DE2122696A1 - Combustion chamber for a gas turbine - Google Patents

Combustion chamber for a gas turbine

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DE2122696A1
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combustion
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combustion chamber
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DE19712122696
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William Edward Scotia; Hilt Milton Bradford; Hopkins Edward Paul; Jonson Robert Howard; Schenectady; N.Y. Hill (V.StA.)
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Description

Anmelder: General Electric Company, Schenectady, New York, N. Y., USA Applicant: General Electric Company, Schenectady, New York , NY, USA

Brennkammer für eine GasturbineCombustion chamber for a gas turbine

Die Erfindung betrifft eine Brennkammer für eine Gasturbine.The invention relates to a combustion chamber for a gas turbine.

Ein Nachteil der modernen technischen Weiterentwicklung ist der ständige Anstieg der Luftverseuchung. Viele Brennstoff verbrauchende Maschinen bewirken eine Verseuchung der Luft., durch die eine Vielzahl von schädlichen Effekten auf das Gleichgewicht in der Natur ausgeübt werden. Dies gilt auch für Gasturbinen, weshalb in diesem Zusammenhang zahlreiche Bemühungen erfolgten, um die Raucherzeugung in derartigen Gasturbinen zu verringern, welche bei Abgabe in die Atmosphäre eine Verseuchung bedingen.A disadvantage of modern technical development is the constant increase in air pollution. Lots of fuel consuming Machines cause air pollution, causing a variety of detrimental effects on equilibrium be exercised in nature. This also applies to gas turbines, which is why numerous efforts have been made in this context to to reduce the generation of smoke in such gas turbines, which cause contamination when released into the atmosphere.

Die Arbeitsweise einer Brennkammer einer Gasturbine und der Verbrennungvorgang selbst sind verhältnismäßig kompliziert. Es ist jedoch bekannt, daß die von Gasturbinen abgegebene Rauchmenge von zwei Kriterien abhängt. Ein Kriterium für die Rauchmenge oder die erzeugte Rußmenge hängt von dem Ausmaß der unvollständigen Verbrennung und dem Spaltbrennstoff in der Reaktionszone oder im Bereich des Brenners ab. Das zweite bisher nicht berücksichtigte Kriterium ist die Menge desjenigen verbrauchten Rußes, der bei chemischen Reaktionen bei hoher Temperatur nach der Verbrennung in der Reaktionszone beseitigt wird. Bei einem idealen Verbrennungs-The operation of a combustion chamber of a gas turbine and the combustion process itself are relatively complicated. It however, it is known that the amount of smoke emitted by gas turbines depends on two criteria. A criterion for the amount of smoke or the amount of soot produced depends on the extent of the incomplete Combustion and the fission fuel in the reaction zone or in the area of the burner. The second so far not taken into account The criterion is the amount of soot used in chemical reactions at high temperatures after combustion is eliminated in the reaction zone. With an ideal combustion

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system müßte deshalb die Rußproduktion minimal und der darauffolgende Rußverbrauch maximal sein.system, soot production would have to be minimal and the subsequent one Soot consumption should be maximum.

Die Abgabe von Gasturbinen enthalten verhältnismäßig wenige Luftverunreinigungen, weil der Verbrennungsvorgang mit einer Luftmenge erfolgt, die weit über der stochiometrischen Mischung liegt, und weil die Verbrennung vergleichsweise vollständig ist. In einer idealen heißen oxidierenden Atmosphäre wird bei der Verbrennung eines Kohlenwasserstoffes mit Luft entsprechend der folgenden Formel eine vollständige Verbrennung erzielt: CH+ 0 —^ CO2 + H_0, so daß sich ein rauchfreies Abgas ergibt. Bei dem anderen Extremfall in einer heißen inerten Atmosphäre, bei welcher eine unvollständige Mischung des Kohlenwasserstoffs mit Luft erfolgt, tritt die folgende chemische Reaktion (thermischer Krackvorgang) auf: CH —^c+C(n_;uH ' so ^ Kohlenstoff atome freigesetzt werden und damit polyacetylenartige Verbindungen, welche unter Bildung von Rußteilchen koagulieren, welche einen Durchmesser von größenordnungsmäßig 1 Mikron haben. Die meisten Brennkammern arbeiten in einem Bereich zwischen den beiden oben als Grenzwert erwähnten Reaktionen. Die Rußteilchen, welche in einem nicht idealen Brenner in den Bereichen mit Brennstoffüberschuß erzeugt werden, welche in der Verbrennungszone vorhanden sind, wachsen in Bereichen an, die in der Nachreaktionszone nicht zu einer weiteren Oxidation beitragen. Zur Oxidation der Rußteilchen in der Nachreaktionszone könnten die folgenden Reaktionen auftreten: C + 20 —^ c0 2' welctie Re~ aktion jedoch zu langsam verläuft, um das gewünschte Resultat in der kurzen Verweilzeit in dem Brenner einer Gasturbine zu erzielen. Wenn die Temperatur in der Nachreaktionszone der Brennkammer der Gasturbine hoch genug ist, wird Wasserdampf entsprechend der folgenden Gleichung zersetzt: 2H0O —^H + 20H~, so daß zwei negative Hydroxylradikale gebildet werden. Diese stark reaktiven Hydroxylradikale verbinden sich dann mit dem Ruß entsprechend der folgenden Formel: C + 2OH —^ C0_ + H-, welche Reaktion entsprechend den Gegebenheiten mit einer hinreichend hohen Reaktionsgeschwindigkeit erfolgt. Es ist diese letzte Reaktion, welche den Ruß indem Verbrennungssystem verbraucht.The discharge from gas turbines contain relatively few air pollutants because the combustion process takes place with an amount of air that is well above the stoichiometric mixture and because the combustion is comparatively complete. In an ideal hot oxidizing atmosphere, when a hydrocarbon is burned with air, complete combustion is achieved in accordance with the following formula: CH + 0 - ^ CO 2 + H_0, resulting in smoke-free exhaust gas. In the other extreme case in a hot, inert atmosphere, in which the hydrocarbon is incompletely mixed with air, the following chemical reaction (thermal cracking process) occurs: CH - ^ c + C (n_; u H ' so ^ ate carbon atoms released and thus polyacetylene-like compounds which coagulate to form soot particles which are on the order of 1 micron in diameter. Most combustion chambers operate in a range between the two reactions mentioned above as a limit value are generated with excess fuel, which are present in the combustion zone, grow in areas that do not contribute to further oxidation in the post-reaction zone. The following reactions could occur for the oxidation of the soot particles in the post-reaction zone: C + 20 - ^ c0 2 ' welctie However, the reaction proceeds too slowly to achieve the desired result to achieve in the short residence time in the burner of a gas turbine. If the temperature in the post-reaction zone of the combustion chamber of the gas turbine is high enough, water vapor is decomposed according to the following equation: 2H 0 O - ^ H + 20H ~, so that two negative hydroxyl radicals are formed. These highly reactive hydroxyl radicals then combine with the carbon black according to the following formula: C + 2OH - ^ C0_ + H-, which reaction takes place at a sufficiently high reaction rate depending on the circumstances. It is this final reaction that consumes the soot in the combustion system.

