DE2232228A1 - Nachbrenner-zuendvorrichtung - Google Patents

Description

Rolls-Royce (1971) Limited, London, England

Na chbrenner-Zündvorri chtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brenneranordnung, die in Verbindung mit einem katalytischen Zünder benutzbar ist, der bei einer Zündvorrichtung für den Nachbrenner eines Gasturbinen-Strahltriebwerks benutzbar ist.

Bisher wurde der Brennstoff dem Katalysator in der Weise zugeführt, daß die Brennstoffströmung durch eine Reihe von Einschnürungen und einen Filter abgemessen wurde, der im Brennstoffschaft des Brenners angeordnet war, der.sich durch das Strahlrohr des Gasturbinenstrahltriebwerks hindurcherstreckt. Dies führte dazu, daß der Brenner infolge teilweiser Verdampfung des Brennstoffs im Brennstoffschaft beim Durchlaufen der Zumeß- und PiIteranordnung fehlerhaft arbeiten konnte, so daß die Zumessung beeinträchtigt wurde. Dies bewirkte, daß der Bereich von Brennstoffströmen, in denen der katalytische Zünder benutzt werden konnte, bei niedrigen Strahlrohrdrücken und Temperaturen sehr schmal war. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile in vorteilhafterweise zu vermeiden.

der Erfindung weist die Zündvorrichtung für den Nachbrenner eines Gasturbinenstrahltriebwerks eine Zuführungseinrichtung auf, die gefilterten und dosierten Brennstoff und eine kontinuierliche Zufuhr von Druckluft empfängt, wobei die Brennstoffzufüh-

BAD ORIGINAL

20988 3/0777

rungseinrichtung in einer Düse endet, die die Brennstoff/Luftmischung so richtet, daß sie auf einen katalytischen Zünder auftrifft.

Vorzugsweise besteht die Zuführungseinrichtung aus einem hohlen Rohr, das radial nach innen in das Strahlrohr des Triebwerkes einstäit.

Vorzugsweise umfaßt die Düse einen axial verlaufenden Hohlkörper, welcher derart angeordnet ist, daß ein gewisser Anteil der heißen Turbinenabgase, die durch das Strahlrohr strömen, auch durch die Düse hindurchtreten.

Vorzugsweise ist der Düsenkörper mit der Speisevorrichtung an einem Punkt zwischen den Enden am innersten Ende der Brennstoffzuführungseinrichtung befestigt.

Vorzugsweise weist der Düsenkörper einen rohrförmigen Querschnitt auf und trägt eine scheibenförmige Spritzschutzplatte am stromunterseitigen Ende.

Vorzugsweise ist das stromoberseitige Ende des Düsenkörpers im wesentlichen offen.

Vorzugsweise tritt eine Mischung von Brennstoff und Luft durch die Speiseeinrichtung in den Düsenkörpe.r ein und wird in den Heißgasstrom eingesaugt, der durch den Düsenkörper hindurchströmt, wobei die resultierende Strömung mittels der Spritzplatte gemischt wird, der auf den katalytischen Zünder auftrifft.

Vorzugsweise ±xfc weist die Spritzplatte einen ungelochten Teil auf, um den das Brennstoffluftgemisch und die heißen Abgasmischungen hindurchtreten.

Vorzugsweise ist die Spritzplatte an den Stellen, an denen das resultierende Brennstoffluftgemisch und die Abgasmischung hindurchtritt, gelocht.

2098R3/n777 BAD ORIGINAL

Vorzugsweise wird der Brennstoff zugemessen und gefiltert, bevor er in die Brennstoffzuführung eintritt.

Vorzugsweise wird Hochdruekluft der Düse zugeführt.

Vorzugsweise ist der Katalysator unmittelbar stromunterseitig der Düse angeordnet.

Nachstehend wird ein AusführungsbBispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Gasturbinenstrahltriebwerks mit der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung,

Fig. 2 in größerem Maßstab eine Einzelschnittansicht der Düsenanordnung,

Fig. 3 eine abgewandelte Ausfuhrungsform der Düsenanordnung.

