DE2442895A1

DE2442895A1 - Brennstoffinjektionsvorrichtung

Info

Publication number: DE2442895A1
Application number: DE2442895A
Authority: DE
Inventors: Edward Donald Riley; Barry Weinstein
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1973-09-10
Filing date: 1974-09-07
Publication date: 1975-03-13
Also published as: FR2243332A1; DE2442895C2; US3946552A; JPS5922129B2; CA1027380A; IT1021212B; FR2243332B1; GB1478395A; JPS5076424A; BE819722A

Description

6 Frankfurt/Main 1, 6. September

Niddastraße 52 197*1

Dr. rer. nah Horst Schüler Telefon (0011)237220 wk/lk

PATENTANWALT ^TeleX! «-1**59 mapat d Postscheck-Konto 1 282420-602 Frankfurt/M. Bankkonto ι 225/0389 Deutsche Bank AG, Frankfurt/M.

27O3-13LN-1155

GENERAL ELECTRIC COMPANY

1 River Road
SCHENECTADY, N.Y./U.S.A.

Brennstoff injektionsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine verbesserte Brennstoffinjektionsvorrichtung und insbesondere eine verbesserte Brennstoffinjektionsvorrichtung zur gleichförmigen Vernebelung und Verteilung des einer Brennkammer zugeführten Brennstoffes.

Die Brennstoffinjektion für kontinuierlichen Zufluss in einer Brennkammer, beispielsweise in einem Gasturbinentriebwerk, ergab ständige konstruktive Probleme. Es ergaben sich Schwie-

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rigkeiten bei der Injektion des Brennstoffes in einer in höchstem Grade dispergierten Weise zur Erzielung einer vollständigen und wirksamen Verbrennung des Brennstoffes, wenn gleichzeitig das Auftreten von mit Brennstoff angereicherten Taschen vermieden werden sollte, welche bei der Verbrennung Kohlenstoff oder Rauch erzeugen. Die Schwierigkeiten bei der Injektion des Brennstoffes wurden weiterhin gesteigert durch die kürzliche Einführung von Gasturbinentriebwerken mit einem erhöhten Brennerdruck und der Möglichkeit zur Verwendung höherer Einlaßtemperaturen. Der Wirkungsgrad von vorhandenen Brennstoffsprühvernebelungseinrichtungen vermindert sich mit der Erhöhung des Brennerdruckes und dies ergibt eine stärker ungleichförmige Dispersion des Brennstoffes und weiterhin eine Vermehrung der mit Brennstoff angereicherten Zonen im Innern der Brennkammer. Solche Zonen bewirken jedoch einen verminderten Wirkungsgrad des Brenners, einen übermäßigen Rauch im Abgas und eine ungleichförmige Erhitzung der Brennerhülle. Dieser letztere Zustand wird üblicherweise als Bildung von heißen Streifen bezeichnet, welche zu einem schnellen Verschleiß der Hülle führen kann.

Als eine mögliche Lösung wurde vorgeschlagen, den Brennstoffdruck für solche Sprühvergaser-Einrichtungen zu erhöhen. Das erhöhte Gewicht einer Pumpe für den hohen Druck und die Neigung zu einer Leckage des unter hohem Druck stehenden flüchtigen Brennstoffes bildet jedoch ein so großes Risiko, daß zumindest für die nahe Zukunft die Verwendung solcher Hochdruckpumpen unwahrscheinlich erscheint.

Es wurden kürzlich Vergasereinrichtungen zur Verwendung mit unter niedrigem Druck stehendem Brennstoff vorgeschlagen, die ein System von gegenläufigen primären und sekundären Wirbelleitschaufeln benutzen.'Bei einigen Systemen wurde vorgeschlagen, daß ein Brennstoff/Luft-Gemisch stromaufwärts von

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den Wirbelleitschaufeln eingeleitet wird und der Brennstoff anschließend durch Scherwirkung auf die flüssigen Brennstofftröpfchen von den Wirbelleitschaufeln vernebelt wird. Es wurde jedoch gefunden, daß solche Vernebelungseinrichtungen oder Vergaser Kohlenstoff zwischen den Wirbelleitschaufeln ansammeln, wenn der Luftstrom am Einlaß und der Brennstoff zum Vergaser erhitzt werden. Daher wird jetzt Nachdruck auf die Entwicklung eines Systems gelegt, bei dem. der Brennstoffstrom in einem System von gegenläufigen primären und sekundären Wirbelleitschaufeln eingebracht wird. Der Brennstoff wird dann in wirksamer Weise durch die hohen Scherkräfte vernebelt, die beim Zusammenströmen der gegenläufig rotierenden Lüftetröme erzeugt werden.