In erster Linie sollten die Bereiche mit Brennstoffüberschuß beseitigt werden, um die Rußerzeugung zu verringern. Es ist bekannt, daß dies durch Beeinflussung der Reaktionszone in einem ge-First and foremost, the areas with excess fuel should be used removed to reduce soot production. It is known that this can be achieved by influencing the reaction zone in a certain

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wissen Ausmaß erreicht werden kann. Wenn die Reaktionszone in dieser Weise beeinflußt wird, wird die Stabilität der Flamme bei Annäherung an das minimale Brennstoff-Luftverhältnis verringert, wodurch die Notwendigkeit angezeigt wird, eine Einrichtung zur Beibehaltung der Stabilität der Flamme vorzusehen.know extent can be achieved. When the reaction zone is in this Affected way, the stability of the flame is reduced when approaching the minimum fuel-air ratio, whereby the need to provide some means of maintaining the stability of the flame is indicated.

Es ist bereits bekannt, daß durch eine Verwirbelung eines Teils der eintretenden Verbrennungsluft die Stabilität der Flamme erhöht werden kann, damit zusätzliche Luft zugeführt werden kann, um das Mischungsverhältnis in der Reaktionszone weiter zu verringern. Diese turbulente Strömung wird ebenfalls dazu benutzt, um eine gut durchmischte Reaktionszone zu erzeugen, indem die Bereiche mit Brennstoffüberschuß verdrängt werden.It is already known that swirling part of the incoming combustion air increases the stability of the flame can be so that additional air can be supplied to further reduce the mixing ratio in the reaction zone. These turbulent flow is also used to create a well-mixed reaction zone by using the areas with Excess fuel are displaced.

Probleme bei der Verringerung des Rauchanteils bestehen insbesondere in zweierlei Hinsicht. Erstens erfolgten Zusätze in dem Verbrennungssystem der Gasturbine, beispielsweise Zusatzstoffe für den Brennstoff (wie Mangan) sowie umständliche und komplizierte Luftskrubber, die direkt auf das Abgas der Gasturbine einwirken. Diese Zusätze zu dem Verbrennungssystem erhöhen gewöhnlich die Kosten und beeinträchtigen andererseits die Betriebseigenschaften, in dem zweiten Fall wurde oft angenommen, daß die zusätzlichen Kosten und die Kompliziertheit derartiger Verbrennungssysterne die Verwendung bei speziellen Gasturbinen nicht wünschenswert macht, weshalb der Rauch in die Luft abgelassen wurde.In particular, there are problems in reducing the proportion of smoke in two ways. First, there were additives in the combustion system of the gas turbine, for example additives for the fuel (such as manganese) as well as cumbersome and complicated air scrubbers that act directly on the exhaust gas from the gas turbine. These additions to the combustion system tend to increase the cost and, on the other hand, affect the operational characteristics, in the second case it has often been assumed that the added cost and complexity of such combustion systems is the Use in special gas turbines makes it undesirable, which is why the smoke was vented into the air.

Die Rauchdichte in dem Abgas einer Gasturbine kann als Rauchzahl (nach der Methode von Brand) gemessen werden, indem das Abgas mit einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit durch ein Band aus Filtermaterial indurchgezogen wird, welches mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegt wird. Die Rauchspur auf dem Filterpapier wird durch eine Reflexionsmessung unter Benutzung eines Fotometers ausgewertet. Diese Rauchzahlen liegen zwischen 0 und 100, wobei 100 das Reflexionsvermögen von sauberem Filterpapier bedeutet. Bei einer Rauchzahl oberhalb 90 spricht man im allgemeinen von einem sauberen Abgas. Durch die bekannte Verwendung von Zusatzstoffen und Luftskrubbern war es möglich, die Rauchzahl auf etwa 90 bei hohen Belastungen zu erhöhen.The smoke density in the exhaust gas of a gas turbine can be measured as the smoke number (according to the Brand's method) by adding the exhaust gas is pulled through a band of filter material with a certain flow velocity, which is drawn with a certain Speed is moved. The smoke trail on the filter paper is determined by a reflection measurement using a photometer evaluated. These smoke numbers are between 0 and 100, with 100 being the reflectivity of clean filter paper. at a smoke number above 90 is generally referred to as a clean exhaust gas. Through the known use of additives and air scrubbing it was possible to increase the smoke number to about 90 at high loads.

Es ist ferner bekannt, den Rauchgehalt der Abgase von Gastur-It is also known to measure the smoke content of the exhaust gases from gas

