 12. Die Flüssigkeit aus dem 5 Körper 10 tritt durch zwei gegenüherlieuende. schlitzinrmi" "Cboaene HintrittsöfiMunsien 13i"(. 13 h in den Snstoffkinain ein. die beispielsweise mittels Funkenerosion hergestellt worden sind, nachdem der Brennstoffkanal 12 eineesetzt worden ist. jedoch be- in vor der Austrittsschlitz 14 ausbildet worden .st. nie Eintrittsöfinungenl3«. Uh ersire,-ken sich durch die Stirnwand 11 des Kurdin bis in das Inner, des BrcnnstofTkanaK 12 h ,;n. Die Enden des Brennstoffkanal 12 sind an der Außenseite des ,-10 zusammengedrückt und dann zusammen-

-sv.au.eißt. so daß sie dicht abgeschlossen sind. Der rohrförmige Körper 10 sit/t mit seinem rück-

iiien Ende in einem Brennstoff/..führungsrohr 15, —-,...-

das zusammen mit dem rohrförmigen Körner IC in 20 richtete Luftstrahlen ge einen' Luftführungsrohr 16 sit/t. Das Luftiührur.gs- 119 erstreckt sich in dci rohr 16 weist einen Einlaß 17 und zwei Auslaßkanäle 18«. 18 h auf, aus denen zwei Luftströme parallel zur Außenfläche der Stirnwand 11 von dia-

fräst. Die totale Tiefe dieser beiden Nuten _isl■ als die Dicke der Stirnwand 111. so cud miteinander in Verbindung stehen

Der rohrförmig? korper HU sii/t mn seifen Ende in einem Brennst«f^^™ Das Brennstoffzuführungsrohr U* rohrförmigen ein Luftführungsrohr 116. das den ^s.

Körper 110 umgibt. Das Luftführung,ohr llfi vu.u_ einen Einlaß 1 Π auf. Der Querscnnrti^cic.^ ^ ^ rungsrohres 116. der aus I-ig. <~ Weise

durch Funkenerosion oder auf andere * _die

hercestellt. Zur Stirnwand 121 hin kom.vc

Innenfläche des Luftführungsrohres üuernut ausgebildeter äußerer ν_j schneidet d.e Stirnwand 121 d,s ^¹¹,¹^;, 116. Hierdurch werden zwei " ^Lt- _118;,

Stirnwand 1 Il '^ende M,»na,e \ _s Luftfühfür zwei .on entgegengesetzten sitjr.. . rungsrohres 116 ausgehende un< -^IUIL! hl JJf^^

_die

_hrc,

zu geSchiit/ wie der

Austrittsschlitz 114. so daß der flache fächerförmige Luftstrom in Richtung und Form ^f ^cm PIussiokeuss.rom ist. Der Luftstrom unterstu.zt du. Zt^

oegenüberliegenden Stellen austreten. Wie 25 stäubung der aus dem Austrittsscnii ^z , _{p d}

aus Γ i g! 2 ersichtlich, ist die Stirnband 21 des Luft- ausgetretenden ^-g"^!^ m die führungsrohres 16 mit einer diametral Ner'aufenden zu. .lie zerstaubte Flüssigkeit um ücr u Rinne 2 versehen. Die Innenfläche der Stirnwand 21 Brennkammer zu fordern. -■ -

S^Pan der Rippe 22 mit durch Elektroerosion oder In dem Aus ührungsbe.sp d n..ch

au'' eine andere Art und Weise hergestellte diame- 30 und 7 besteht d.e Zerstäuberdüse aus trale Nuten versehen, die als die erwähnten Aus- förmigen Korper 210 rni einer _pun_

aßkanäle 18«, 18 h dienen. Der Körper 10 liegt in der Innenfläche dieser Snn - d 211^s dieser Nut an, wobei sich die Achse des Brennstoff- keneros.on ^oder ^"^,"^ ausgebildet Diese Nut kannls 12 parallel zur Nut erstreckt. Ein quer ver- förmige. koax.ale Nut 232 ausgebj αα. laufender äußerer Schlitz 19 ist in der Stirnwand 21 35 232 bildet eine innere Insel 2«. durch eingeschnitten, so daß die die beiden Auslaßkanäle 18 (7. 18 h 'iildende Nut eine Öffnung nach außen hat. Die Auslaßkanäle 18 a, 18 h werden auf diese Weise durch die Stirnwand 11 des Körpers 10 und

ste hen. dienen als

Korper 210

Ts16 S,det

Α "KSnstoffkanal 12 tritt ein zerstäubter Flüssigkeitsfächer aus, während aus den Auslaßkanälen 18 ω, 18 h ein Luftfächer austritt, derm Gestalt und Richtung gleich dem Flüssigkeitsfächer ist.

Die beschriebene Zerstäuberdüse ,st besonders be. kleinen Gasturbinen vorteilhaft, be, denen ein sehr niedriger Brennstoffdruck während des Leerlaufs vorhanden ist und der verfügbare Luftdruck ebenfalls extrem niedrig ist. Trotz dieser ungunstigen >o Druckverhaltnis.se werden mit der crfindungsgemaßen Zerstäuberdüse befriedigende Zerstäubungsergcbnisse erzielt.

