DE19713377A1 - Düse, Verwendung einer Düse und Verfahren zur Eindüsung eines ersten Fluids in ein zweites Fluid - Google Patents

Düse, Verwendung einer Düse und Verfahren zur Eindüsung eines ersten Fluids in ein zweites Fluid

Info

Publication number
DE19713377A1
DE19713377A1 DE19713377A DE19713377A DE19713377A1 DE 19713377 A1 DE19713377 A1 DE 19713377A1 DE 19713377 A DE19713377 A DE 19713377A DE 19713377 A DE19713377 A DE 19713377A DE 19713377 A1 DE19713377 A1 DE 19713377A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
channel
nozzle
fluid
mouth
center line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19713377A
Other languages
English (en)
Inventor
Carsten Dipl Ing Tiemann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE19713377A priority Critical patent/DE19713377A1/de
Priority to PCT/DE1998/000778 priority patent/WO1998043743A2/de
Priority to DE59806190T priority patent/DE59806190D1/de
Priority to EP98925398A priority patent/EP0971792B1/de
Priority to JP54105598A priority patent/JP2001521438A/ja
Publication of DE19713377A1 publication Critical patent/DE19713377A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/34Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl
    • B05B1/3405Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl
    • B05B1/341Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl before discharging the liquid or other fluent material, e.g. in a swirl chamber upstream the spray outlet
    • B05B1/3478Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl before discharging the liquid or other fluent material, e.g. in a swirl chamber upstream the spray outlet the liquid flowing at least two different courses before reaching the swirl chamber
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/34Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl
    • B05B1/3405Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl
    • B05B1/341Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl before discharging the liquid or other fluent material, e.g. in a swirl chamber upstream the spray outlet
    • B05B1/3421Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl before discharging the liquid or other fluent material, e.g. in a swirl chamber upstream the spray outlet with channels emerging substantially tangentially in the swirl chamber