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binen durch die Verwendung von Wirbeldüsen zu verringern. Die Luft-Wirbeldüse wurde allein benutzt, um die eintretende Verbrennungsluft zu durchwirbeln, um viele der Bereiche mit Brennstoff-Überschuß zu beseitigen, damit eine weitgehendere Verbrennung erfolgt. Es wurde bereits die Verwendung einer Wirbeldüse vorgeschlagen (US-Patentanmeldung Nr. 7947), welche eine Rauchbildung weitgehend vermeidet und die Rauchzahl auf mehr als 90 erhöht. Durch Erhöhung des Anteils der Verbrennungsluft in der Reaktionszone um einen gewissen Prozentsatz, durch Ausübung einer optimalen Turbulenz und durch die Verwendung einer Nachreaktionszone, in der keine Luftlöcher vorhanden sind, durch die ein thermischer Ansaugbereich gebildet wird, kann eine maximale Verringerung des Rauchgehalts in dem Abgas erzielt werden.reduce binen through the use of vortex nozzles. The air vortex nozzle was used alone to circulate the incoming combustion air swirl to clear many of the areas of excess fuel for greater combustion. The use of a vortex nozzle has previously been proposed (US Patent Application No. 7,947) which causes smoke formation largely avoided and the smoke number increased to more than 90. By increasing the proportion of combustion air in the reaction zone by a certain percentage, by exercising an optimal Turbulence and through the use of a post-reaction zone, in that there are no air holes through which a thermal suction area is formed, a maximum reduction in the Smoke content can be achieved in the exhaust gas.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, den Rauchgehalt in Abgasen zu verringern. Insbesondere soll die Raucherzeugung verringert werden, ohne daß eine Beeinträchtigung der Arbeitsweise einer Gasturbine innerhalb des gesamten möglichen Belastungsbereichs erfolgt. Ferner soll die Stabilität der Verbrennung verbessert werden, damit der Betriebsbereich des Systems vergrößert werden kann.It is therefore the object of the invention to reduce the smoke content in exhaust gases. In particular, smoke generation should be reduced without impairing the operation of a gas turbine within the entire possible load range he follows. Furthermore, the aim is to improve the stability of the combustion so that the operating range of the system can be increased can.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß in einer Brennkammer einer Gasturbine eine Reaktionszone mit einem mageren Mischungsverhältnis vorgesehen ist, welche durch eine Turbulenz stabilisiert wird, welche durch eine Luft-Durchwirbelungseinrichtung erzeugt wird, die 5 bis 10% des gesamten offenen Brennbereichs hat und Flügel kritischer Dicke unter einem kritischen Winkel aufweist. In dem Flammrohr sind Luftöffnungen vorgesehen, auf welche sich ein in axialer Richtung erstreckender thermischer Saugbereich folgt, der mindestens das 1,25 fache des DuVchmessers des Flammrohrs hat, und in dem nur kühle Luft strömt. Ein Satz von großen Öffnungen ist dann für den Eintritt der schließlichen Kühlluft in das Flammrohr vorgesehen. Die Luftdurchwirbelungseinrichtung bewirkt die erforderliche Strömung und Durchmischung zusammen mit einer starken Rückkopplung in der Reaktionszone, wodurch die Stabilität der Verbrennung erhöht wird, so daß praktisch kein Ruß erzeugt wird. Der Bereich ohne Luftöffnungen entlang dem Flammrohr ist der Bereich mitA preferred embodiment of the invention is thereby characterized in that a reaction zone with a lean mixing ratio is provided in a combustion chamber of a gas turbine which is stabilized by a turbulence, which is generated by an air whirling device, which is 5 to 10% of the entire open focal area and has blades of critical thickness at a critical angle. In the flame tube Air openings are provided, which are followed by a thermal suction area extending in the axial direction, which at least 1.25 times the diameter of the flame tube, and in where only cool air flows. A set of large openings is then provided for the entry of the eventual cooling air into the liner. The air circulation device effects the necessary Flow and mixing together with a strong feedback in the reaction zone, increasing the stability of the combustion is increased so that practically no soot is generated. The area with no air openings along the flame tube is the area with

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hoher Temperatur (thermischer Ansaugbereich), wo gegebenenfalls in der Reaktionszone erzeugte Rußteilchen durch chemische Reaktionen mit hoher Reaktionsgeschwindigkeit und bei hoher Temperatur beseitigt werden. Es erfolgt ein Ausgleich der Parameter des Systems, um die angestrebte Wirkung zu erzielen.high temperature (thermal suction area), where appropriate Soot particles generated in the reaction zone by chemical reactions at high reaction rates and at high temperature be eliminated. The parameters of the system are balanced in order to achieve the desired effect.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:The invention is to be explained in more detail with the aid of the drawing. Show it:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer Brennkammer gemäß der Erfindung für eine Gasturbine;1 shows a sectional view of a combustion chamber according to the invention for a gas turbine;

Fig. 2 eine Stirnansicht der Durchwirbelungseinrichtung, die um die Brennstoffdüse am Kopfende angeordnet ist;Fig. 2 is an end view of the vortex device, the disposed around the fuel nozzle at the head end;

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in Fig. 2;Fig. 3 is a sectional view taken along the line III-III in Fig. 2;

Fig. 4 einen Teilschnitt, durch die Flügel der Durchwirbelungseinrichtung und die Schlitze entlang der Linie IV-IV in Fig. 3, woraus die kritischen Abmessungen der Durchwirbelungseinrichtung ersichtlich sind;Fig. 4 is a partial section through the wings of the vortex device and the slots along the line IV-IV in Fig. 3, indicating the critical dimensions of the vortex device are evident;

Fig. 5 eine graphische Darstellung der Geschwindigkeit und des Drucks in Abhängigkeit von dem Abstand von der Mittellinie des Flammrohrs;Fig. 5 is a graph of the speed and pressure as a function of the distance from the center line of the Flame tube;

Fig. 6 eine graphische Darstellung der Änderung der Rauchzahl in Abhängigkeit von der Änderung des Gesamtströmungsbereichs in der Reaktionszone; und6 shows a graphic representation of the change in the smoke number as a function of the change in the total flow area in the reaction zone; and

Fig. 7 eine Schnittansicht der Durchwirbelungseinrichtung und der Brennstoffdüse, wobei der Strömungsverlauf eingezeichnet ist.7 shows a sectional view of the turbulence device and the fuel nozzle, the flow profile being drawn in.

In Fig. 1 ist eine typische Brennkammer 1 für eine Gasturbine dargestellt. Die Brennkammer ist so konstruiert, daß die komprimierte Luft von dem Verdichter (nicht' dargestellt) in umgekehrter Richtung strömt. Bei bekannten Brennkammern mit umgekehrter Strömungsrichtung ergibt sich der Vorteil, daß die komprimierte Luft vor der Verbrennung erhitzt wird.In Fig. 1, a typical combustion chamber 1 for a gas turbine is shown. The combustion chamber is designed so that the compressed Air from the compressor (not shown) flows in the reverse direction. In known combustion chambers with reverse flow direction there is the advantage that the compressed air is heated before combustion.

Die Brennkammer 1 hat ein zylindrisches äußeres Gehäuse 2, an dem das Gehäuse 3 befestigt ist. Das Gehäuse 3 steht mit dem nicht dargestellten Turbinenabschnitt in Verbindung. Eine Endabdeckung 4 verschließt das Ende des äußeren Gehäuses 2 gegenüber dem Gehäuse 3, so daß der Raum in dem äußeren Gehäuse 2 gegenüber der Atmo-The combustion chamber 1 has a cylindrical outer housing 2, on which the housing 3 is attached. The housing 3 is connected to the turbine section (not shown). An end cover 4 closes the end of the outer housing 2 with respect to the housing 3, so that the space in the outer housing 2 with respect to the atmosphere

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• sphäre abgeschlossen ist. In axialer Richtung und im wesentlichen koaxial mit dem äußeren Gehäuse 2 erstreckt sich das Flammrohr 5, welches einen Durchmesser D hat. Bekanntlich liegt in dem Flammrohr 5 die Verbrennungs-Reaktionszone 6, in der die Verbrennung beim Betrieb der Brennkammer für eine Gasturbine stattfindet. Wenn die heißen Verbrennungsprodukte durch das zylindrische Flammrohr 5 strömen, werden sie mit zutretender Luft temperiert. Dann erreichen sie das Übergangsrohr 7, welches die temperierten Verbrennung sproduk te zu der Düse der ersten Stufe (nicht dargestellt) führt. Ein ringförmiger Luftzwischenraum 8 umgibt die Rohre 5 und 7, um die Durchleitung der komprimierten Luft zu ermöglichen.• sphere is complete. In the axial direction and essentially The flame tube 5, which has a diameter D, extends coaxially with the outer housing 2. As is well known, lies in the flame tube 5 the combustion reaction zone 6, in which the combustion takes place during operation of the combustion chamber for a gas turbine. When the hot combustion products flow through the cylindrical flame tube 5, they are tempered with incoming air. then you reach the transition pipe 7, which the temperature-controlled combustion products te to the nozzle of the first stage (not shown) leads. An annular air gap 8 surrounds the tubes 5 and 7 to allow the compressed air to pass through.

