DE226274C

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Publication number: DE226274C
Application number: DENDAT226274D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- ,M 226274 KLASSE 46 d. GRUPPE

JOHN HUTCHINGS in LONDON.

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskammer für Gasturbinen mit Verbrennung unter Gleichdruck, bei welcher Druckluft mit dem Brennstoff in einem Brenner am Boden der Verbrennungskammer innig gemischt werden. Gegenüber bekannten Vorrichtungen dieser Art, bei denen das Gemisch, nachdem es eine Gruppe von Mischsieben passiert hat, durch einen elektrischen Zünder in der Mitte

ίο der Verbrennungskammer entzündet wird, ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner aus zwei konzentrisch übereinander angeordneten durchbrochenen Kappen besteht, zwischen deren Spalt ein Zündedraht schwingbar angeordnet ist, während der Brennstoff durch ein brausenförmiges Strahlmundstück unter der inneren Kappe zutritt, derart, daß Zündung und Verbrennung des fein, verteilten Gemisches von Brennstoff und Druckluft bereits im Kappenzwischenspalt erfolgt. Hierdurch wird eine raschere und gleichmäßigere Verbrennung des über den ganzen weißglühend werdenden Boden der Kammer verteilten, bereits im Brenner entzündeten Gemisches erzielt. Ein weiteres Kennzeichen bildet die besondere Ausbildung der Zündvorrichtung in der Weise, daß der im Brennerspalt schwingbar angeordnete bogenförmige Zündungsdraht nicht dadurch das Gemisch entzündet, daß er glühend wird, sondern dadurch, daß er als ein elektrischer Leitungsdraht die Zündung durch Kontaktunterbrechung mittels Zündfunkens erzielt, wodurch eine größere Sicherheit der Zündung erreicht wird. In beiden Fällen wird der Zündedraht, nachdem die Entzündung des Gemisches erfolgt ist, aus dem Spalt heraüsgeschwungen und. so der schädlichen Beeinflussung der großen Hitze entzogen, indem die weitere Verbrennung durch die glühend gewordene äußere Kappe gesichert ist.

Die Form der Turbine bildet nicht den Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Umkehrturbine gewählt. .

. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 die von oben gesehene Gesamtanordnüng mit dem Luftkompressor und der Verbrennungskammer im Schnitt nach der Linie M-N in Fig. 2, welche einen senkrechten Schnitt nach der Linie K-L in Fig. ι darstellt. Fig. 3 ist ein Schnitt durch die Verbrennungskammer nach der Linie G-H in Fig. 2, während Fig. 4 einen entsprechenden Teilschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform der Verbrennungskammer darstellt.

Das Treibmittel für die Turbine wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung von einer Verbrennungskammer d (Fig. i, 2 und 3) geliefert, innerhalb welcher ein Gemisch von Gas und Luft, ein Kohlenwasserstoff oder ein anderer Brennstoff in A^erbindung mit geregelten Mengen von Luft oder einem gleichwertigen, die Verbrennung fördernden Mittel, wie Sauerstoff, verbrannt wird, worauf das Produkt dieser Verbrennung durch eine geeignete Leitung, z. B. die dargestellten Kanäle 5 (Fig. 3) durch eine von

Hand beeinflußte oder selbsttätige Steuervorrichtung b, c in die Turbine geleitet wird.

Die Luft zur Aufrechterhaltung der Verbrennung innerhalb der Kammer d kommt aus einem Behälter 9 (Fig. 1), in welchen Luft unte,r hohem Druck eingeführt wird.

Der Brennstoff wird aus einem Behälter /, der in geeigneter Weise, wie z. B. in Fig. 1 dargestellt, angeordnet ist, gespeist, welcher seinerseits von irgendeiner geeigneten Speisevorrichtung, z. B. einer Druckpumpe, gespeist wird.

Die Druckluft und der Brennstoff von hohem Verbr.ennungsvermögen werden in genau abgemessenen Mengen in eine Kappe 44 eingeleitet, welche dem Gemisch von Luft und Gasen oder Dämpfen Durchgang gestattet, aber nicht der Flamme, welche an der äußeren Fläche der Kappe entsteht, so daß also die Verbrennung außerhalb dieser Fläche stattfindet. Es kann auch der Brennstoff innerhalb der Kappe 44, und die Luft zur Unterhaltung der Verbrennung unabhängig davon am Umfang der äußeren Fläche eingeleitet werden, so daß die durchbrochene Kappe hocherhitzt und glühend wird und eine, weiße Flamme erzeugt.