Description

Die Erfindung betrifft eine Düse zur Eindüsung eines ersten Fluids in ein zweites Fluid, eine Verwendung einer solchen Düse und ein Verfahren zur Eindüsung eines ersten Fluids in ein zweites Fluid.
In der DE 32 35 080 A1 ist eine Rücklaufeinspritzdüse be­ schrieben, bei der zwei einander entgegengesetzte Flüssig­ keitszuführungen tangential in einen kreiszylindrischen Drallraum münden. Mit dem Drallraum ist einerseits ein Ein­ spritzkanal und entgegengesetzt dazu andererseits eine Rück­ laufbohrung verbunden. Die Rücklaufeinspritzdüse ist insbe­ sondere für die Zerstäubung von flüssigem Brennstoff in Gasturbinenbrennkammern geeignet. Eine Zerstäubung wird da­ durch erreicht, daß tangential in die Drallkammer Brennstoff einströmt und zu einem Hauptstrom vereinigt wird, wobei durch eine kreisförmige Führung in der Drallkammer dem Hauptstrom ein Drall erteilt wird, der im Einspritzkanal erhalten bleibt, so daß der Brennstoffstrahl beim Austritt des Brenn­ stoffs aus dem Einspritzkanal kegelförmig auffächert. Ande­ rerseits wird Brennstoff über die Rücklaufbohrung zurückge­ führt. Unter Beibehaltung eines konstanten Brennstoffzustro­ mes zur Rücklaufeinspritzdüse wird die Menge von eingespritz­ tem Brennstoff dadurch gesteuert, daß die Menge an zurückge­ führtem Brennstoff eingestellt wird. Ein Zerstäuber mit Rück­ laufregelung geht ebenfalls hervor aus der DD 22 076.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Düse zur Eindüsung eines ersten Fluids in ein zweites Fluid anzugeben. Weitere Aufga­ ben sind es, eine Verwendung einer solchen Düse sowie ein Verfahren zur Eindüsung eines ersten Fluids in ein zweites Fluid anzugeben.
Erfindungsgemäß wird die auf eine Düse zur Eindüsung eines ersten Fluids in ein zweites Fluid gerichtete Aufgabe gelöst durch eine Düse mit einem Düsenkörper, in dem das erste Fluid führbar ist, wobei in dem Düsenkörper ein entlang einer er­ sten Mittellinie gerichteter erster Kanal vorgesehen ist, in den ein entlang einer zweiten Mittellinie gerichteter zweiter Kanal an einer Mündung mündet, wobei der erste und der zweite Kanal vor der Mündung strömungstechnisch parallel geschaltet sind und wobei die zweite Mittellinie an der Mündung eine Tangente aufweist, die von der ersten Mittellinie beabstandet ist.
Unter einer Mittellinie eines Kanals ist die Linie zu verste­ hen, die sich aus der Gesamtheit der Schwerpunkte jeder Quer­ schnittsfläche des Kanals ergibt.
Eine an der Mündung liegende Tangente an die zweite Mittelli­ nie ist die Tangente an die zweite Mittellinie in jenem Punkt, in dem die zweite Mittellinie von der Mündungsfläche geschnitten wird. Die Mündungsfläche ist die Fläche, die durch den Rand der an der Mündung endenden Wand des zweiten Kanals eingeschlossen ist.
Der Ausdruck "strömungstechnisch parallel geschaltet" ist in Analogie zu einer elektrischen Schaltung zu sehen. Der erste Kanal entspricht einer elektrischen Leitung, der eine zweite elektrische Leitung, die dem zweiten Kanal entspricht, bis zu einer Zusammenschaltung der beiden Leitungen parallel ge­ schaltet ist. Der erste und der zweite Kanal dienen vor der Mündung der Führung voneinander getrennter Teilströme des er­ sten Fluids, die an der Mündung vereinigt werden. Diese Teil­ ströme entsprechen elektrischen Strömen durch die beiden Lei­ tungen vor ihrer Zusammenschaltung.
Dadurch, daß die an der Mündung liegende Tangente der zweiten Mittellinie von der ersten Mittellinie beabstandet ist, er­ gibt sich eine exzentrische Einmündung des zweiten Kanals in den ersten Kanal. Mit einer solchen Düse wird einem im ersten Kanal strömenden Fluidstrom durch die zum ersten Kanal exzen­ trische Einmündung eines im zweiten Kanal strömenden Fluid­ stroms ein Drall aufgeprägt. Dem im ersten Kanal strömenden Fluidstrom wird also zusätzlich zu seinem in Strömungsrich­ tung gerichteten Impuls ein Drehimpuls erteilt. Bei einem Austritt des so drallbehafteten Fluidstroms aus der Düse fä­ chert der Fluidstrom kegelförmig auf. Dabei wird die aus dem Impuls in Hauptströmungsrichtung resultierende Wurfweite des Strahls im wesentlichen beibehalten. Die Wurfweite ist jene Länge, die der Strahl maximal in seiner beim Austritt aus der Düse weisenden Hauptströmungsrichtung vom Düsenaustritt zu­ rücklegt. Durch die im wesentlichen beibehaltene Wurfweite und durch die gleichzeitige Strahlauffächerung durch den Drall ist es insbesondere möglich, eine gute Durchmischung des ersten Fluids mit dem zweiten Fluid über die gesamte Wurfweite zu erhalten. Dies ist insbesondere bei einer Ein­ düsung von Brennstoff als erstem Fluid in Verbrennungsluft als zweitem Fluid von Bedeutung. Eine solche Eindüsung wird beispielsweise bei einem Brenner einer Gasturbine benutzt. Eine feine Verteilung von Brennstoff und Verbrennungsluft er­ gibt eine gleichmäßige Verbrennungstemperatur und damit ge­ ringe Stickoxidbildung.