Durch die Endkappe 9 wird das Flammrohr 5 gegenüber der Endabdeckung 4 des Gehäuses abgeschlossen, welche die Brennstoffdüse 10 trägt. Die Endkappe 9 ist kegelstumpfförmig ausgebildet, so daß die Brennstoffdüse 10 in der Oberseite des Kegelstumpfs angeordnet ist. Die Durchwirbelungseinrichtung 11, von der Einzelheiten in den Fig. 2 und 7 dargestellt sind, ist an der Endkappe 9 bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel befestigt. Sie kann jedoch auch an der Brennstoffdüse angeordnet sein. Die Brennstoffdüse kann in an sich bekannter Weise ausgebildet sein, und eine übliche Konstruktion für eine Anordnung in dem Kopfende des Flammrohrs 5 und insbesondere in der Endkappe 9 aufweisen. Durch die Brennstoffdüse 10 werden Brennstoffe aus Kohlenwasserstoffen zerstäubt, also solche Brennstoffe, die Rauch in dem Abgas der Gasturbine erzeugen. Die Zerstäubung durch die Brennstoffdüse 10 kann durch Luft oder durch Druck erfolgen, da beide Systeme für eine Brennkammer gemäß der Erfindung zufriedenstellend arbeiten.Through the end cap 9, the flame tube 5 is opposite the end cover 4 of the housing, which carries the fuel nozzle 10. The end cap 9 is frustoconical, so that the fuel nozzle 10 is arranged in the top of the truncated cone is. The vortex device 11, of the details 2 and 7 is attached to the end cap 9 in the preferred embodiment. However, it can also be arranged on the fuel nozzle. The fuel nozzle can be designed in a manner known per se, and a conventional construction for an arrangement in the head end of the flame tube 5 and in particular in the end cap 9. Fuels made from hydrocarbons are atomized through the fuel nozzle 10, that is, fuels that generate smoke in the exhaust gas from the gas turbine. The atomization through the fuel nozzle 10 can be done by air or by pressure, since both systems work satisfactorily for a combustion chamber according to the invention.

Es ist bekannt, daß die Flammrohre von Brennkammern mit getrennten Öffnungen für einen Lufteintritt versehen sind, die sowohl für die Verbrennung als auch zur Kühlung und Verdünnung der Verbrennungsprodukte dient. Es wurde festgestellt, daß durch Anordnung dieser Öffnungen in einer bestimmten Weise entlang der Länge des Flammrohrs 5 eine Verringerung des Rauchgehalts des Abgases der Gasturbine erzielt werden kann. Es wurde ferner festgestellt, daß der Verbrennungsvorgang in einer Reaktionszone 6 auftritt, die etwa durch eine axiale Länge definiert ist, welche gleich dem Durchmesser D ist. Innerhalb der axialen Länge entspre-It is known that the flame tubes of combustion chambers with separate Openings for air inlet are provided, both for combustion and for cooling and diluting the Combustion products is used. It has been found that by arranging these openings in a certain manner along the Length of the flame tube 5 a reduction in the smoke content of the exhaust gas from the gas turbine can be achieved. It was also found that that the combustion process occurs in a reaction zone 6, which is defined approximately by an axial length, which is equal to diameter D. Within the axial length,

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chend dem Durchmesser D wird die Brennstoff-Luftmischung verbrannt, entweder bis zu einer vollständigen Verbrennung, oder im Falle einer unvollständigen Verbrennung mit der Ausbildung von Rußteilen. In der Reaktionszone 6 sind zwei Reihen von Verbrennungs-Luftöffnungen vorgesehen. Obwohl zwei Reihen dargestellt sind, bedeutet dies weder eine obere noch eine untere Grenze.The fuel-air mixture is burned according to the diameter D, either up to complete combustion or, in the case of incomplete combustion, with the formation of soot particles. In the reaction zone 6 are two rows of combustion air ports intended. Although two rows are shown, this does not imply either an upper or a lower limit.

Aus Fig. 6 ist in Verbindung mit Fig. 1 ersichtlich, daß die in Fig. 6 dargestellte Kurve anzeigt, daß bei steigendem Prozentsatz des Verbrennungs-Luftströmungsbereichs in der Reaktionszone die Rauchzahl ansteigt. Wie bereits erwähnt wurde, zeigt die Erhöhung der Rauchzahl eine Verringerung des Rauchgehalts des Abgases an. Durch die beiden ersten Reihen von Luftöffnungen in dem Flammrohr 5 wird zusammen mit dem offenen Bereich der Durchwirbelungseinrichtung 11 der Verbrennungs-Luftströmungsbereich in der Reaktionszone 6 gebildet. Wie später noch beschrieben werden soll, wenn die Einzelheiten der Durchwirbelungseinrichtung 11 näher erläutert werden sollen, muß der offene Querschnitt der Durchwirbelungseinrichtung 11 zwischen 5 und 10% des gesamten Luftströmungsquerschnitts liegen, welcher hier als der Verbrennungs-·Luftströmungsbereich definiert ist, vergrößert um den Bereich der in Strömungsrichtung liegenden temperierenden Öffnungen, sowie vergrößert um den offenen Bereich des Flammrohrs, in dem die nicht dargestellten Luftschlitze zur Kühlung angeordnet sind. Die Reihen der Verbrennungs-Luftöffnungen in dem Flammrohr 5, die in der Reaktionszone 6 angeordnet sind, sollen etwa 40 bis 55% des Gesamtströmungsbereichs der Luft in das Flammrohr 5 bilden. Wie in Fig. 1 angedeutet ist, sind zwei Reihen von Verbrennungs-Luftöffnungen angeordnet. Eine erste Reihe 12 hat acht Öffnungenentlang dem Umfang des Flammrohrs 5. Das Verhältnis des Durchmessers der Öffnung zu dem Durchmesser des Flammrohrs beträgt etwa 0,075. Eine zweite Reihe 14 hat ebenfalls acht Öffnungen, die entlang dem Umfang des Flammrohrs 5 verteilt sind. Das Durchmesserverhältnis beträgt hier etwa 0,12. Die Reihen 12 und 14 liegen in axialer Richtung innerhalb einer Strecke entsprechend dem Durchmesser D, liegen also innerhalb der Reaktionszone 6.Referring to Fig. 6 in conjunction with Fig. 1, it can be seen that the curve shown in Fig. 6 indicates that as the percentage increases of the combustion air flow area in the reaction zone, the smoke number increases. As mentioned earlier, the increase shows the smoke number indicates a reduction in the smoke content of the exhaust gas. Through the first two rows of air vents in the Flame tube 5 is together with the open area of the vortex device 11 the combustion air flow area is formed in the reaction zone 6. As will be described later, if the details of the vortex device 11 are to be explained in more detail, the open cross section of the vortex device 11 lie between 5 and 10% of the total air flow cross-section, which here is the combustion · air flow area is defined, enlarged by the area of the temperature-regulating openings lying in the flow direction, and enlarged around the open area of the flame tube in which the air slots, not shown, are arranged for cooling. The ranks of the Combustion air openings in the flame tube 5, which are arranged in the reaction zone 6, should be about 40 to 55% of the total flow area the air in the flame tube 5 form. As indicated in Figure 1, there are two rows of combustion air ports arranged. A first row 12 has eight circumferential openings of the flame tube 5. The ratio of the diameter of the opening to the diameter of the flame tube is about 0.075. A second Row 14 also has eight openings which are distributed along the circumference of the flame tube 5. The diameter ratio is here about 0.12. The rows 12 and 14 lie in the axial direction within a distance corresponding to the diameter D i i.e. within the reaction zone 6.