Fig. 1 zeigt ein Gasturbinenstrahltriebwerk 10, welches in Strömungsrichtung hintereinander einen Kompressor 12, eine Verbrennungseinrichtung 13, eine Turbine 14 und einen allgemein mit 15 bezeichneten Nachbrenner aufweist. Der Nachbrenner besitzt ein Nachbrenner-Brennstoffzuführungssystem 16, einen Brennstoffschaft 17, der in einem Zündbrenner 18 endet. Stromunterseitig dieses Zündbrenners 18 befindet sich ein katalytischer Zünder 19 und stromunterseitig von diesem befinden sich die Nachbrennerrinnen Ein LuftZuführungskanal 21 steht mit dem Brennstoffschaft 17 in Verbindung, um Hochdruekluft vom Kompressor 12 des Triebwerks zuzuführen.

•Fig.2 zeigt eine erste Ausführungsform des Zündbrenners l8, der aus einem hohlen Ringkörper 22 besteht. In den Hohlkörper 22 steht der Brennstoffschaft I7 ein, der mit einer Brennstoff-Luftauslaßöffnung 25 versehen ist, welche so angeordnet ist, daß das Brennstoffluftgemisch in·einer Richtung stromabwärts innerhalb des Hohlkörpers 22 gerichtet wird. Der Brennstoffsehaft I7 steht an seinem radial äußeren Ende mit der Brennstoffspeisevorrichtung

l6 und mit dem Hochdruckluftkanal 21 in Verbindung. Am stromuntersei· tigen Ende des Ringkörpers 22 ist eine kreisförmige Spritzplatte 25 angeordnet, die am Ende des Ringkörpers mittels Haltestreifen 24 befestigt ist. Diese Spritzplatte 23 ist so angeordnet, daß ein Ringschlitz·26 gebildet wird, der durch die Spritzplatte 23 und das am weitesten stromunterseitig liegende Ende des Ringkörpers 22 gebildet wird.

Im Betrieb wird eine gewisse Menge filtrierten und dosierten Brennstoffs vom Brennstoffzuführungssystem 16 über eine Leitung dem Brennstoffschaft 17 zugeführt. Außerdem wird Hochdruckluft dem · Brennstoffschaft 17 über eine Leitung 21 vom Triebwerkskompressor 12 zugeführt. Das sich hierdurch ergebende Brennstoff-Luftgemisch strömt dann über den Brennstoffschaft in den Zündbrenner 18 ein. Infolge der Tatsache, daß die äußere Oberfläche des Brennstoffschaftes der heißen Abgasströmung innerhalb des Strahlrohres 27 ausgesetzt ist, kann ein gewisser Teil des Brennstoffes verdampfen, werin dieser durch den heißen Brennstoffschaft hindurchtritt. Das Brennstoff-Luftgemisch verläßt daraufhin den Brennstoffschaft 17 über eine Auslaßöffnung 25 innerhalb des Hohlkörpers 22. Diese Mischung wird unmittelbar in den schnellströmenden Heißgasstrom eingebracht, der durch den Hohlkörper 22 strömt, wobei die heißen Abgase in den Hohlkörper 22 über die Einlaßöffnung 28 eintreten. Die sich hieraus ergebende Mischung von Brennstoff-Luft und heißen Abgasen strömt durch den Hohlkörper 22 und trifft dann auf die Spritzplatte 23, die am stromuntereeitigen Ende des Brenners angeordnet ist.