Bevorzugt ist der Düsenkörper entlang einer Düsenachse ge­ richtet, wobei der erste Kanal entlang der Düsenachse führt. Insbesondere fällt die Mittellinie des ersten Kanals mit der Düsenachse zusammen. Damit ist ein im ersten Kanal strömender Fluidstrom ein gerade gerichteter Strom mit einem hohen Im­ puls in Strömungsrichtung.
Weiter bevorzugt weist der erste Kanal eine Hauptquer­ schnittsfläche und der zweite Kanal eine Nebenquerschnitts­ fläche auf, die kleiner als die Hauptquerschnittsfläche ist. Dadurch fließt im zweiten Kanal ein geringerer Massenstrom des ersten Fluids als im ersten Kanal. Damit wird der Impuls des im ersten Kanal fließenden Teilstroms des ersten Fluids auch bei einer Einmündung eines im zweiten Kanal strömenden Teilstroms des ersten Fluids im wesentlichen beibehalten, wo­ durch die erzielbare Wurfweite im wesentlichen erhalten wird.
Bevorzugt die Mündung einen größten Mündungsdurchmesser auf­ weist, wobei sich der erste Kanal stromab der Mündung über mindestens eine solche Länge erstreckt, daß sich ein Teil­ strom des ersten Fluids im ersten Kanal mit einem Teilstrom des ersten Fluids aus dem zweiten Kanal zu einem einzigen, sich beim Austritt aus der Düse nicht aufspaltenden, Haupt­ strom vereinigt, höchstens aber über eine Länge, über die ein Drall des Hauptstromes noch erhalten bleibt, insbesondere über eine Länge von dem drei- bis vierfachen des größten Mün­ dungsdurchmessers.
Es wird so einerseits erreicht, daß sich bei Austritt des er­ sten Fluids aus der Düse nur ein einziger, kegelförmig auffä­ chernder Strahl ergibt, daß also keine Aufspaltung in zwei ge­ trennte Teilstrahlen erfolgt. Andererseits bleibt der an der Mündung dem Hauptstrom erteilte Drall erhalten, daß heißt der Drall wird nicht durch eine Führung in einem zu langen Kanal abgebaut.
Bevorzugtermaßen schließt der mit dem zweiten Kanal parallel geschaltete erste Kanal an der Mündung mit dem zweiten Kanal einen Winkel zwischen 5° und 90°, insbesondere zwischen 35° und 55°, ein. Durch einen solchen Einströmwinkel wird beson­ ders gut einerseits ein Drall auf einen im ersten Kanal strö­ menden Teilstrom des ersten Fluids erteilt. Andererseits wird gleichzeitig ein in Strömungsrichtung des im zweiten Kanal strömenden zweiten Teilstroms des ersten Fluids gerichteter Impuls übertragen, so daß sich an der Mündung nur ein gerin­ ger zusätzlicher, aus der Vereinigung der Teilströme resul­ tierender Strömungswiderstand ergibt.
Weiter bevorzugt weist der erste Kanal einen ungefähr kreis­ förmigen Querschnitt auf, wobei der zweite Kanal im wesentli­ chen tangential in den ersten Kanal mündet. Tangential bedeu­ tet, daß es in einer die Mündung teilenden, senkrecht zur er­ sten Mittellinie gerichteten Ebene eine gemeinsame Tangente an die Oberfläche des ersten und zweiten Kanals gibt. Eine solche tangentiale Einmündung verursacht eine besonders große Drallübertragung auf einen im ersten Kanal strömenden Teil­ strom des ersten Fluids.
Bevorzugtermaßen mündet ein dritter Kanal in den ersten Kanal an einer Zusatzmündung, wobei die Zusatzmündung bezüglich der Mittellinie des ersten Kanals der Mündung gegenüberliegt. Insbesondere ist die Strömungsrichtung eines im dritten Kanal strömenden Teilstromes des ersten Fluids der Strömungsrich­ tung eines im zweiten Kanal strömenden Teilstromes des ersten Fluids ungefähr entgegengesetzt. Ein so angeordneter weiterer Kanal erhöht den Drallübertrag auf einen im ersten Kanal strömenden Fluidstrom und führt zu einer gleichmäßigeren Ver­ teilung des ersten Fluids über den Umfang des sich beim Aus­ tritt des ersten Fluids aus der Düse ausbildenden Spritzke­ gels.
Weiter bevorzugt ist jeder Kanal als kreissymmetrische Boh­ rung ausgeführt. Bevorzugt weist der Düsenkörper eine Außen­ fläche auf, die zumindest teilweise als ein Gewinde ausgebil­ det ist. Ein so gestalteter Düsenkörper ermöglicht einen ein­ fachen Einbau der Düse z. B. in einen Brenner durch einfaches Einschrauben des Düsenkörpers.