Es ist daher eine Hauptaufgabe dieser Erfindung, eine Brennst offinjektionsanordnung zu schaffen, die einen mit niedrigem Druck zugeführten Brennstoff gleichförmig und in einem starken Maße vernebelt dispergiert zur Einleitung in eine Verbrennungsanlage und dadurch die Leistungsfähigkeit der Brennstoffinjektionsvorrichtung zu steigern.

Es ist weiterhin eine Aufgabe der Erfindung, eine Brennstoffinjektionsvorrichtung zu schaffen, die ein System von gegenläufigen Verwirbelungseinrichtungen benutzt, die um ein Hüllenteil herum angeordnet sind, wobei die primären Vernebelungskräfte die hohen Scherkräfte sind, die beim Zusammenströmen der gegenläufig rotierenden Luftströme auftreten.

Es ist weiterhin eine Aufgabe der Erfindung, eine Brennstoffinjektionsvorrichtung mit einem System von gegenläufigen Verwirbelungseinrichtungen zu schaffen, die um einen Hüllenteil herum angeordnet sind, wodurch die Geschwindigkeit und Gleichförmigkeit für die Dispersion des Brennstoffes im Innern der Hülle beträchtlich gesteigert werden kann zwecks größeren Gesamtwirkungsgrades der Vernebelung.

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Ein besseres Verständnis dieser und weiterer Aufgaben und Vorteile ergibt sich aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung von Ausführungsformen im Zusammenhang mit den Abbildungen, welche jedoch keine Beschränkung des Umfanges der Erfindung beinhalten.

Zusammengefaßt enthält die erfindungsgemäße Brennstoffinjektionsvorrichtung einen Brennstoffinjektor mit einem zylindrischen Gehäuse· Ein rohrförmiger Hauptteil ist im Innern des zylindrischen Gehäuses zentrisch angeordnet und von demr selben beabstandet, so daß zwischen den beiden Teilen ein erster kreisringförmiger Luftkanal gebildet ist. Im Innern des Rohrkörpers sind Brennstoffverwirbelungseinrichtungen angeordnet, um einem einlaßseitigen Brennstoffstrom eine Wirbelbewegung zu vermitteln. Dabei konvergiert die innere Oberfläche des Rohrkörpers stromabwärts von dem Wirbelteil auf einen minimalen Mündungsdurchmesser, divergiert danach nach außen und endet in einer Querkante und bildet allgemein die Form eines Venturi-Rohrs. Die primären Verwirbelungseinrichtungen besitzen eine Vielzahl von umkreisförmig beabstandeten Wirbelleitschaufeln, die zwischen dem Rohrkörper und dem zylindrischen Gehäuse zur Verwirbelung eines Einlaßluftstroms in gleicher Richtung wie der Brennstoffwirbel angeordnet sind. Eine allgemein zylindrische primäre Hülle ist koaxial stromabwärts von dem Brennstoffinjektor beabstandet und definiert einen zentrischen Kernluftkanal durch denselben, Sekundäre Luftverwirbelungseinrichtungen sind zwischen dem Injektor und der primären Hülle angeordnet und erteilen der Strömung durch den Kern eine umkreisförmige Wirbelkomponente, wobei diese sekundäre Wirbelkomponente den gleichen Umlaufsinn besitzt wie der Brennstoffwirbel und der primäre Luftwirbel. Tertiäre Luftwirbeleinrichtungen sind stromabwärts von den sekundären Luftwirbeleinrichtungen angeordnet

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und erzeugen eine Wirbelkomponente mit einem Umlaufsinn entgegengesetzt zum Umlaufsinn der sekundären Wirbeleinrichtung. Auf diese Weise wird der das stromabwärts gelegene Ende der primären Hülle erreichende Brennstoff durch die Schwerkräfte vernebelt, welche durch die gegenläufig rotierenden aerodynamischen Kräfte beim Zusammenströmen des sekundären und tertiären Wirbels erzeugt werden.