In der Strömungsrichtung V der Verbrennungsprodukte hinter den Öffnungen 14 liegt der thermische Ansaugbereich 15 des Flamm-In the flow direction V of the combustion products behind the openings 14 are the thermal suction area 15 of the flame

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rohrs 5. Dieser Bereich 15 ist dadurch abgeschlossen, daß keine großen Öffnungen entlang dieser axialen Länge des Flammrohrs in Umfang sr ichtung verteilt, angeordnet sind. Jedoch sind Luftschlitze für Metall-Kühlluft entlang der Lange des Flammrohrs 5 vorgesehen, die der Übersicht halber nicht dargestellt sind. Die Luftschlitze dienen zur Kühlung des Flammrohrs 5. Die durch die Luftschlitze eintretende Luft liefert jedoch keinen wesentlichen Beitrag für den Verbrennungsvorgang. Der Ansaugbereich 15 muß mindestens eine axiale Länge von 1,25 D haben. In dem Bereich 15 findet die thermische Ansaugung der Verbrennungsprodukte statt, so daß in diesem Bereich bei hinreichend hoher Temperatur die folgenden Reaktionen auftreten: 2 H3O —> H3 + 2 0H~ und C + 2 0H~ —> C0„ + Η-, wodurch die Rußteilchen aus Kohlenstoff und kohlenstoffhaltigen Materialien verbraucht werden, die bei einer unvollständigen Verbrennung oder bei einer thermischen Spaltung in der Reaktionszone 6 erzeugt wurden. Es wird eine axiale Länge von mindestens 1,25 D vorgesehen, damit eine ausreichende Zeitspanne für die Durchführung dieser Reaktionen vorhanden ist.tube 5. This area 15 is closed in that no large openings are arranged along this axial length of the flame tube distributed in the circumferential direction. However, air slots for metal cooling air are provided along the length of the flame tube 5, which are not shown for the sake of clarity. The air slots serve to cool the flame tube 5. However, the air entering through the air slots does not make any significant contribution to the combustion process. The suction area 15 must have an axial length of at least 1.25 D. The thermal suction of the combustion products takes place in area 15, so that the following reactions occur in this area at a sufficiently high temperature: 2 H 3 O - > H 3 + 2 0H ~ and C + 2 0H ~ -> C0 "+" -, whereby the soot particles of carbon and carbonaceous materials are consumed, which were generated in the reaction zone 6 in the event of incomplete combustion or thermal cracking. An axial length of at least 1.25 D is provided to allow sufficient time to complete these reactions.

Am Ende des Bereichs 15 sind temperierende Luftöffnungen 16 in Umfangsrichtung angeordnet. In Fig. 1 sind vier Öffnungen 16 vorgesehen, deren Durchmesserverhältnis im Vergleich zu dem Durchmesser des Flammrohrs etwa 0,20 beträgt. Diese Abmessungen sind nur Beispiele und deshalb nicht als obere oder untere Grenzwerte anzusehen. Die tatsächliche Größe und Anzahl von Luftöffnungen hängt von der Menge der temperierenden Luft ab, die den Verbrennungsprodukten zugesetzt werden soll, wenn diese aus dem Bereich 15 austreten. Der temperierende Bereich 18 des Flammrohrs 5 in Fig. 1 erstreckt sich von den temperierenden Luftöffnungen 16 zu der Düse der ersten Stufe. Der Zweck der Luftöffnungen 16 besteht darin, daß ein Teil der komprimierten Luft, die relativ kühl im Vergleich zu den heißen Verbrennungsprodukten ist, die Verbrennungsprodukte temperiert, bevor die gesamte Mischung aus Luft und Verbrennungsprodukten in die Düse der ersten Stufe eintritt. Die Öffnungen 16 sind groß genug, um ein ausreichendes Eindingen der kühleren Luft in die Verbrennungsprodukte zu ermöglichen, damit die gewünschte Eintrittstemperatur in die erste Stufe der Turbine vorhanden ist.At the end of the area 15, temperature-regulating air openings 16 are arranged in the circumferential direction. In FIG. 1 there are four openings 16 provided whose diameter ratio compared to the diameter of the flame tube is about 0.20. These dimensions are only examples and therefore not to be regarded as upper or lower limit values. The actual size and number of air openings depends on the amount of temperature-regulating air that the combustion products should be added when they emerge from the area 15. The temperature-regulating area 18 of the flame tube 5 in Fig. 1 extends from the temperature-regulating air openings 16 to the nozzle of the first stage. The purpose of the air openings 16 is that some of the compressed air that is relatively cool in the Compared to the hot products of combustion, the products of combustion are tempered before the entire mixture of air and products of combustion enter the first stage nozzle. The openings 16 are large enough to allow sufficient penetration to allow the cooler air in the combustion products, thus the desired entry temperature in the first stage of the Turbine is present.