IndemAusführungsbeispielnachdenF.g.Sb.sS Das N ^

weist die Zerstäuberdüse einen rohrförmigen Korper 55 weis einen Kopf »4 UO mit einer Stirnwand 111 auf. An der Innen«,te ^t S^i

dl lfnder metrale Bohrung ^ ^Β^^η^™ ^ _außerdem Be, der Herstellung^.eser Bo^ _KJ}

ein Bohrloch in der Wand^des1. β _verschi_os.

210 erzeugt, das mit e „^ S»pf™ J-

a Ä -er

der sich senkrech, zum £ schneidet.

Druck dem rohrförmigen υ ^. _entge?en_

_{uber die beiden} Eintritts ^ _den Brennstoffkanal und hm ^ _{2n auf}.

^ fj_a^ ^_n Gestalt eines fein zerstäubten

"ⁿ.^an.^de.^r'.^s°.°^*^ie'" _dem Austrif.sschlik 214 aus-Flussigkeitsfac.iers aus dem Austr

^tre^"· . _{Ende de<i} rohrförmigen Köφers 210 Das Nord, ret nc^e _{GestaU dner}

entgegengesetzter Atitt

UO mit einer Stirnwand 111 auf. An der

der Stirnwand 111 ist ein diametral verlaufender

^ gg

ng legenden S^ienflächen hat, Der Austritts ng^eg!«ία _{Basis dner Nut} 236, die sic

deck, ist. deren Durchme_ssc_f geringe, als de, innere Durchmesser des rohrlörm.gen Korpers lsi Di Seheibe ist angeschweißt oder auf andere Art und _mi„^e _K" „_c, ₂I0 mil seinem riictsciliten Ende in

⁵ feÄ

. eines _R,n_Sra_umes anordne,

Das Luftführungsrohr 216 weist einen Einlaß 217 für Druckluft und eine Stirnwand 221 auf. gegen die die Stirnwand 211 des Kopfes 234 anstößt. Der innere Durchmesser des Luftführungsrohres 216 ist so groß, daß ein Teil des Kopfes 234 dicht an der Wand des Luftführungsrohrcs anliegt, so daß nur die Nuten 237 über die durch die abgeflachten Seitenflächen gebildeten Kanäle direkt in Verbindung mit dem oben erwähnten Ringraum stehen. Die Nuten 237 und die Innenseiten der Stirnwand 221 bilden somit Auslaßkanäle 218 a, 218/; für zwei von entgegengesetzten Stellen aufeinander zu gerichtete Luftstrahlen. Die Stirnwand 221 ist mit einem quer verlaufenden äußeren Schlitz 219 versehen, der in Richtung des Austrittsschlitzcs 214 verläuft, so daß im Betrieb, wenn Luft und Brennstoff unter Druck der Zerstäuberdüse zugeführt werden, ein fächerförmiger Luftstrom gebildet wird, der einen fächerförmigen Flüssigkeitsstrom umschließt. Der Luftstrom unterstützt dabei die Zerstäubung der Flüssigkeit, die aus dem Austrittsschlitz 214 austritt und ίο stellt sicher, daß eine befriedigende Zerstäubung selbst bei einem sehr geringen Flüssigkeits- bzw. Luftdruck erreicht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Zerstäuberdüse für flüssige Brennstoffe, die

in einem rohrförmigen Körper mit einer Stirnwand einen diametral verlaufenden Brennstoffkanal mit an dessen Enden vorgesehenen EintrittsölTnungen und einen zwischen den Eintrittsöffnungen vorgesehenen, quer zum Brennstoffkanal verlaufenden A,ustrittsschlitz aufweist, der m in einen entsprechend verlaufenden äußeren Schlitz mündet, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäuberdüse in an sich bekannter Weise in einem Luftführungsrohr (16, 116, 216) mit einem rückseitigen Einlaß (17,117, 217) und stirnseitigen, aufeinander zu und quer zur Düsenachse gerichteten Auslaßkanälen (18 a, 18 6, 118 a, 118 b, 2XSa, 218 b) sitzt, und daß diese Auslaßkanäle _V18 α, 18/), 118 a, 118/), 218«, 218/)) parallel zum Brennstoffkanal (12. =0 112. 212) verlaufen und zwischen dem Austrittsschlitz (14, 114, 214) und dem äußeren Schlitz (19. 119, 219) münden, der in einer Stirnwand (21, 121, 221) des Luftführungsrohres (16. 116, 216) angeordnet ist.

2. Zerstäuberdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßkanäle (18 a, 18 b, 118 a, 118 b) durch Nuten in der Innenseite der Stirnwand (21, 1*1) des Luftführungsrohres (16. 116) gebildet sind.

3. Zerstäuberdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (\üa, 18 b) in einer Rippe (22) der Stirnwand (21; liegen.

4. Zerstäuberdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßkanäle (218 a, 218 b) durch Nuten in der Stirnwand (211) des rohrförmigen Körpers (210) gebildet sind und diese Stirnwand (211) an der Innenseite der Stirnwand (221) des Luftführungsrohres (216) anliegt.

40