Bevorzugtermaßen wird die Düse zur Eindüsung von Brennstoff in Verbrennungsluft in einem Brenner, insbesondere in einem Vormischbrenner einer Gasturbine, eingesetzt. Dabei ist das erste Fluid Brennstoff und das zweite Fluid Verbrennungsluft. Ein Vormischbrenner zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß Brennstoff und Verbrennungsluft zunächst gemischt und erst dann einer Verbrennung zugeführt werden. Das Prinzip ei­ nes Vormischbrenners ist beschrieben in dem Artikel "Progress in Nox and CO Emission Reduction of Gas Turbines", H. Maghon, P. Berenbrink, H. Termühlen und G. Gartner, ASME/IEEE Power Generations Conference, Boston 1990, worauf hiermit explizit Bezug genommen wird.
Die auf ein Verfahren gerichtete Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Eindüsung eines ersten Fluids in ein zweites Fluid, wobei das erste Fluid in einem ersten Teilstrom entlang einer ersten Mittellinie und in einem zwei­ ten Teilstrom entlang einer zweiten Mittellinie geführt wird, wobei der zweite Teilstrom mit dem ersten Teilstrom so verei­ nigt wird, daß dem ersten Teilstrom durch die Vereinigung ein Drall aufgeprägt wird. Es ergibt sich also ein aus dem ersten Teilstrom und dem zweiten Teilstrom vereinigter, drallbehaf­ teter Hauptstrom.
Eine solche Zusammenführung zweier Teilströme resultiert in einem drallbehafteten Hauptstrom. Ein solcher Drall bewirkt, wie oben bereits näher erläutert, eine Auffächerung des aus der Düse austretenden Hauptstroms. Diese Auffächerung führt wiederum zu einer guten Durchmischung des ersten Fluids mit dem zweiten Fluid.
Bevorzugtermaßen werden der erste Teilstrom und der zweite Teilstrom unter einem Winkel zwischen 5° und 90°, insbeson­ dere zwischen 35° und 55°, zusammengeführt.
Eine solche Vereinigung zweier Teilströme bewirkt, daß ein großer Impuls in Strömungsrichtung der zusammengeführten Teilströme beibehalten wird.
Bevorzugt ist das erste Fluid Brennstoff und das zweite Fluid Verbrennungsluft, wobei der Brennstoff in einer Düse eines Brenners, insbesondere eines Vormischbrenners einer Gastur­ bine, geführt und in die Verbrennungsluft eingedüst wird.
Die Düse und das Verfahren werden anhand der Zeichnung bei­ spielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Düse im Luftkanal eines Vormischbrenners,
Fig. 2 einen Querschnitt durch die Düse aus Fig. 1 und
Fig. 3 eine Seitenansicht einer weiteren Ausgestaltung ei­ ner Düse.
Gleiche Bezugszeichen haben in den verschiedenen Figuren die gleiche Bedeutung. In Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer in einem Luftkanal 12 eines nicht weiter dargestellten Vormisch­ brenners eingebauten Düse 1 abgebildet. Der Luftkanal 12 ist nicht maßstäblich abgebildet. Ein Düsenkörper 2 ist entlang einer Achse 2a gerichtet und besteht aus einem zylindrischen Kopfteil 2b mit einer Stirnseite 2e und einem ebenfalls zy­ lindrischen, etwa gleich langen Schraubenteil 2c mit einem Außengewinde 7, mit dem die Düse 1 in eine Wand 12b des Luft­ kanals 12 eingeschraubt ist und einer Stirnseite 2d. Das Schraubenteil 2c weist ungefähr 2/3 des Durchmessers des Kopfteils 2b auf. Das Schraubenteil 2c schließt sich an einer Fußfläche 2f des Kopfteils 2b an das Kopfteil 2b an. Das Ge­ winde 7 weist einander bezüglich der Achse 2a gegenüberlie­ gende Schlitze 7a, 7b auf. Die Schlitze 7a, 7b erstrecken sich jeweils parallel zur Achse 2a von der Stirnseite 2d des Schraubenteils 2c bis über ca. 4/5 der Länge des Schrauben­ teils 2c. Das Kopfteil 2b weist eine im Querschnitt sechsec­ kige, im folgenden als Innensechskant 6 bezeichnete Vertie­ fung entlang der Achse 2a mit etwa dem halben Durchmesser des Durchmessers des Kopfteils 2b auf. Der Innensechskant 6 er­ streckt sich in seiner Tiefe etwa über 2/3 der Länge des Kopfteils 2b und dient dem Eingriff eines Werkzeugs zum Ein­ schrauben der Düse 1 in die Wand 12b des Luftkanals 12. An den Innensechskant 6 schließt sich ein im Querschnitt kreis­ förmiger erster Kanal 3 entlang der Achse 2a mit einem Durch­ messer 3b von ungefähr 1/8 des Durchmessers des Kopfteils 2b an. Der erste Kanal 3 erstreckt sich mit diesem Durchmesser 3b bis in das Schraubenteil 2c hinein und verjüngt sich an­ schließend auf einer kurzen Strecke um ungefähr 2/3 auf einen Durchmesser 3c. Der erste Kanal 3 führt durch das Schrauben­ teil 2c entlang der Achse 2a bis zur Stirnseite 2d des Schraubenteiles 2c. Der erste Kanal 3 weist eine erste Mit­ tellinie 3a auf, die mit der Achse 2a zusammenfällt. Ein zweiter, im Querschnitt kreisförmiger Kanal 4 erstreckt sich unter einem Winkel α (s. Fig. 3) zur Achse 2a durch das Schraubenteil 2c von dem Schlitz 7a bei etwa der Hälfte der Länge des Schraubenteils 2c bis zur Fußseite 2f des Kopftei­ les 2b. Hier mündet er an einer Mündung 5 in den ersten Kanal 3, der dort den Durchmesser 3b aufweist. Der zweite Kanal 4 ist entlang einer zweiten Mittellinie 4a gerichtet. Die zwei­ te Mittellinie 