DE1936416C3 - Vorrichtung zum Zerstäuben von flüssigem Brennstoff, insbesondere zur Verwendung bei Gasturbinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zerstäuben von flüssigem Brennstoff, insbesondere zur Verwendung bei Gasturbinen, bei der am Austrittsende eines zur Luftzufuhr vorgesehenen rohrförmigen Körpers eine aus mehreren Drallplatten bestehende Dralleinrichtung angeordnet ist, die eine Brennstoffzuführung mit auf der stromabwärtigen Seite der Dralleinrichtung radial angeordneten Austrittsöffnungen umgibt, aus denen der Brennstoff quer zum Luftstrom austritt.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art verlaufen die Austrittskanten der Drallplatten radial. Eine besondere Zuordnung der Austrittsöffnungen zu den Austrittskanten der Drallplatten ist nicht vorgesehen. Mit einer solchen Vorrichtung kann insbesondere im heruntergeregelten Zustand keine optimale Zerstäubung des flüssigen Brennstoffes erreicht werden (GB-PS 9 07 258).

Bei einer anderen bekannten Vorrichtung zum Zerstäuben von flüssigem Brennstoff sind stromab von einer Anordnung aus radialen achsparallelen Stegen radial angeordnete Austrittsöffnungen vorgesehen. Durch die Stege verlaufen achsparallele Kanäle für Luft, die den aus den radialen Austrittsöffnungen austretenden Brennstoff kreuzt. Weitere Zusatzluft kann durch den Bereich zwischen den Stegen zugeführt werden. Da bei dieser bekannten Vorrichtung die Zerstäubung des flüssigen Brennstoffes darauf beruht, daß die aus den Kanälen in den Stegen austretende Luft den Brennstoff kreuzt, hängt die Zerstäubungswirkung wesentlich von der Strömungsgeschwindigkeit der aus den Kanälen austretenden Luft ab. Im heruntergeregelten Zustand dürfte die Zerstäubungswirkung nicht ausreichen (US-PS18 69 897).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Zerstäuben von flüssigem Brennstoff der eingangs genannten Art i.u schaffen, mit der eine verbesserte Zerstäubung des Brennstoffes, insbesondere auch bei geringer Strömungsgeschwindigkeit der Luft, erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder Austrittsöffnung eine Drallplatte zugeordnet ist und die Austrittsöffnung sich in der Nähe des Fußes der Drallplatte befindet, deren Austrittskante gegenüber dem Radius geneigt ist, entlang dem der Brennstoff aus der zugeordneten Austrittsöffnung austritt.

Aufgrund der besonderen Ausbildung der Drallplatten, insbesondere der Neigung der Austrittskanten und der Zuordnung der radialen Austrittsöffnungen erreicht man sowohl bei hohen Luftdurchtrittsgeschwindigkeiten als auch bei kleinen Geschwindigkeiten eine maximale Zerstäubung des Brennstoffes.

Entlang der Seitenfläche einer jeden Drallplatte, auf die der Luftstrom auftrifft, entsteht nämlich eine Zone hoher Luftgeschwindigkeit, in die der Brennstoff senkrecht von unten eingespritzt wird, so daß es zu einer maximalen Zerstäubung kommt. Bei niedrigen Brennstoff- und Luftgeschwindigkeiten, wie sie z. B. beim Anfahren einer Turbine auftreten, entstehen hinter jeder Drallplatte starke Turbulenzen, die ebenso für eine hervorragende Zerstäubung des eingespritzten Brennstoffes sorgen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigt

F i g. 1 bis 3 verschiedene Ausführungen einer Vorrichtung zum Zerstäuben von flüssigem Brennstoff im Längsschnitt und

F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie 8-8 von F i g. 3.
In dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in Fig. 1 daigestellt ist, besteht die Vorrichtung zum Zerstäuben der Flüssigkeit aus einem rohrförmigen Körper 10 von zusammengesetztem Aufbau. Der Körper 10 wird an einem Ende von einem Tragteil 11 getragen, durch den ein Flüssigkeitszufuhrdurchgang 12 ausgebildet ist. Am anderen Ende des Körpers 10 ist eine Dralleinrichtung 13 innerhalb eines Rohrkörpers ausgebildet, die einen konisch expandierenden Luftstrom unmittelbar am Austritt aus dem Körper 10 erzeugt.