Ein besseres Verständnis der Erfindung ergibt sich aus der nachstehenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform im Zusammenhang mit den Abbildungen.

Figur 1 zeigt einen Teilschnitt einer typischen Brennkammer einer für ein Gasturbinentriebwerk geeigneten Bauform, die eine Brennstoffinjektionseinrichtung gemäß der Erfindung enthält.

Figur 2 ist eine vergrößerte perspektivische Schnittansicht der Brennstoffinjektionseinrichtung nach Figur 1.

Nachstehend wird im Zusammenhang insbesondere mit Figur 1 die bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Eine Verbrennungseinrichtung der Bauform mit kontinuierlicher Verbrennung, die für die Verwendung in einem Gasturbinentriebwerk geeignet •ist, ist allgemein mit 10 bezeichnet und umfaßt eine hohle Verkleidung oder Auskleidung 12, in der eine kreisringförmige Brennkammer 14 gebildet ist. Die hohle Verkleidung 12 enthält einen quer verlaufenden stromaufwärts gelegenen Dom 16, der integral mit ihr ausgebildet ist und eine Vielzahl von öffnungen 18 besitzt^ die am Umkreis um die Triebwerksachse herum beabstandet sind. Jede dieser,öffnungen 18 dient zur Aufnahme einer verbesserten Brennstoffinjektionsvorrichtung 20 gemäß der Erfindung. Der stromaufwärts gelegene Dom 16 bildet zusammen mit der verbesserten Brennstoffinjek-

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tionsvorrichtung 20 das stromaufwärts gelegene Ende der Brennkammer 14. Der stromaufwärts gelegene quer verlaufende Dom 16 kann auch noch eine Vielzahl von Jalousien oder Klappen enthalten, die in den Abbildungen nicht gezeigt sind. Der Fachmann wird verstehen, daß auch eine Brennkammer 14 des Kanültyps vorgesehen werden kann.

Um die hohle Verkleidung 12 herum ist eine äußere Hülle 22 vorgesehen und definiert zusammen mit der hohlen Verkleidung innere und äußere Kanäle 24 und 26. Der Fachmann des Gebietes des Gasturbinenbaus wird verstehen, daß die Kanäle 2k und 26 zur Zuführung verdichteter Luft aus einer geeigneten Quelle, beispielsweise aus einem Verdichter 28, in die Brennkammer Ik durch geeignete öffnungen oder Klappen 30 eingerichtet sind. Die verdichtete Luft wird vom Verdichter 28 über eine Vielzahl von umkreisförmig beabstandeten Auslaßleitschaufeln 32 abgegeben und anschließend wird die Luft zwischen den äußeren und inneren Kanälen 2k und 26 aufgeteilt, wobei ein Teil des Luftstroms in die Brennstoffinjektionseinrichtung 20 eintritt. Die verdichtete Luft kühlt dann die hohle Verkleidung und verdünnt die gasförmigen Verbrennungsprodukte in ah sich bekannter Weise.

Es wird nachstehend auf die Figur 2 in Verbindung mit der Figur 1 Bezug genommen. Die verbesserte Brennstoffinjektionsvorrichtung gemäß der Erfindung ist allgemein bei 20 gezeigt und enthält einen Brennstoffinjektor 34 mit einem zylindrischen Gehäuse 36 und einem Rohrkörper 38, der darin zentrisch so angeordnet ist, daß zwischen den beiden Teilen ein kreisringförmiger Luftkanal 40 gebildet ist. Das stromaufwärts gelegene Ende des Rohrkörpers 38 ist mit einer Brennstoffzuleitung 46 verbunden und erhält einen Zustrom von Brennstoff. Ein Wirbelteil 42 ist zentrisch im Innern des Rohrkörpers 38 angeordnet und enthält mindestens einen Schlitz 44, der unter