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Im folgenden soll die Durchwirbelungseinrichtung 11 in Verbindung mit den Fig. 1 bis 4 näher erläutert werden. Die Luft-Durchwirbelungseinrichtung 11 liefert den erforderlichen stabilisierenden Effekt, damit eine Verbrennungszone mit einem mageren Gemisch ausgebildet werden kann, und damit die turbulente Luft Bereiche mit hohem Brennstoffgehalt in der Reaktionszone 6 verdrängt .In the following, the vortex device 11 is to be used in connection with FIGS. 1 to 4 are explained in more detail. The air circulation device 11 provides the necessary stabilizing effect for a combustion zone with a lean Mixture can be formed, and thus the turbulent air displaces areas with a high fuel content in the reaction zone 6 .

Die Durchwirbelungseinrichtung 11 besteht aus einem ringförmigen Körperteil 17, welcher eine zentrale Öffnung 21 begrenzt, in der die Brennstoffdüse 10 angeordnet ist. Die Stirnfläche 19 des Körperteils 17 ist diejenige Seite, die direkt in das zylindrische Flammrohr 5 weist und die dem Verbrennungsraum gegenüberliegt. The vortex device 11 consists of an annular body part 17 which delimits a central opening 21, in which the fuel nozzle 10 is arranged. The end face 19 of the body part 17 is the side that goes directly into the cylindrical Flame tube 5 has and which is opposite the combustion chamber.

Entlang dem Umfang des ringförmigen Körperteils 17 sind Flügel 22 angeordnet. Die Flügel 22 können in dem Körperteil 17 in an sich beliebiger Weise ausgebildet sein, indem dieser Teil gegossen oder spanabhebend bearbeitet wird. Die Flügel 22 sind durch ein ringförmiges Deckband 20 umgeben, welches als Befestigungsglied dient, wenn die Durchwirbelungseinrichtung 11 an der Endkappe 9 befestigt wird.Wings 22 are arranged along the circumference of the annular body part 17. The wings 22 can be in the body part 17 in can be designed in any way, in that this part is cast or machined. The wings 22 are surrounded by an annular shroud 20, which serves as a fastening member when the vortex device 11 is attached to the End cap 9 is attached.

Es gibt gewisse kritische Abmessungen, die bei der Konstruktion der Flügel 22 berücksichtigt werden müssen. Die erste kritische Abmessung ist diejenige der Schlitze 23, welche zwischen angrenzenden Flügeln 22 liegt. Der gesamte Durchflußquerschnitt in einer Ebene senkrecht zu der Schlitzachse sollte zwischen 5 und 10% des gesamten Durchflußbereiches der Luft in das zylindrische Flammrohr 5 betragen. Dieser Schlitzbereich wird durch gewisse Abmessungsverhältnisse innerhalb bestimmter Grenzen bestimmt. Das erste Abmessungsverhältnis ist die Länge A (Fig. 4) eines Schlitzes 23, geteilt durch die Breite B (Fig. 4) des Schlitzes. Das Verhältnis ^ wird so gewählt, daß es zwischen 1, 15 und 1,85 liegt. Deshalb ist die Länge kleiner als das zweifache der Schlitzbreite .There are certain critical dimensions that must be considered in the construction of the wings 22. The first critical one The dimension is that of the slots 23 which lies between adjacent wings 22. The entire flow area in a plane perpendicular to the slot axis should be between 5 and 10% of the total flow area of the air into the cylindrical Flame tube 5 amount. This slot area is determined by certain dimensional relationships within certain limits. That The first aspect ratio is the length A (Fig. 4) of a slot 23 divided by the width B (Fig. 4) of the slot. The ratio ^ is chosen so that it is between 1.15 and 1.85 lies. Therefore the length is less than twice the slot width.

Die Flügeldicke ist kritisch an der hinteren Kantenfläche Es ist zu beachten, daß diese Dicke beträchtlich im Vergleich zu bekannten Flügeln für Durchwirbelungseinrichtungen ist und etwa das 0,4 bis 0,8fache der Schlitzbreite B beträgt. Die hintere Kan-The wing thickness is critical on the trailing edge surface. It should be noted that this thickness is considerable compared to known wings for vortex devices is and about 0.4 to 0.8 times the slot width B. The rear channel

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-lO--lO-

tenfläche 24 hat eine verhältnismäßig große Abmessung, damit einten surface 24 has a relatively large dimension so that a

nach innen gerichteter Strömungsweg für die Luft in den Sogbereichen gegeben ist, die durch diesen Teil der Luftströmung durch die Schlitze der Durchwxrbelungseinrichtung erzeugt werden.inwardly directed flow path for the air in the suction areas is given, which are generated by this part of the air flow through the slots of the swirling device.

Ein weiteres kritisches Abmessungsverhältnis der Durchwxrbelungseinrichtung 11 ist das Verhältnis der Tiefe C (Fig. 2) einesAnother critical swirl device aspect ratio 11 is the ratio of the depth C (Fig. 2) of a

Schlitzes 23 zu der Flügeldicke T (Fig. 2). Dieses Verhältnis — muß in dem Bereich zwischen 1,5 und 3,5 liegen, weil dieses Verhältnis dazu beiträgt, die radial nach innen gerichtete Strömung der heißen Gase in dem Staubereich hinter den verhältnismäßig dicken hinteren Kanten zu bestimmen. Es ist ersichtlich, daß der Winkel d eines einzelnen Flügels 22 die Stärke der Durchwirbelung bestimmt. Dieser Winkel ist in Fig. 4 angegeben und muß in einem Bereich zwischen 25 und 35 liegen, wobei 30 der bevorzugte Winkel für eine rauchfreie Arbeitsweise ist.Slot 23 to the wing thickness T (Fig. 2). This ratio - must be in the range between 1.5 and 3.5 because of this ratio contributes to the radially inward flow of the hot gases in the stagnation area behind the relatively to determine thick rear edges. It can be seen that the angle d of a single wing 22 determines the strength of the turbulence certainly. This angle is indicated in FIG. 4 and must be in a range between 25 and 35, with 30 being the preferred angle for a smoke-free way of working.

Nach der Beschreibung der Konstruktion einer Brennkammer gemäß der Erfindung, durch die der Rauchgehalt im Abgas verringert werden soll, so daß die Rauchzahl wesentlich oberhalb 90 innerhalb des gesamten Belastungsbereichs der Gasturbine liegt, soll die Arbeitsweise der Brennkammer näher erläutert werden.After describing the construction of a combustion chamber according to the invention, by means of which the smoke content in the exhaust gas is reduced should be so that the smoke number is significantly above 90 within the entire load range of the gas turbine, should the operation of the combustion chamber will be explained in more detail.