In Fig. 2 und 5 besteht die Zündvorrichtung aus einem Zündedraht 43, der in dem Raum liegt, der zwischen der oberen und unteren Fläche der Kappe oder des Mantels 44 vorhanden ist, durch dessen Öffnungen das Luft- und Gasgemisch unter Druck · in die Kammer d geleitet wird. Die zu dem Mantel 44 gehende Luft tritt in die Rohre 45 ein, durchströmt deren Windungen, hierbei die durch Auspuffgase in der Kammer 52 mitge-

. teilteHitze aufnehmend und expandiert dann in die Kammer 46, worauf sie durch die gelochte Kappe47 austritt, welche dazu dient, den Luftstrom zu teilen und die Luft gut nach der Austrittsstelle des durch die Düsen 36 eintretenden Gases zu verteilen. Der Gaszutritt ist durch einen Hahn 48 geregelt, und durch einen anderen nicht dargestellten Hahn wird in ähnlicher Weise der Luftzutritt geregelt. Um eine gleichmäßige Mischung von Luft und Brennstoff zur Bildung des Brennstoffgemisches zu sichern, ist weiter ein Hilf seinlaß 49 (Fig. 2 und 3) vorgesehen, welcher in den Raum innerhalb der Kappe mündet und aus der Kammer gespeist wird, in welche die Rohre 41 und 45 münden. 8 zeigt die Anordnung der Zündvorrichtung, bestehend aus einem Draht, der mittels des Knopfes 50 der Welle 51 ausgerückt werden kann, wenn er -nicht zum Zünden dienen soll, und mittels eines Unterbrechungsfunkens zündet. Das Rohr 49 ist nach oben verlängert, so daß es mit einem Leitungsdraht 43 Kontakt macht, wenn dieser im Winkel über den Brenner gestellt ist, während bei Unterbrechung des Kontaktes durch Abrücken des Drahtes ein Zündfunken überspringt. Wenn der Draht diese Funktion erfüllt hat, legt man ihn weiter um, um ihn vor Beschädigung durch die intensive Brennerhitze zu schützen.

Schauvorrichtungen zur Beobachtung der Verbrennung können in Form eines Stutzens · mit Linse wie bei 38 vorgesehen sein. Bei der dargestellten vorteilhaften Anordnung ist 39 ein Diaphragma aus unverbrennlichem, aber durchsichtigem Stoff, wobei zur Druckausgleichung eine enge Verbindungsleitung von der Innenseite zur Außenseite durch eine Umleitung 40 vorgesehen ist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 wird die Druckluft aus dem Druckluftbehälter 9 mittels durch die Auspuffkammer 52 geführter Rohre 45 in Kammern 54 geleitet und von da durch andere Rohre 55 in eine Rohrschlange 56, aus der die hocherhitzte Luft in eine Hahnvorkammer 57 geleitet wird, aus der sie in die eine oder andere der Düsenpaare 4 gegen die Turbinenschaufel treten kann, wobei die Riehtung durch den Umstellhahn b bestimmt wird. Bei dieser Ausführungsform werden die Verbrennungsprodukte der Kammer d unmittelbar durch die Kanäle g, die in punktierten Linien dargestellt sind, und von da in die go Auspuffkammern 52 und 73 (Fig. 4) geleitet. Diejenige Luftmenge, welche zur Gemischbildung und zur Aufrechterhaltung der Verbrennung in der Kammer d notwendig ist, wird durch die Kanäle 58, 58 (Fig. 4) eingeleitet, welche durch in diesen Kanälen vorgesehene Hähne gesteuert werden, während die Verbrennungsprodukte oder hocherhitzte Gase, anstatt unmittelbar gegen die Turbine α geleitet zu werden, wie Fig. 4 zeigt, gegen oder rund um Rohre 56 geleitet werden, durch welche Druckluft strömt, so daß die umgebenden heißen Verbrennungsgase ihre Hitze diesen Rohren 56 und der eingeschlossenen Luft mitteilen, hierdurch deren Expansion und Druck für die Düsen der Turbine steigernd. In diesem Falle treten die Verbrennugsprodukte durch Öffnungen g, von denen eine punktiert dargestellt ist, in die Auspuffkammer 52. Zum erstmaligen Zünden eines Ver- no brennungsgemisches in der Kammer d und vor dem öffnen der Verbindung zwischen dieser und der Turbine wird der Kanal 60 durch eine geeignete Einstellung des Hahnes b offen gelassen, so daß die Verbrennungsprodukte in die Außenluft entweichen können.

In manchen Fällen empfiehlt es sich, die Temperatur durch einen geregelten Einlaß von Wasserdampf zu regeln. Solch ein Einblaserohr 41 mit Düsen 42, eine oberhalb und eine unterhalb der Brennerebene 3,6, ist in Fig. 2 dargestellt.

Claims

Patent-Ansprüche:
I. Verbrennungskammer für Gasturbinen mit Verbrennung unter Gleichdruck, bei welcher Druckluft mit dem Brennstoff in einem Brenner am Boden der Verbrennungskammer innig gemischt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner aus zwei konzentrisch übereinander angeordneten durchbrochenen Kappen (44) besteht, zwischen denen ein Zündedraht (43) schwingbar angeordnet ist, während der Brennstoff durch ein brausenförmiges Strahlmundstück (36) unter der inneren Kappe zutritt, derart, daß Zündung und Verbrennung des fein verteilten Gemisches von Brennstoff und Druckluft bereits im Kappenzwischehspalt erfolgt.
2. Verbrennungskammer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der . schwingbar zwischen den Brennerkappen angeordnete Zündedraht ein elektrischer Leitungsdraht ist, welcher die Zündung durch Kontaktunterbrechung mittels Zündfunkens erzeugt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.