4a weist an der Mündung eine Tangente 4b auf, die mit der zweiten Mittellinie 4a zusammenfällt, da die zweite Mittellinie 4a eine Gerade ist. Die Tangente 4b ist von der ersten Mittellinie 3a mit dem Abstand a (s. Fig. 2) beabstandet. Ein dritter, im Querschnitt kreisförmiger Kanal 4' erstreckt sich vom Schlitz 7b entlang einer dritten Mit­ tellinie 4a', und mündet an einer Zusatzmündung 5' in den er­ sten Kanal 3. Der dritte Kanal 4' ist bezüglich der Achse 2a symmetrisch zum zweiten Kanal 4 angeordnet. Die dritte Mit­ tellinie 4a' weist an der Zusatzmündung 5' eine Tangente 4b' auf, die mit der dritten Mittelinie 4a' zusammenfällt und zur ersten Mittellinie 3a mit dem Abstand a (s. Fig. 2) beabstan­ det ist. Die Düse 1 mündet in einen senkrecht zur Achse 2a gerichteten Luftkanal 12 mit einer Luftkanalbreite 12a.
Bei einer Verwendung der Düse 1 in einem nicht dargestellten Brenner, z. B. in einem Vormischbrenner einer Gasturbine, durchströmt Brennstoff 10 von der Stirnseite 2d des Schrau­ benteils 2c den ersten Kanal 3 bis zur Stirnseite 2e des Kopfteils 2b. Dort tritt der Brennstoff 10 als Brennstoff­ strahl 10d in den Luftkanal 12 ein, in dem Verbrennungsluft 11 ungefähr senkrecht zur Richtung des Brennstoffstrahles strömt. Teilströme 10b des Brennstoffes 10 werden über die Schlitze 7a und 7b dem zweiten Kanal 4 bzw. dem dritten Kanal 4' zugeführt. An der Mündung 5 bzw. an der Zusatzmündung 5' tritt dieser Teilstrom 10b in den ersten Kanal 3, in dem ein Teilstrom 10a des Brennstoffes 10 fließt, exzentrisch ein. Die Teilströme 10b und 10a werden zu einem Hauptstrom 10c vereinigt. Durch die exzentrische Einströmung wird dem Haupt­ strom 10c ein Drall aufgeprägt. Der drallbehaftete, vereinig­ te Hauptstrom 10c tritt als Brennstoffstrahl 10d aus der Düse 1 aus und fächert dabei durch den Drall auf, hat aber noch einen so großen Impuls in Hauptströmungsrichtung, daß sich der Brennstoffstrahl 10d über nahezu die ganze Breite 12a des Luftkanals 12 erstreckt. Damit ergibt sich eine gute Durchmi­ schung von Brennstoff 10 und Verbrennungsluft 11 über nahezu die ganze Luftkanalbreite 12a. Der Schraubenteil 2c ist ge­ genüber dem Luftkanal 12 an der Fußseite 2f des Kopfteils 2b abgedichtet.
In Fig. 2 ist ein Querschnitt durch die Düse 1 aus Fig. 1 im doppelt so großen Maßstab dargestellt. Zur besseren Ver­ anschaulichung sind die Kanäle 4, 4' in die Querschnittsebene geschwenkt. In den ersten Kanal 3 münden tangential der zwei­ te Kanal 4 und der dritte Kanal 4'. Die zweite Mittellinie 4a des zweiten Kanals 4 weist an der Mündung 5 eine Tangente 4b und die dritte Mittellinie 4a' des dritten Kanals 4' an der Mündung 5' eine Tangente 4b' auf, die jeweils mit den Mittel­ linien 4a und 4a' zusammenfallen, da diese Geraden sind. Die Tangenten 4b bzw. 4b' sind mit einem Abstand a von der Mit­ tellinie 3a des Kanals 3 beabstandet. Durch diese exzentri­ sche Mündung der Kanäle 4 und 4' in den ersten Kanal 3 wird dem im ersten Kanal 3 strömenden Teilstrom 10a des Brenn­ stoffs 10 durch die jeweils vom zweiten Kanal 4 und vom drit­ ten Kanal 4' zuströmende Teilströme 10b des Brennstoffes 10 ein Drall erteilt. Dabei wird der Impuls des Teilstromes 10a des Brennstoffes 10 im ersten Kanal 3 entlang der Mittellinie 3a im wesentlichen beibehalten. Der vereinigte Hauptstrom 10c wird noch über eine Länge 5b des ersten Kanals 3 geführt, um eine Aufspaltung in zwei Teil strahlen bei Austritt des Brenn­ stoffes 10 aus dem ersten Kanal 3 zu vermeiden. Damit tritt der in Kanal 3 vereinigte Hauptstrom 10c als Brennstoffstrahl 10d weit in die Verbrennungsluft 11 aus, so daß sich der Brennstoffstrahl 10d über nahezu die ganze Breite 12a des Luftkanals erstreckt. Somit kann über eine große Strecke Verbrennungsluft 11 mit Brennstoff 10 vermischt werden. Der dem Hauptstrom 10c erteilte Drall führt dabei zu einer kegel­ förmigen Auffächerung des aus der Düse 1 austretenden Brenn­ stoffstrahls 10d und damit zu einer Feinverteilung von Brenn­ stoff 10.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Düse 1 in einer Seitenansicht. Die Düse 1 ist bis auf eine andere Brennstoffzuführung zu den Kanälen 4 und 4' baugleich zu der Düse 1 aus Fig. 1. Zwei zum ersten Kanal 3 parallele Sack­ lochbohrungen 9 bzw. 9' im Schraubenteil 2c erstrecken sich jeweils von der Stirnfläche 2d des Schraubenteiles 2c über nahezu die ganze Länge des Schraubenteils 2c, wobei die Sack­ lochbohrung 9 den zweiten Kanal 4 und die Sacklochbohrung 9' den dritten Kanal 4' schneidet. Den Kanälen 4 bzw. 4' wird Brennstoff 10 über die Sacklochbohrung 9 bzw. 9' zugeführt.