Komprimierte Luft von dem Verdichter füllt den ringförmigen Luftraum um die Rohre und die Endkappe, so daß beim Lufteintritt durch die verschiedenen Öffnungen in dem Flammrohr ein Druckgefälle auftritt, welches für den Betrieb erforderlich ist. Beginnend mit dem Eintritt der Druckluft durch die Schlitze der Durchwxrbelungseinrichtung in der Reaktionszone soll die Luftströmung und die Strömung der Verbrennungsgase an verschiedenen Stellen entlang der axialen Länge des Flammrohrs beschrieben werden.Compressed air from the compressor fills the annular air space around the tubes and end cap, allowing air to enter a pressure gradient occurs through the various openings in the flame tube, which is necessary for operation. Starting with the entry of the compressed air through the slots of the swirling device In the reaction zone, the air flow and the flow of the combustion gases should be at different points along the axial length of the flame tube.

Da etwa 5 bis 10% der Luft durch die Durchwxrbelungseinrichtung hindurchtritt, wird eine Turbulenz in einem Teil der Brennkammer erzeugt. Die Strömungsverhältnisse sind in Fig. 7 dargestellt. Die Eigenschaften der turbulenten Strömung sind in Fig.5 dargestellt, in welcher die Änderung der Geschwindigkeit und des Drucks gegen den radialen Abstand von der Mittellinie des Flammrohrs aufgetragen ist. In dem zentralen Bereich Z der turbulenten Luftströmung ist aus den Kurven ersichtlich, daß der Druck amSince about 5 to 10% of the air passes through the swirl device, there is turbulence in a part of the combustion chamber generated. The flow conditions are shown in FIG. 7. The properties of the turbulent flow are shown in Fig. 5 shown in which the change in speed and pressure against the radial distance from the center line of the flame tube is applied. In the central area Z of the turbulent air flow, it can be seen from the curves that the pressure at

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niedrigsten ist, während die Geschwindigkeit am höchsten ist. Dadurch wird angezeigt, daß in Strömungsrichtung hinter der Durchwirbelungseinrichtung der Druck bei größerem radialem Abstand größer als der Druck in dem zentralen Teil Z ist, in welchem ein Druck unterhalb des Drucks in den übrigen Bereichen in dem Flammrohr vorliegt. Folglich dringt die Luft, welche in das Flammrohr durch die Öffnungen für die Verbrennungsluft eintritt, durch die turbulente Luft in dem zentralen Teil durch und strömt zu der Stirnfläche der Durchwirbelungseinrichtung und der Brennstoffdüse. Daraus geht hervor, daß dieser Rückkopplungseffekt zu der Gesamtdurchmischung der Verbrennungsluft mit dem Brennstoff beiträgt. Die aus den Öffnungen eintretende Luft, welche den turbulenten zentralen Bereich durchdringt, vermischt sich mit dem zerstäubten Brennstoff und beginnt dann mit dem Brennstoff zu reagieren. Der Einfluß dieser turbulenten Luft und der Rückkopplungseffekt stabilisieren die Flamme in dem gesamten Arbeitsbereich, wodurch ermöglicht wird, daß die zusätzliche Luft, welche der Reaktionszone zugeführt wird, ein stabilisiertes Kopfende mit einem mageren Mischungsverhältnis bildet. Der Zusatz von mehr Luft trägt dazu bei, die Ausbildung unerwünschter Rußteilchen zu verhindern, indem eine vollständigere Verbrennung der Reaktionszone ermöglicht wird. Ferner wird durch die turbulente Durchmischung erreicht, daß Bereiche mit zu großem Brennstoffgehalt beseitigt werden, sofern solche Bereiche auftreten sollten.is the lowest while the speed is the highest. Through this it is indicated that downstream of the vortex device in the direction of flow the pressure at greater radial distance is greater than the pressure in the central part Z, in which a Pressure is below the pressure in the other areas in the flame tube. As a result, the air penetrates into the flame tube through the openings for the combustion air enters, through which the turbulent air in the central part passes and flows to the End face of the vortex device and the fuel nozzle. This shows that this feedback effect contributes to the overall mixing of the combustion air with the fuel. The air entering from the openings, which penetrates the turbulent central area, mixes with the atomized air Fuel and then begins to react with the fuel. The influence of this turbulent air and the feedback effect stabilize the flame in the entire work area, thereby allows the additional air supplied to the reaction zone to have a stabilized head end with a forms a lean mixing ratio. The addition of more air helps prevent the formation of undesirable soot particles, by allowing more complete combustion of the reaction zone. Furthermore, the turbulent mixing achieves that areas with excessive fuel content are eliminated, should such areas occur.

Die verschiedenen Druckgefälle quer zu dem Flammrohr und entlang der Mittellinie des Flammrohrs sind in Fig. 5 angegeben. Die obere Linie ρ , ist der Druck in dem ringförmigen Luftraum vor dem Druckgefälle ΛΡσ über dem Flammrohr. Die Erhöhung des Drucks nach innen von dem Flammrohr wird dann durch die geneigte Kurve ρ angezeigt, während der vollständige Druckabfall von dem ringförmigen Luftraum zu der Mittellinie des Flammrohrs alsApT eingezeichnet ist.The various pressure gradients across the flame tube and along the center line of the flame tube are indicated in FIG. The upper line ρ is the pressure in the annular air space in front of the pressure gradient ΛΡσ above the flame tube. The increase in pressure inward of the liner is then indicated by the inclined curve ρ, while the complete pressure drop from the annular air space to the center line of the liner is shown as Ap T.

Nachdem die Verbrennungsluft mit dem Brennstoff vermischt ist und eine stabilisierte Flamme gebildet wird, wobei Verbrennungsprodukte gebildet werden, wird der thermische Absaugbereich in dem Flammrohr wirksam. Irgendwelcher Ruß, der in der Reaktionszone auf Grund ungeeigneter Durchmischung oder auf Grund von Bereichen mit zu hohem Brennstoffgehalt erzeugt wurde, welche Be-After the combustion air is mixed with the fuel and a stabilized flame is formed, with combustion products being formed, the thermal exhaust area is in the flame tube effective. Any soot left in the reaction zone due to improper mixing or due to areas was generated with too high a fuel content, which

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reiche nicht durch die Turbulenz der Luft beseitigt wurden, kann mit den Hydroxylradikalen in hoher Konzentration und bei erhöhten Temperaturen reagieren.rich have not been eliminated by the turbulence of the air can react with the hydroxyl radicals in high concentration and at elevated temperatures.