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einem Winkel zur Achse des Rohrkörpers angeordnet ist. Stromabwärts von dem Wirbelteil 42 konvergiert die innere Oberfläche 50 des Rohrkörpers 38 bei 48 auf eine Engstelle mit kleinstem Durchmesser, divergiert anschließend nach außen und endet in einer scharfen Kante 52 und bildet daher die allgemeine Form eines Venturi-Rohrs. Eine primäre Luftwirbeleinrichtung ist allgemein bei 51 gezeigt und umfaßt eine Vielzahl von umkreisförmig beabstandeten Wirbelleitschaufeln Diese Einrichtung ist zwischen dem Rohrkörper 38 und dem zylindrischen Gehäuse 36 am Einlaß zu dem kreisringförmigen Luftkanal 40 angeordnet. Bevorzugterweise konvergieren die inneren und äußeren Oberflächen des kreisringförmigen Luftkanals 40 konisch nach innen auf einen Mindestquerschnitt und divergieren dann konisch nach außen. Sie bilden daher eine zweite Venturi-Düse, die koaxial um die erste Venturi-Düse herum angeordnet ist. Bevorzugterweise ist auch die rückwärtige Kante 52 des Rohrkörpers 38 in der gleichen Ebene wie die rückwärtige Kante 53 des zylindrischen Gehäuses 36 aus Gründen, die noch aus der nachstehenden Erörterung ersichtlich sind.

Vor dem Brennstoffinjektor 34 ist ein allgemein zylindrisches primäres Hüllenteil 56 koaxial so beabstandet, daß es einen zylindrischen Kern-Luftkanal 57 durch denselben bildet. Eine Vielzahl von umkreisförmig beabstandeten Wirbelleitschaufeln bilden eine sekundäre Luftwirbeleinrichtung 58. Die Wirbelleitschaufeln 60 werden dadurch umkreisförmig beabstandet gehalten, daß sie zwischen einem ersten radial verlaufenden' umkreisförmigen Wandteil 62, das konzentrisch zum Brennstoffinjektor 34 ist, und einem zweiten radial verlaufenden umkreisförmigen Wandteil 64 angeordnet werden, das integral · mit dem vorderen Ende der primären Hülle 56 gebildet sein kann. Die sekundäre Luftwirbeleinrichtung 58 vermittelt '

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der radial zuströmenden Luft vom Verdichter 28 eine Wirbelkomponente, wobei der Luftwirbel den gleichen Umlaufsinn besitzt wie der von den primären Wirbeleinrichtungen 51 und von dem Wirbelteil *J2 erzeugte Wirbel. Die Luft von der sekundären Wirbeleinrichtung 58 wird radial nach innen relativ zum kreis ringförmigen Luftkanal ¹JO eingeleitet, um die Zentrifugalwirkung des Brennstoff-Luftgemisches zu erhöhen, das aus dem Brennstoffinjektor 34 austritt. Die primäre Hülle 56 endet an ihrem stromabwärts gelegenen Ende in einer allgemein quer verlaufenden Umfangskante 59 und definiert daher den Kernauslaß.

Tertiäre Luftwirbeleinrichtungen 76 sind durch eine Vielzahl von umkreisförmig beabstandeten Wirbelleitschaufeln 78 gebildet, um dem radialen Luftzustrom vom Verdichter 28 eine gegenläufige Wirbelbewegung zu vermitteln. Der aus der tertiären Wirbeleinrichtung 76 austretende Luftstrom besitzt einen Umlauf* sinn entgegengesetzt zu dem Umlaufsinn des Luftstroms aus der primären und sekundären Wirbeleinrichtung. Eine allgemein zylindrische tertiäre Hülle 80 besitzt einen größeren Durchmesser als die primäre Hülle 56 und umschließt dieselbe allgemein koaxial und hierdurch ist ein zweiter kreisringförmiger Kern 82 gebildet. Die Wirbe!leitflächen 78 werden in ihrer umfangsmäßig beabstandeten Lage dadurch gehalten, daß sie zwischen dem zweiten Umkreiswandteil 6¹I und einem dritten axial verlaufenden Wandteil 84 angeordnet werden, wobei das letztere integral mit dem vorderen Ende der sekundären Hülle gebildet ist.