Claims (13)

1. Düse (1) zur Eindüsung eines ersten Fluids (10) in ein zweites Fluid (11), mit einem Düsenkörper (2), in dem das er­ ste Fluid (10) führbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Düsen­ körper (2) ein entlang einer ersten Mittellinie (3a) gerich­ teter erster Kanal (3) vorgesehen ist, in den ein entlang ei­ ner zweiten Mittellinie (4a) gerichteter zweiter Kanal (4) an einer Mündung (5) mündet, wobei der erste Kanal (3) und der zweite Kanal (4) vor der Mündung (5) strömungstechnisch par­ allel geschaltet sind und wobei die zweite Mittellinie (4a) an der Mündung (5) eine Tangente (4b) aufweist, die von der ersten Mittellinie (3a) beabstandet ist.
2. Düse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkör­ per (2) entlang einer Düsenachse (2a) gerichtet ist, wobei der erste Kanal (3) entlang der Düsenachse (2a) führt.
3. Düse (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ka­ nal (3) an der Mündung (5) eine Hauptquerschnittsfläche und der zweite Kanal (4) an der Mündung (5) eine Nebenquer­ schnittsfläche aufweist, die kleiner als die Hauptquer­ schnittsfläche ist.
4. Düse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung (5) einen größten Mündungsdurchmesser (5a) aufweist, wobei sich der erste Kanal (3) stromab der Mündung (5) über minde­ stens eine solche Länge (5b) erstreckt, daß sich ein Teil­ strom (10a) des ersten Fluids (10) im ersten Kanal (3) mit einem Teilstrom (10b) des ersten Fluids (10) aus dem zweiten Kanal (4) zu einem einzigen, sich beim Austritt aus der Düse nicht aufspaltenden, Hauptstrom (10c) vereinigt, höchstens aber über eine Länge (5b), über die ein Drall des Hauptstro­ mes (10c) noch erhalten bleibt, insbesondere über eine Länge (5b) von dem drei- bis vierfachen des größten Mündungsdurch­ messers (5a).
5. Düse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem zweiten Kanal (4) parallel geschaltete erste Kanal (3) an der Mündung (5) einen Winkel (α) zwischen 5° und 90°, insbeson­ dere zwischen 35° und 55°, mit dem zweiten Kanal (4) ein­ schließt.
6. Düse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ka­ nal (3) einen ungefähr kreisförmigen Querschnitt aufweist, wobei der zweite Kanal (4) im wesentlichen tangential in den ersten Kanal (3) mündet.
7. Düse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Kanal (4') in den ersten Kanal (3) an einer Zusatzmündung (5') mündet, wobei die Zusatzmündung (5') bezüglich der Mit­ tellinie (3a) des ersten Kanals (3) der Mündung (5) gegen­ überliegt.
8. Düse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kanal (3, 4, 4') als kreissymmetrische Bohrung ausgeführt ist.
9. Düse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkör­ per (2) eine Außenfläche aufweist, die zumindest teilweise als ein Gewinde (7) ausgebildet ist.
10. Verwendung einer Düse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Eindüsung von Brennstoff (10) in Verbrennungs­ luft (11) in einem Brenner, insbesondere in einem Vormisch­ brenner einer Gasturbine.
11. Verfahren zur Eindüsung eines ersten Fluids (10) in ein zweites Fluid (11), dadurch gekennzeichnet, daß das erste Fluid (10) in einem ersten Teilstrom (10a) entlang einer er­ sten Mittellinie (3a) und in einem zweiten Teilstrom (10b) entlang einer zweiten Mittellinie (4a) geführt wird, wobei der zweite Teilstrom (10b) mit dem ersten Teilstrom (10a) so vereinigt wird, daß dem ersten Teilstrom (10a) durch die Ver­ einigung ein Drall aufgeprägt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teilstrom (10b) und der erste Teilstrom (10a) unter einem Winkel (α) zwischen 5° und 90°, insbesondere zwischen 35° und 55°, zusammengeführt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Fluid (10) Brennstoff (10) und das zweite Fluid (11) Verbren­ nungsluft (11) ist, wobei der Brennstoff (10) in einer Düse (1) eines Brenners, insbesondere eines Vormischbrenners einer Gasturbine, geführt und in die Verbrennungsluft (11) einge­ düst wird.
DE19713377A 1997-04-01 1997-04-01 Düse, Verwendung einer Düse und Verfahren zur Eindüsung eines ersten Fluids in ein zweites Fluid Withdrawn DE19713377A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19713377A DE19713377A1 (de) 1997-04-01 1997-04-01 Düse, Verwendung einer Düse und Verfahren zur Eindüsung eines ersten Fluids in ein zweites Fluid
PCT/DE1998/000778 WO1998043743A2 (de) 1997-04-01 1998-03-16 Düse, verwendung einer düse und verfahren zur eindüsung eines ersten fluids in ein zweites fluid
DE59806190T DE59806190D1 (de) 1997-04-01 1998-03-16 Düse, verwendung einer düse und verfahren zur eindüsung eines ersten fluids in ein zweites fluid
EP98925398A EP0971792B1 (de) 1997-04-01 1998-03-16 Düse, verwendung einer düse und verfahren zur eindüsung eines ersten fluids in ein zweites fluid
JP54105598A JP2001521438A (ja) 1997-04-01 1998-03-16 ノズルとその適用および第1の流体を第2の流体へ注入するための方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19713377A DE19713377A1 (de) 1997-04-01 1997-04-01 Düse, Verwendung einer Düse und Verfahren zur Eindüsung eines ersten Fluids in ein zweites Fluid