An einer axialen Stelle entsprechend mindestens 1,25 D von der letzten Reihe der Verbrennungs-Luftöffnungen wird temperierende Luft zu den Verbrennungsprodukten zugesetzt/ um diese auf eine Temperatur abzukühlen, bei der sie in die Düse der ersten Stufe eintreten können, welche Temperatur für den Zyklus der Gasturbine geeignet ist und einen Wert hat, der eine Beschädigung der nachfolgenden Strömungsleitung für das heiße Gas ausschließt.At an axial point corresponding to at least 1.25 D of In the last row of the combustion air openings, temperature-regulating air is added to / around the combustion products to cool a temperature at which they can enter the first stage nozzle, which temperature for the cycle of the gas turbine is suitable and has a value that excludes damage to the downstream flow line for the hot gas.

Aus den obigen Ausführungen ist ersichtlich, daß eine Brennkammer für eine Gasturbine beschrieben wurde, welche eine minimale Rauchmenge erzeugt, die mitdem Abgas in die Atmosphäre abgegeben wird. Dies wird durch die Verwendung einer Durchwirbelungseinrichtung bewirkt, welche eine optimale Durchmischungder Verbrennungsluft mit dem Brennstoff gewährleistet, indem die Flamme stabilisiert wird, so daß ein Kopfbereich mit einem mageren Mischungsverhältnis ausgebildet werden kann sowie ein thermischer Aufsaugbereich entlang dem Flammrohr, in^dem irgendwelche Rußteilchen durch eine chemische Reaktion mit hoher Reaktionsgeschwindigkeit beseitigt werden, wenn derartige Rußteilchen als Verbrennungsrückstände aufgetreten sein sollten.From the above it can be seen that a combustion chamber for a gas turbine has been described which has a minimal Amount of smoke generated, which is emitted into the atmosphere with the exhaust gas. This is done through the use of a vortex device which ensures optimal mixing of the combustion air with the fuel by stabilizing the flame so that a head portion having a lean mixing ratio and a thermal absorbing portion can be formed along the flame tube, in which there were any soot particles can be eliminated by a chemical reaction at a high reaction rate if such soot particles are left as combustion residues should have occurred.

PatentansprücheClaims

9/11309/1130

Claims (1)

-13-Patentansprüche -13- claims 1.jBrennkammer für eine Gasturbine mit einem durch eine Endabdeckung abgeschlossenen äußeren Gehäuse, dessen anderes Ende zu der Düse der ersten Stufe der Turbine führt, mit einem von dem Gehäuse umgebenen Flammrohr mit einem im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt, mit einem ringförmigen Luftzwischenraum zwischen dem Flammrohr und dem Gehäuse, und mit einer das eine Ende des Flammrohrs abdeckenden Endkappe, in der eine Öffnung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Durchwirbelungseinrichtung (11) für Luft in der Öffnung der Endkappe (9) angeordnet ist, die einen ringförmigen Körperteil (17) mit einer Stirnfläche senkrecht zu dessen Achse aufweist und eine zentrale Öffnung (21) für die Aufnahme einer Brennstoffdüse (10) aufweist, sowie eine Anzahl von um einen Winkel geneigten Flügeln (22), die entlang des Umfangs des Körperteils angeordnet sind, daß jeder Flügel eine durchschnittliche Dicke hat, die größer als 1/4 der Tiefe ist, daß die Flügel so angeordnet und bemessen sind, daß die offene Querschnittfläche zwischen den Flügeln 5 bis 10% der gesamten offenen Querschnittfläche für die Luftströmung in dem Flammrohr (5, 7) beträgt, daß eine Anzahl von Öffnungen (12, 14) für Verbrennungsluft in dem Flammrohr entlang einer axialen Länge vorgesehen sind, welche dem Durchmesser des Flammrohrs entspricht, daß diese Öffnungen eine solche Anordnung und Größe aufweisen, daß sie 40 bis 55% des gesamten Querschnitts der Luftströmung in dem Flammrohr definieren, daß sich ein thermischer Aufsaugbereich (15) von den Öffnungen in axialer Richtung mindestens um das l,25fache des Durchmessers des Flammrohrs erstreckt, der keine Öffnungen für Verbrennungsluft aufweist, und daß eine Anzahl von Öffnungen (16) für temperierende Luft in Strömungsrichtung der Verbrennungsprodukte hinter dem Bereich (15) vorgesehen sind und eine solche Größe haben, daß sie 35 bis 55% der gesamten Querschnittfläche der Luftströmung in dem Flammrohr definieren.1.j Combustion chamber for a gas turbine with a through an end cover closed outer casing, the other end of which leads to the nozzle of the first stage of the turbine, with one surrounded by the casing Flame tube with a substantially circular cross-section, with an annular air gap between the Flame tube and the housing, and with an end cap which covers one end of the flame tube and in which an opening is provided, characterized in that a turbulence device (11) for air in the opening of the end cap (9) is arranged, which has an annular body part (17) with an end face perpendicular to its axis and a central Has opening (21) for receiving a fuel nozzle (10), and a number of blades (22) inclined at an angle, which are arranged along the perimeter of the body part such that each wing has an average thickness greater than 1/4 of the Depth is that the wings are so arranged and dimensioned that the open cross-sectional area between the wings 5 to 10% of the total open cross-sectional area for the air flow in the flame tube (5, 7) is that a number of openings (12, 14) for combustion air are provided in the flame tube along an axial length which corresponds to the diameter of the flame tube, that these openings have such an arrangement and size that they 40 to 55% of the total cross-section of the air flow in define the flame tube that there is a thermal suction area (15) extends from the openings in the axial direction by at least 1.25 times the diameter of the flame tube, which does not have any Has openings for combustion air, and that a number of openings (16) for tempering air in the direction of flow Combustion products are provided behind the area (15) and are of such a size that they are 35 to 55% of the total cross-sectional area define the air flow in the flame tube. .' Brennkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Flügel (22) mit einem Winkel zwischen 25 und 35 relativ zu einer Ebene senkrecht zu der Achse der Durchwirbelungs-. ' Combustion chamber according to Claim 1, characterized in that the blades (22) are at an angle between 25 and 35 relative to a plane perpendicular to the axis of the vortex ' einrichtung angeordnet sind.'facility are arranged. 109849/1 130109849/1 130 3. Brennkammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η z e i c h η e t , daß die Durchwirbelungsexnrichtung an der Endkappe (9) angeordnet ist.3. Combustion chamber according to claim 1 or 2, characterized in that g e k e η η z e i c h η e t that the vortex direction at the end cap (9) is arranged. 4. Brennkammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchwirbelungsexnrichtung an der Brennstoffdüse (10) angeordnet ist.4. Combustion chamber according to claim 1 or 2, characterized in that that the vortex direction at the fuel nozzle (10) is arranged. 10 9 8 4 9/1 13010 9 8 4 9/1 130
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