Um nahezu gleichförmige Profile für den Druck und die Geschwindigkeit des radialen Luftzuflusses zur sekundären und tertiären Wirbeleinrichtung zu gewährleisten, ist eine kleine Haube allgemein bei 68 vorgesehen. Diese kleine Haube 68 enthält eine äußere zylindrische Wand 70 in Verbindung mit

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dem äußeren Umfang der zweiten radial verlaufenden Wand 64 zusammen mit einem vierten radial verlaufenden Wandteil 72, wobei diese Teile zusammen erste und zweite kreisringförmige Sammelräume 66 bzw. 86 bilden. Das Wandteil 72- ist radial vom Wandteil 62 so beabstandet, daß zwischen den Teilen eine kreisringförmige öffnung 64 gebildet ist zum Einlaß des verdichteten Luftstroms vom Verdichter 28 zum ersten Sammelraum 66. Der in den Sammelraum 66 eintretende Luftstrom wird schnell diffundiert, so daß die Schwankungen in der Geschwindigkeit und im Druck des zufließenden Luftstroms zu den Wirbelleitschaufeln 60 beträchtlich verringert werden. In gleicher Weise ist die zylindrische Wand 70 vom dritten Wandteil 84 beabstandet zur Bildung einer zweiten kreisringförmigen öffnung 88 zum Zutritt des verdichteten Luftstroms vom Verdichter 28 zum Sammelraum 86. Der in den Sammelraum 86 eintretende Strom wird ebenfalls schnell diffundiert zur Verminderung der Schwankungen des Drucks und der Geschwindigkeit des Luftstroms, welcher in die Wirbelleitflächen 78 eintritt.

Beim Betrieb wird flüssiger Brennstoff, welcher nicht'stark verdichtet sein muß, dem Brennstoffinjektor 34 durch die Brennstoffzuleitung 46 zugeführt. Der in den Rohrkörper 38 eintretende Brennstoff wird durch das Wirbelteil 42 im ■Uhrzeigersinne verwirbeln gesehen von einem Punkt stromaufwärts vom Brennstoffinjektor 34· Die Geschwindigkeit des aus dem Wirbelteil 42 austretenden verwirbelten Brennstoffes wird zunächst durch die Venturi-Wirkung des Rohrkörpers 38 beschleunigt. Anschließend divergieren die Brennstofftröpfchen in einem Wirbelstrom nach außen, der einen Film auf der inneren Oberfläche 50 des Rohrkörpers 38 bildet. Die Wirbelluftströme, welche aus den primären Wirbelleitschaufeln 54 und den sekundären Wirbelleitschaufeln austreten, besitzen den gleichen Umlaufsinn im Uhrzeiger-

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sinne wie der Wirbelbrennstoffstrom, der einen Film auf der inneren Oberfläche des Rohrkörpers 38 bildet. Daher wird der die Umfangskante 52 erreichende Brennstoff durch Scherwirkung von derselben abgerissen und in dem Kern-Luftkanal 57 durch das Zusammenwirken der Wirbelluftströme beschleunigt, die aus der primären und sekundären Wirbeleinrichtung austreten.

Da die Wirbelluftströme von den primären und sekundären Wirbelleitschaufeln den gleichen Umlaufsinn besitzen wie der an der Umfangskante 52 ankommende Brennstoffstrom, wird dem aus dem Injektor 34 austretenden Brennstoff eine Erhöhung der Drehgeschwindigkeit vermittelt.

Obwohl es oft schwierig ist, die genaue Verteilung des Brennstoffes im Innern des Kern-Luftkanals 57 mit großer Genauigkeit vorauszusagen, wird angenommen, daß ein größerer Teil des von der Umfangskante 52 durch Scherwirkung abgetrennten flüssigen Brennstoffes durch Zentrifugalwirkung nach außen geführt wird durch das Zusammenwirken der Wirbelluftströme, welche aus den primären und sekundären Wirbeleinrichtungen austreten, und zu einem direkten Aufprall auf die innere Oberfläche der primären Hülle 56 kommt. Der aufprallende Brennstoff bildet einen Wirbelfilm des flüssigen Brennstoffes

auf der inneren Oberfläche der primären Hülle und bewegt sich axial stromabwärts in Richtung der quer verlaufenden Umfangskante 59 der primären Hülle 56. Ein tertiärer gegenläufiger Wirbelluftstrom tritt aus den tertiären Wirbelleitflächen 78 im Gegenuhrzeigersinn aus, gesehen von einem Punkt stromaufwärts von der Brennstoffinjektionseinrichtung 20. Der an der Umfangskante 59 der primären Hülle 56 ankommende Brennstoff wird in hohem Maße vernebelt durch die großen aerodynamischen Scherkräfte, die beim Zusammenströmen der gegenläufigen Wirbelluftströme erzeugt werden. An der allge-

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mein durch die gestrichelten Linien 90 gezeigten Grenzfläche zwischen den gegenläufig rotierenden Wirbelluftströmen entsteht ein kegelförmiger Bereich einer turbulenten Luftströmung und dieser bewirkt eine weitere Dispersion der venebelten Brennstofftröpfchen. Es ist leicht ersichtlich, daß die obenjangegebenen Umlauf richtungen im Uhrzeigersinn und im Gegenuhrzeigersinn willkürlich festgelegt sind und entsprechend umgekehrt werden könnten.