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19713377A1 true DE19713377A1 (de) 1998-10-15

Family

ID=7825106

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19713377A Withdrawn DE19713377A1 (de) 1997-04-01 1997-04-01 Düse, Verwendung einer Düse und Verfahren zur Eindüsung eines ersten Fluids in ein zweites Fluid
DE59806190T Expired - Fee Related DE59806190D1 (de) 1997-04-01 1998-03-16 Düse, verwendung einer düse und verfahren zur eindüsung eines ersten fluids in ein zweites fluid

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE59806190T Expired - Fee Related DE59806190D1 (de) 1997-04-01 1998-03-16 Düse, verwendung einer düse und verfahren zur eindüsung eines ersten fluids in ein zweites fluid

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0971792B1 (de)
JP (1) JP2001521438A (de)
DE (2) DE19713377A1 (de)
WO (1) WO1998043743A2 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202020001914U1 (de) 2020-05-05 2020-06-15 Hartmut Schiefer Einspritzdüse und Vorrichtung zur Beladung eines Kraftstoffes mit Gas
DE102020002684A1 (de) 2020-05-05 2021-11-11 Felix Schiefer Einspritzdüse und Vorrichtung zur Beladung eines Kraftstoffes mit Gas
DE102020004130A1 (de) 2020-07-09 2022-01-13 Felix Schiefer Kraftstoffeinspritzung im Verbrennungsmotor

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3235080A1 (de) * 1982-09-22 1984-03-22 Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim Ruecklaufeinspritzduese fuer die zerstaeubung von fluessigkeiten
US5035364A (en) * 1989-10-10 1991-07-30 Terronics Development Corporation Deagglomerator and method for deagglomerating particulate material
DE4440681C2 (de) * 1994-11-15 1996-10-17 Awab Umformtechn Gmbh & Co Kg Sprühdüse, insbesondere zum Versprühen von Wasser in Brandschutzanlagen
DE19608349A1 (de) * 1996-03-05 1997-09-11 Abb Research Ltd Druckzerstäuberdüse