Der Durchgang 12 für die Flüssigkeitszufuhr ist mit einem Ende eines Rohres 14 verbunden, das sich koaxial innerhalb des rohrförmigen Körpers 10 erstreckt und mit einem umgebogenen Ende an den genannten Durchgang 12 für die Flüssigkeitszufuhr angeschlossen ist. Das freie Ende des Rohres 14 ist an einem hohlen Zentrierstück 15 gehalten, das innerhalb der Dralleinrichtung 13 eingepaßt ist. Das Zentrierstück 15 besitzt an einem Ende eine geschlossene Wand und in der Nähe dieser Wand ist eine Reihe von Austrittsöffnungen 16 ausgebildet, durch die die Flüssigkeit im Betrieb dem drallförmigen Luftstrom unmittelbar am Austritt aus der Dralleinrichtung 13 zugeführt wird. Es ist die gleiche Anzahl von Öffnungen 16 vorgesehen, wie geneigte Drallplatten bei der Dralleinrichtung 13 vorhanden sind

und die öffnungen 16 sind in der Nähe der Austrittskanten dieser Drallplatten derart angeordnet, daß jede öffnung 16 in der Nähe des Fußes einer damit zusammenhängenden Drallplatte angebracht ist. Die Austrittskante der Drallplatte ist gegenüber dem Radius geneigt, entlang dem Flüssigkeit aus der betreffenden öffnung 16 ausgespritzt wird.

Die Vorrichtung, die in F i g. 2 gezeigt ist, ist im Prinzip gleich derjenigen von Fig. 1, jedoch ist sie auf eine etwas andere Weise aufgebaut. Der grundlegende Unterschied besteht darin, daß das Rohr 14 durch einen gegossenen Einsatz 20 mit einem Hohlraum 22 ersetzt ist, der einen Ringteil 21 besitzt, der in dem Mittelteil des Körpers 10 eingepaßt ist und mittels radialer Arme 23 getragen wird, durch die sich ein Flüssigkeitsdurchgang 24 erstreckt.

Die Anordnung, die in den F i g. 3 und 4 dargestellt ist, ist im allgemeinen gleich derjenigen von F i g. 2, jedoch besitzt ein Gußteil 40 einen einzigen Flüssigkeitsdurch-

gang 41. Der Durchgang 41 befindet sich innerhalb eines radialen Armes 42, wobei ein diametral entgegengesetzicr Tragsteg 43 vorgesehen ist Das Enstück IS ist durch Schweißen an dem Gußteil 40 befestigt. Jede der öffnungen 16 ist in der Nähe des Fußes an der Austrittskante einer Drallplatte der Dralleinrichtung 13 angeordnet

Alle oben beschriebenen Ausführungsbeispiele der Vorrichtung dienen dazu, eine wirksame Zerstäubung von Flüssigkeit über einen weiten Bereich von Flüssigkeits- und Luftdruck zu erzeugen. Dieses ist von besonderer Bedeutung bei einer Gasturbine, da sehr niedrige Brennstoffdrücke und Luftdrücke bei dem Anlassen einer solchen Turbine vorhanden sind, jedoch soll die Vorrichtung auch wirksam bei hohen Luftdrükken und bei hohen Flüssigkeitsdrücken arbeiten, während die Gasturbine mit einer hohen Drehzahl umläuft.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum Zerstäuben von flüssigem Brennstoff, insbesondere zur Verwendung bei Gasturbinen, bei der am Austrittsende eines zur Luftzufuhr vorgesehenen rohrförmigen Körpers eine aus mehreren Drallplatten bestehende Dralleinrichtung angeordnet ist, die eine Brennstoffzuführung mit auf der stromabwärtigen Seite der Dralleinrichtung radial angeordneten Austrittsöffnungen umgibt, aus denen der Brennstoff quer zum Luftstrom austritt, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Austrittsöffnung (16) eine Drallplatte zugeordnet ist und die Austrittsöffnung (16) sich in der Nähe des Fußes der Drallplatte befindet, deren Austrittskante gegenüber dem Radius geneigt ist, entlang dem der Brennstoff aus der zugeordneten Austrittsöffnung (16) austritt.