Es wird angenommen, daß die Mehrzahl der vernebelten Brennstofftröpfchen durch Zentrifugalwirkung in den äußeren Wirbelstrom geführt werden, der allgemein bei 9k gezeigt ist,- Von dort werden sie allgemein nach außen in Richtung der hohlen Verkleidung 12 getrieben. Die hohe differentielle Geschwindigkeitskomponente zwischen den gegenläufig rotierenden Wirbel-Btrömen ermöglicht eine hohe relative Geschwindigkeitskomponente der Brennstofftröpfchen, ohne daß hierzu die Brennstoff tropf chen auf eine solche hohe Absolutgeschwindigkeit beschleunigt werden müssen. Der Fachmann wird verstehen, daß im Innern der Brennkammer IH eine geeignete Zündeinrichtung vorgesehen wird, um eine anfängliche Zündung des brennbaren Brennstoff/Luft-Gemisches zu erhalten, das aus der Brennstoff injektionsvorrichtung 20 abgegeben wird. Der Kern des aus der Brennstoffinjektionsvorrichtung 20 abgegebenen Wirbelstroms bleibt auf einem verminderten Druck und nimmt daher einen Teil der heißen Produkte der Verbrennung auf und bewirkt eine Rezirkulation derselben, um die Aufrechterhaltung einer ständigen Zündung im Innern der Brennkammer 14 zu bewirken.

Es wird angenommen, daß die verbesserte Vernebelung des Brennstoffes durch die Brennstoffinjektionsvorrichtung gemäß der Erfindung der erhöhten Geschwindigkeit und Gleichförmigkeit zuzuschreiben ist, mit welcher der Brennstoff einen Film auf der inneren Oberfläche der primären Hülle 56 bildet. Die erhöhte Geschwindigkeit wird dem von der Kante 52 durch'Scher-

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wirkung getrennten Brennstoff vermittelt durch das Zusammenwirken der primären Wirbeleinrichtung und der sekundären Wirbeleinrichtung. Beide erhalten verdichtete Luft mit hoher Geschwindigkeit vom Verdichter 28. Das innere Venturi-Rohr des Rohrkörpers 38 bewirkt eine Dispersion des Brennstoffes in einem gleichförmigen Wirbelstrom, so daß die spiralförmige Bahn jedes aus dem Injektor J>k austretenden Brennstofftröpfchens die innere Oberfläche der primären Hülle nahezu tangential schneidet. In dieser Weise kann dem wirbelnden Brennstoffilm, welcher auf der inneren Oberfläche der primären Hülle 56 entsteht, eine höhere Geschwindigkeit vermittelt werden. Die Anordnung der quer verlaufenden rückwärtigen Umfangskanten 52, 53 des Rohrkörpers 38 und des zylindrischen Gehäuses 36 in einer Ebene bewirkt ebenfalls eine Verringerung der Ansammlung von Kohlenstoff auf ein Mindestmaß; dabei würde ein Ansammeln von Kohlenstoff eine Verringerung des Einlaßluftstroms durch die Wirbelleitflächen bewirken und letztendlich den Wirkungsgrad der Vernebelung vermindern.

Vorstehend wurde eine bevorzugte Ausfuhrungsform der Erfindung beschrieben; der Fachmann wird jedoch erkennen, daß viele Abänderungen, Substitutionen und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne den grundlegenden Erfindungsgedanken zu verlassen.