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR808111A (fr) * 1936-07-15 1937-01-29 Phillips & Pain Ets Jet pulvérisateur
US2110409A (en) * 1937-05-19 1938-03-08 George W Veach Spray nozzle
US2428748A (en) * 1944-06-22 1947-10-07 Star Sprinkler Corp Nozzle
GB858948A (en) * 1957-09-17 1961-01-18 Dowty Fuel Syst Ltd Improvements in liquid spray nozzles
DE7112090U (de) * 1971-03-30 1971-07-15 Rost G & Soehne Brausekopf
DE2733102A1 (de) * 1977-07-22 1979-02-01 Bayer Ag Verfahren und vorrichtung zum zerstaeuben von fluessigkeiten
US5590837A (en) * 1995-02-28 1997-01-07 Calmar Inc. Sprayer having variable spray pattern

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3235080A1 (de) * 1982-09-22 1984-03-22 Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim Ruecklaufeinspritzduese fuer die zerstaeubung von fluessigkeiten
US5035364A (en) * 1989-10-10 1991-07-30 Terronics Development Corporation Deagglomerator and method for deagglomerating particulate material
DE4440681C2 (de) * 1994-11-15 1996-10-17 Awab Umformtechn Gmbh & Co Kg Sprühdüse, insbesondere zum Versprühen von Wasser in Brandschutzanlagen
DE19608349A1 (de) * 1996-03-05 1997-09-11 Abb Research Ltd Druckzerstäuberdüse

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202020001914U1 (de) 2020-05-05 2020-06-15 Hartmut Schiefer Einspritzdüse und Vorrichtung zur Beladung eines Kraftstoffes mit Gas
DE102020002684A1 (de) 2020-05-05 2021-11-11 Felix Schiefer Einspritzdüse und Vorrichtung zur Beladung eines Kraftstoffes mit Gas
WO2021223899A1 (de) 2020-05-05 2021-11-11 Felix Schiefer Einspritzdüse und vorrichtung zur beladung eines kraftstoffes mit gas
DE102020004130A1 (de) 2020-07-09 2022-01-13 Felix Schiefer Kraftstoffeinspritzung im Verbrennungsmotor

Also Published As

Publication number Publication date
WO1998043743A3 (de) 1998-12-30
EP0971792B1 (de) 2002-11-06
JP2001521438A (ja) 2001-11-06
WO1998043743A2 (de) 1998-10-08
DE59806190D1 (de) 2002-12-12
EP0971792A2 (de) 2000-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0619457B1 (de) Vormischbrenner
DE2143012C3 (de) Brenneranordnung bei einer Gasturbinen-Brennkammer
DE3131070C2 (de)
EP1802915B1 (de) Brenner für gasturbine
EP0433790B1 (de) Brenner
DE3808396C2 (de) Kraftstoffeinspritzventil
WO1995019865A1 (de) Düsenanordnung für das laserstrahlschneiden
DE2404039A1 (de) Verbesserte brennstoffinjektionseinrichtung
DE19625059A1 (de) Einspritzventil, insbesondere zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum eines Verbrennungsmotors
EP0924460B1 (de) Zweistufige Druckzerstäuberdüse
DE2544361A1 (de) Kraftstoffspritzduese
EP0175875A1 (de) Öl- oder Gasbrenner zur Heissgaserzeugung
EP0807213B1 (de) Strömungsleitkörper für eine gasturbinen-brennkammer
EP0711953B1 (de) Vormischbrenner
DE2850879A1 (de) Mehrloch-einspritzduese fuer luftverdichtende brennkraftmaschinen
EP0742411B1 (de) Luftzuströmung zu einer Vormischbrennkammer
EP0924461B1 (de) Zweistufige Druckzerstäuberdüse
EP0801990B1 (de) Sprühdüse, insbesondere zum Versprühen von Wasser in Brandschutzanlagen
DE3706694A1 (de) Zweistoff-zerstaeubungsduese zur erzeugung eines vollkegelstrahls
DE962391C (de) Einrichtung zur Zerstaeubung und Mischung von Brennstoff mit Druckluft an Brennkammern, insbesondere fuer Brennkraftturbinen
DE4131499C1 (en) IC engine fuel injection valve - has ring gap between downstream continuation of sealing and seating surfaces of nozzle
DE19713377A1 (de) Düse, Verwendung einer Düse und Verfahren zur Eindüsung eines ersten Fluids in ein zweites Fluid
DE3640818C1 (en) Spray head for producing an air-liquid mixture, in particular for a cooling device
DD293276A5 (de) Vorrichtung zum reinigen von oberflaechen
DE972387C (de) Kraftstoffeinspritzduese mit Drallwirkung

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8139 Disposal/non-payment of the annual fee