Dies führt zu einer vollkommenen Vermischung von Brennstoff, Luft und Abgasen. Diese sich Heraus ergebende Mischung strömt dann über die Oberfläche der Spritzplatte 23 und verläßt schließlich den Hohlkörper 22 über den Ringschlitz 26, worauf die Mischung in einöii weiteren Strom heißer Turbinenabgase eintritt und dann auf den katalytischen Zünder 29 auftrifft, wo die Zündung erfolgt. Der Zündbrenner 18 zünd± seinerseits Brennstoff, der dem Hauptnachprenr

209883/0777

nersystem in den Brennstoffrinnen 20 zugeführt wird.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausbildung der Erfindung, wobei die
Spritzplatte 2J gemäß Fig.2 durch eine gelochte Spritzplatte ersetzt ist. Bei dieser Ausfuhrungsform trifft wiederum der meiste Brennstoff auf die Spritzplatte 23 auf, jedoch wird ein gewisser Teil durch die Löcher geradlinig hindurchgeleitet. Der Best des
Brennstoffs, der auf die Spritzplatte 23 auftrifft, strömt danach vom Brennerhohlkörper 22 über den Ringschlitz 26 und durch die
Lochungen innerhalb der Spritzplatte 2J> nach außen.

Patentansprüche

: i f

Claims (12)

1. Patentansprüche :

   1/ Zündbrenner für den Nachbrenner eines Gasturbinenstrahltriebwerks, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffzufuhreinrichtung (17) eine gefilterte und dosierte Brennstoffmenge und eine kontinuierliche Zufuhr von Druckluft empfängt und daß diese BrennstoffZuführungsvorrichtung (17) in einer Düse (22) endet,.die das Brennstoffluftgemisch so richtet, daß es auf einem katalytischen Zünder- (29) auftrifft.
2. 2. Zündbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffzuführungseinrichtung aus einem hohlen Rohr (17) besteht, das radial in das Strahlrohr des Triebwerks einsteht.
3. 3>. Zündbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Düse (22) aus einem axial verlaufenden Hohlkörper besteht, der so angeordnet ist, daß ein gewisser Anteil der heißen Turbinenabgase,der durch das Strahlrohr strömt, durch den Düsenkörper hindurch tritt.
4. 4. Zündbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (22) mit der Brennstoffzuführungsvorrichtung (17) an einem Zwischenpunkt in der Nähe des innersten Endes der BrennstoffZuführungseinrichtung (17) verbunden ist.
5. 5. ZUndbrenner nach den Ansprüchen 1,5 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (22) im Querschnitt rohrförmig iffc und eine scheibenförmige Spritzplatte (2j5) am stromunterseitigen Ende aufweist.

   ? o^!) it ft ι / η ? τ 7
6. 6. Zündbrenner nach den Ansprüchen 1,3,4 und 5, dadurch gekennzeichnet,

   daß der Düsenkörper (22) mit irawesentliehen offenen-Enden versehen ist.
7. 7. Zündbrenner nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzei chnet ,

   daß die Mischung von Brennstoff und Luft durch die Brennstoffzuführ ungs einrichtung (17) in den Düsenkörper (22) eintritt und in den Heißgasstrom eingesaugt wird, der den Düsenkörper durchströmt,und daß die resultierende Strömung über die Spritzplatte (23) vermischt wird, bevor ein Auftreffen auf den katalytischen Zünder (29) erfolgt.
8. 8. Zündbrenner nach Anspruch 7*
   dadurch gekennzei chnet ,

   daß die Spritzplatte (23) aus einer ungelochten Plätte besteht, um die herum das Brennstoffluftgemisoh in Mischung mit den heißen Abgasen vorbeitritt.
9. 9. Zündbrenner nach Anspruch 7,
   dadurch gekennzeichnet,

   daß die Spritzplätte (23) gelocht ist und das Brennstoffluftgemisehung in Mischung mit den Abgasen durch die Lochungen hindurchrtritt.
10. 10. Zündbrenner nach einem der Änspifche 1 bis 9, dadurch gekennzei chnet ,

    daß der Brennstoff vor Eintritt in die BrenngtoffzuführungsBinrichtung (17) dosiert und gefiltert wird.
11. 11. Ztlndbrenner nach den Ansprüchen 1 bis IQ, dadurph gekennzeichnet,

    daß eine kontinuierliche Zufuhr von Hgchdfuckiyft ijäßji der. Düse (12) erfolgt.
12. 12. Zündbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chnet, daß der katalytische Zünder (29) unmittelbar stromunterseitig der Düse angeordnet ist.

    209883/0777