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Claims

Patentansprüche:

1.) Brennstoffinjektionsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet , daß sie umfaßt:

einen Brennstoffinjektor (34) mit einem zylindrischen Gehäuse (36), einem zentrisch im Innern des zylindrischen Gehäuses (36) angeordneten Rohrkörper (38), der von demselben so beabstandet ist, daß zwischen den beiden Teilen ein kreisringförmiger Luftkanal (40) gebildet ist, ein erstes Brennstoffverwirbelungsteil (42), das im Innern des Rohrkörpers (38) angeordnet ist zur Vermittlung einer Wirbelbildung an einen zufließenden Brennstoffstrom, wobei die ,innere Oberfläche des Rohrkörpers (38) zu einer Engstelle (48) mit einem kleinsten Durchmesser stromabwärts von dem Wirbelteil (42) konvergiert, anschließend nach außen divergiert, in einer querstehenden Kante (52) endet und allgemein ein Venturi-Rohr bildet, und eine primäre Luftwirbeleinrichtung (51) mit einer Vielzahl von umkreisförmig beabstandeten Wirbelleitflächen (54), die zwischen dem'Rohrkörper (38) und dem zylindrischen Gehäuse (36) zur Verwirbelung eines zufließenden Luftstroms in gleicher Richtung wie der Brennstoffwirbel angeordnet sind, eine allgemein zylindrische primäre Hülle (56), die koaxial beabstandet stromabwärts von dem Brennstoffinjektor (34) angeordnet ist zur Bildung eines zentrischen Kern-Luftkanals (57),'

eine sekundäre Luftwirbeleinrichtung (58), die zwischen dem Injektor (34) und der primären Hülle (.56) angeordnet ist zur Vermittlung einer umkreisförmigen Wirbelkomponente an den Luftstrom durch den Kernkanal (57)» wobei diese sekundäre Wirbeleinrichtung (58) den gleichen Umlaufsinn besitzt wie die Brennstoffwirbeleinrichtung und die primäre Luftwirbeleinrichtung und eine tertiäre Luftwirbeleinrichtung (76), die stromabwärts

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von der sekundären Luftwirbeleinrichtung (58) angeordnet ist zur Vermittlung einer umkreisförmigen Wirbelkomponente in einer Richtung entgegengesetzt zum Umlaufsinn der sekundären Wirbeleinrichtung, wobei der an dem stromabwärts gelegenen Ende (59) der primären Hülle (56) ankommende Brennstoff durch die Scherkräfte vernebelbar ist,.welche durch die gegenläufigen aerodynamischen Kräfte beim Zusammenströmen des sekundären und tertiären Wirbels entstehen.

2.) Brennstoffinjektionsvorrichtung nach Anspruch 1> dadurch gekennzeichnet, daß die primäre Wirbeleinrichtung (51) am Einlaß zu einem ersten kreisringförmigen Luftkanal (40). angeordnet ist und die innere und äußere Oberfläche des ersten kreisringförmigen Luftkanals (40) konisch nach innen auf einen Mindesquerschnitt (48) konvergieren und dann konisch nach außen divergieren zur Bildung eines zweiten Venturi-Rohrs koaxial zum ersten Venturi-Rohr, wobei noch die stromabwärts gelegene Kante (53) des zylindrischen Gehäuses (36) in gleicher Ebene mit der stromabwärts gelegenen Kante (52) des Rohrkörpers (38) ist.

3.) Brennstoffinjektionsvorrichtung nach Anspruch 2, · dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffwirbeleinrichtung ein Brennstoffwirbelteil (42) enthält, das zentrisch in dem Rohrkörper (38) angeordnet ist, wobei mindestens eine Nut (44) durch das Wirbelteil einen Winkel mit der Achse des Rohrkörpers bildet.

4.) Brennstoffinjektionsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Luftwirbeleinrichtung eine zweite Vielzahl von umkreisförmig beabstandeten Wirbelleitschaufeln (60) besitzt, die zwischen einem ersten radial verlaufenden Wandteil (62), das konzentrisch zum Brennstoff injektor (34.) ist, und einem zweiten axial beabstandeten radial verlaufenden umschließenden Wandteil (64) angeordnet sind, das mit der

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primären Hülle (56) verbunden ist, und' die tertiäre Luftwirbeleinrichtung (76) eine dritte Vielzahl von umkreisförmig beabstandeten Wirbelleitschaufeln (78) enthält, die zwischen dem zweiten Wandteil (64) und einem dritten axial beabstandeten und radial verlaufenden Wandteil (84) angeordnet sind.

