DE2023818C3 - Zerstäuberdüse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zerstäuberdüse für flüssigen Brennstoff zur Verwendung in Gasturbinen mit einer konzentrisch zu einer axialen Luftzuführung angeordneten Brennstoffzuführung.

Eine derartige Zerstäuberdüse ist bekannt (GB-PS 7 31 609). Bei dieser bekannten Düse wird in den zwischen einem koaxialen Stöliel und einer zylindrischen Wandung geführten Luftstrom der Brennstoff eingegeben und danach der Luftstrom durch das konisch verstärkte Ende des Stößels kegelmantelförmig erweitert, wobei der Luftstrom über Abreißkanten der Wandung und des Stößelendes verläuft.

Es gehört weiterhin zum Stand der Technik, die Zerstäubung von Brennstoffen durch Prallbleche und Abreißkanten zu fördern. Für eine für den Senkrechtstart bestimmte Gasturbine wird in der GB-PS 9 47 808 vorgeschlagen, den aus am Brennkammerrand angeordneten Düsen austretenden Brennstoffstrahl jeweils auf ein Prallblech zu richten, welches sich in Brennkammerlängsrichtung erstreckt. Das Prallblech ist an seinem abströmseitigen Ende zurückgebogen. Bei dieser Zerstäuberdüse trifft nahezu der gesamte Brennstoff auf dem Prallblech auf, zerstäubt zum Teil, während er in Richtung auf das zurückgebogene Ende strömt, während ein Teil erst dann zerstäubt, wenn er das abströmseitige Ende des Prallbleches im Bereich des zurückgebogenen Endes verläßt.

Es ist außerdem ein Brenner für flüssigen und gas- oder staubförmigen Brennstoff bekannt (DT-PS 5 49 668), bei dem das öl durch Radialbohrungen in einen zentralen, axial verlaufenden, mit schraubenförmigen Rippen versehenen Ringraum gefördert wird. Durch den Ringraum wird — senkrecht zum eingeblasenen öl — ein Teilluftstrom geführt. Das Gemisch von Luft und öl vermischt sich anschließend mit weiterer Luft und passiert nochmals einen Drallerzeuger mit schraubenförmigen Rippen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, an einer Zerstäuberdüse der eingangs angegebenen Art eine bessere Zerstäubung bei einer einfachen Konstruktion zu erzielen.

Bei einer älteren, jedoch nicht zum Stand der Technik gehörenden Zerstäuberdüse dieser Art (DT-PS 17 51 929) ist am Ende der Luftzuführung ein Drallerzeuger mit geneigten Drallplatten vorgesehen und endet die Brennstoffzuführung in auf die Drallplatten gerichteten Austrittsöffnungen. Auch die vorliegende Erfindung macht von diesen Mitteln Gebrauch und besteht darüber hinaus darin, daß die Brennstoffzuführung eine äußere Hülse und eine innere die Luftzuführung begrenzende Hülse aufweist und daß die

ίο Austrittsöffnungen durch Bohrungen in der inneren Hülse gebildet sind, die im Bereich des Drallerzeugers enden und deren Anzahl derjenigen der Drallplatten entspricht.

Damit ist die gestellte Aufgabe auf vorteilhafte Weise gelöst; denn der Brennstoff trifft nahezu unzerstäubt auf die Drallplatten, wird zersprengt und im gleichen Augenblick durch den axialen, quer zu den Brennstoffstrahlen verlaufenden Luftstrom umgelenkt.

In einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Bohrungen entgegengesetzt zur Neigung der Drallpiatten in Umfangsrichtung und außerdem in axialer Richtung geneigt, wodurch eine besonders feine Zerstäubung des Brennstoffs erzielt wird.

Ein Ausführungsbeispiei der Erfindung soll nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert werden, in der

F1 g. 1 einen Längsschnitt durch eine Zerstäuberdüse zeigt und

F i g. 2 ein Schnitt nach der Linie 2-2 von F i g. 1 ist.

Die Zerstäuberdüse besteht aus einem rohrförmigen Körper 10, der von einer äußeren Hülse 11 und einer inneren Hülse 12 gebildet wird, die zwischen sich eine ringförmige Brennstoffzuführung (Durchlaß) 13 für den flüssigen Brennstoff bilden. Dieser Durchlaß 13 steht in Verbindung mit einer Einlaßbohrung 15 in einem Tragteil 16 des Körpers 10. Der Körper 10 ist parallel zum Luftstrom angeordnet und trägt an dem Austrittsende des Luftstroms einen Drallerzeuger 17. Der Drallerzeuger 17 besteht aus einer Mehrzahl von Drallplatten 18, die zu der Achse des Körpers 10 derart geneigt angeordnet sind, daß Luft, die durch den mittleren Durchgang des Körpers 10 strömt, durch den Drallerzeuger 17 gewirbelt wird.

Der Durchlaß 13 endet an dem genannten Austritisende des Körpers 10 in einer Mehrzahl von Austrittsöffnungen (Düsen) 19, die durch Bohrungen in der inneren Hülse 12 gebildet werden. Die Anzahl der Düsen 19 entspricht der Anzahl der Drallplatten 18, und jede der Düsen 19 ist so angeordnet, daß ein Strahl von flüssigem Brennstoff auf eine der Drallplatten 18 auftrifft.

Wie in der Zeichnung gezeigt ist, ist jede der Düsen 19 sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung geneigt angeordnet, wobei die Umfangsneigung entgegengesetzt derjenigen der Drallplatten t% ist, wie es in F i g. 2 dargestellt ist. Auf diese Weise trifft der Strahl des flüssigen Brennstoffes, der aus jeder Düse 19 austritt, auf eine benachbarte Drallplatte 18 auf und wird von dem durchgewirbelten Luftstrom fortgetragen. Der Luftstrom erweitert sich konisch, wenn er aus dem rohrförmigen Körper 10 austritt.

Mit der genannten Zerstäuberdüse wird eine ausgezeichnete Zerstäubung des flüssigen Brennstoffs über einen sehr großen Bereich von Flüssigkeitsdrücken und Geschwindigkeiten der Luftströmung erreicht, so

&5 daß die Gasturbine sowohl beim Starten der Turbine als auch bei voller Leistung mit fein zerstäubtem flüssigem Brennstoff versorgt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Zerstäuberdüse für flüssigen Brennstoff zur Verwendung in Gasturbinen mit einer konzentrisch zu einer axialen Luftzuführung, an deren ; c ein Drallerzeuger mit geneigten Drallplatten ^ orgesehen ist, angeordneten Brennstoffzuführung, die in auf die Draüplatten gerichteten Austrittsöffnungen endet, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffzuführung eine äußere Hülse (11) und eine innere die Luftzuführung begrenzende Hülse (12) aufweist und daß die Austrittsöffnungen (19) durch Bohrungen in der inneren Hülse (12) gebildet sind, die im Bereich des Drallerzeugers (1?) enden und deren Anzahl derjenigen dtr Draüplatten (i8) entspricht.

2. Zerstäuberdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen entgegengesetzt zur Neigung der Drallplatten (18) in Umfangsrichtung und außerdem in axialer Richtung geneigt sind (F ig. 2).