5.) Brennstoffinjektionsvorrichtung nach Anspruch-4, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine kleine Haube (68) enthält, die eine äußere zylindrische Wand (70) umfaßt, die mit der äußeren Peripherie des zweiten Wandteils (64) verbunden ist, und die Haube erste und zweite kreisringförmige Sammelräume (66, 86) zur Leitung des zufließenden Luftstroms zu den sekundären und tertiären Wirbeleinrichtungen aus einer äußeren Quelle für verdichtete Luft besitzt, wobei der in jeden Sammelraum (66, %) eintretende verdichtete Luftstrom zur Verminderung der Schwankungen des Drucks und der Geschwindigkeit des eintretenden Luftstroms zu den jeweiligen Wirbelleitflächen schnell diffundiert ist.

6.) Brennstoffinjektionsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein viertes Wandteil (72) enthält, das sich von dem vorderen Umfang der zylindrischen Wand aus beabstandet zum ersten Wandteil radial so nach innen erstreckt, daß eine erste kreisringförmige öffnung (64)zum ersten Sammelraum (66) gebildet ist und die stromabwärts .gelegene Kante des zylindrischen Wandteils so zum dritten Wandteil beabstandet ist, daß eine zweite kreisringförmige öffnung (88) zum zweiten Sammelraum (86) gebildet ist.

7.) Brennstoffinjektionsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet j daß sie umfaßt:

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eine Brennstoffinjektionseinrichtung eine allgemein zylindrische primäre Hülle (56), die koaxial stromabwärts von der Bremstoffinjektionseinrichtung (3¹O, beabstandet ist und einen mittleren Kern-Luftkanal (57) durch dieselbe bildet,

eine primäre Luftwirbeleinrichtung (51) > die zwischen der Injektoreinrichtung (3¹O und der primären Hülle (56) so angeordnet ist, daß der Strömung durch den Kern eine Wirbelkomponente vermittelt ist, wobei die Wirbeleinrichtung eine erste Vielzahl von umkreisförmig beabstandeten Wirbelleitschaufeln (5¹O enthält, die zwischen einem ersten radial verlaufenden Wandteil konzentrisch zur Brennstoffinjektionseinrichtung (3¹O und einem zweiten axial beabstandeten radial verlaufenden Wandteil (36) angeordnet sind, das mit der primären Hülle (56) verbunden ist, eine zweite Luftwirbeleinrichtung (58), die stromabwärts von der primären Luftwirbeleinrichtung (51) angeordnet ist zur Vermittlung einer umkreisförmigen Wirbelkomponente in einer Richtung entgegengesetzt zur Richtung der ersten Wirbeleinrichtung, wobei der am stromabwärts gelegenen Ende der primären Hülle (56) ankommende Brennstoff durch die Scherkräfte vernebelt wird, welche durch die gegenläufig rotierenden aerodynamischen Kräfte am Zusammenströmen der primären und sekundären Wirbel entstehen, wobei die sekundäre Wirbeleinrichtung (58) eine zweite Vielzahl von umkreisförmig beabstandeten Wirbelleitschaufeln (60) enthält, die zwischen dem zweiten·Wandteil (64) und einem dritten axial beabstandeten radial verlaufenden Wandteil angeordnet sind,

sowie eine kleine Haube (68) mit einer äußeren zylindrischen Wand (70) in Verbindung mit dem äußeren Umfang des zweiten Wandteils (64), welche erste und zweite kreisringförmige Sammelräume, bildet, die jeweils zufließende Luftströme von einer äußeren Quelle für verdichtete Luft zu den ersten und zweiten Wirbeleinrichtungen leiten, wobei der in

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jeden Sammelraum eintretende verdichtete Luftstrom schnell diffundiert wird, um die Schwankungen des Drucks und der Geschwindigkeit des zufließenden Luftstroms zu den jeweiligen Wirbelleitschaufeln zu vermindern.

8.) Brennstoffinjektionseinrichtung nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet., daß sie'ein viertes Wandteil (72) enthält, das sich von dem vorderen Umfang der zylindrischen Wand aus beabstandet zum ersten Wandteil so radial nach innen erstreckt, daß. eine erste kreisringförmige Öffnung (64) zu dem ersten Sammelraum (66) gebildet ist und die stromabwärts liegende Kante des zylindrischen Wandteils, zum dritten Wandteil so beabstandet ist, daß eine zweite kreisringförmige Öffnung (68) zu dem zweiten Sammelraum (86) gebildet ist.

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