DE2833027A1

DE2833027A1 - Brennkammerdom und brennstoffzerstaeuber oder -vergaser, insbesondere fuer gasturbinentriebwerke

Info

Publication number: DE2833027A1
Application number: DE19782833027
Authority: DE
Inventors: Edward Ernst Ekstedt; Stanford Pung Seto; Richard Edward Stenger
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1977-10-31
Filing date: 1978-07-27
Publication date: 1979-05-10
Also published as: BE869358A; US4180974A; JPS5467819A; IT1097983B; GB1597817A; IT7826245A0; JPS6161015B2; FR2407352A1; DE2833027C2; FR2407352B1

Description

GENERAL ELECTRIC COMPANY , 1 River Road, Schenectady New York 12305, N.Y. USA

Brennkammerdom und Brennstoffzerstäuber oder -vergaser, insbesondere für Gasturbinentriebwerke

Die Erfindung betrifft einen Brennkammerdom, insbe sondere für Gasturbinentriebwerke mit einem Brennstoffinjektor, einem Venturi-Rohr, einem primären und einem sekundären Wirbelerzeuger und einer Ablenkplatte, bei dem durch den sekundären Wirbelerzeuger ein Luftstrom in im wesentlichen axialer Richtung zwischen das Venturi-Rohr und die Ablenkplatte einführbar ist und die Ablenkplatte einen spitzen Winkel mit der Längsachse einschließend angeordnet ist. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf einen Brennstoffzerstäuber oder -vergaser, insbesondere für Gasturbinentriebwerke, mit einem Venturi-Rohr und einem axial darin angeordneten Injektor sowie mit einem primären Wirbelerzeuger, durch den Luft in das Venturi-Rohr einspeisbar und eine strömungsabwärts von dem Venturi-Rohr ausströmende Brennstoff/Luftmischung erzeugbar ist, wobei das Venturi-Rohr von einem sekundären Wirbeler-, zeuger umgeben ist, durch den ein strömungsabwärts gerichteter Luftstrom erzeugbar ist und·an dem auf der strömungsabwärti-

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gen Seite eine Ablenkplatte mit ihrem Sockelteil befestigt ist.

Bei der Konstruktion von Gasturbinentriebwerken ist es wichtig, nicht nur eine wirkungsvolle Brennkammerstufe vorzusehen, sondern auch Vorsorge zu treffen, daß in dieser eine möglichst vollkommene Verbrennung mit minimalen Schadstoffemissionen stattfindet. Da der Betrieb des Triebwerkes auf der Erde für die Umgebung wesentlich kritischer ist als in der Luft und der Leerlaufbetrieb des Triebwerks in der Regel eine grössere Schadstoffemission hervorruft, muß dieser Betriebsweise eine besondere Beachtung geschenkt werden.

Wegen verschiedener Schwierigkeiten, die bei Hochdruck-Brennstoff sprühzerstäubern auftreten, wird der Einsatz von Niederdruck-Brennstoffeinspritzanlagen bevorzugt. Bei einer solchen Niederdruckanlage werden gegenläufig betriebene primäre und sekundäre Schaufel-Wirbelerzeuger dazu verwendet, den Brennstoff unter der Einwirkung der hohen Schubkräfte wirkungsvoll zu zerstäuben, wie sie beim Zu-.sammentreffen von gegensinnig wirbelnden Luftströmen auftreten. Die bekanntesten.mit gegenläufigen Wirbeln arbeitenden Anlagen verwenden in der ersten Stufe einen axialen Wirbelerzeuger, bei dem die Luft in Axialrichtung eintritt, sodann etwas in ümfangsrichtung abgelenkt wird, um damit in der Luftströmung einen Wirbel zu erzeugen und anschließend axial strömungsabwärts das Venturi-Rohr durchströmt, injdem sie sich schließlich mit der von dem gegenläufig wirkenden,zweiten oder sekundären Wirbelerzeuger kommenden Luft vermischt und mit dieser zusammenwirkt. Mit anderen Worten bedeutet das, daß in dem primären Wir-

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belerzeuger der Brennstoff und die Luft derart miteinander vermischt werden, daß sich ein über einen Winkelbereich verteiltes Sprühbild ergibt, das eine iitijwesentlichen breite Gestalt aufweist. Der sekundäre Wirbelerzeuger, welcher Luft zunächst radial nach innen führt und sie dann in einer im wesentlichen axialen Richtung abströmen läßt, weist einen großen Impuls und Drallwinkel auf und will deshalb den Auslaßsprühwinkel vergrössern, wobei der Brennstoffsprühnebel radial nach außen geschleudert wird, wenn er mit dem von dem primären Wirbelerzeuger kommenden Gemischstrom zusammentrifft. Das sich ergebende,einen großen Winkel (15O - 180 ) aufweisende Sprühbild birgt die Gefahr in sich, daß flüssiger Brennstoff auf der konischen Ablenk- oder Leitplatte abgelagert wird, wobei der abgelagerte Brennstoff dann über die Ablenk- oder Leitplatte zu dem Brennkammerflammrohr strömen kann, wo er auf den Kühlluftfilm trifft und von diesem durch die Brennkammer transportiert wird, ohne vollständig verbrannt zu werden. Dies führt naturgemäß zu einer hohen Schadstoffemission am Abgasauslaß.

Es wurde schon vorgeschlagen, im Bereiche des inneren Radius der Ablenk- oder Leitplatte eine Büchse oder Hülse vorzusehen, die die Brennstoffdispersion steuert und ein radiales Abströmen von Brennstoff nach außen zvjäer Ablenk- oder Leitplatte verhindert. Dadurch wird aber zwischen der Büchse oder Hülse und der Ablenk- oder Leitplatte ein Niederdruckraum geschaffen, was zu Kavitationserscheinungen durch den Brennstoff/Luftgemischstrom führte Dadurch wird nicht nur Brennstoff

in der erwähnten Weise auf der Ablenk- oder Leitplatte abgelagert, sondern es treten vielmehr auch Überhitzungsstellen und ein örtliches Verbrennen der Ablenk- oder Leitplatte auf.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, die Brennstoffzufuhr derart zu gestalten, daß sich eine wirkungsvolle Verbrennung des Brennstoffs mit niedriger Schadstoffemission ergibt und bei einer Brennkammer der Gefahr abgeholfen ist, daß Brennstoffteilchen in den Kühlluftfilm auf dem Flammrohr gelangen. Gleichzeitig soll bei der Anwendung auf einem Brennstoffzerstäuber oder Vergaser die Ablagerung von flüssigen Brennstoffteilchen auf dessen Ablenk- oder Leitplatte verhindert werden, während ein zweckmässiger Sprühwinkel in dem Brennkammerdom einstellbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der eingangs genannte Brennkammerdom gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gekennzeichnet, während der erfindungsgemässe Brennstoffzerstäuber- oder-vergaser durch die Merkmale des Anspruchs 8 gekennzeichnet ist.

Bei dem neuen Brennkammerdom ist die Gefahr einer örtlichen Verbrennung der Ablenk- oder Leitplatte ausgeschaltet. Außerdem ist der Brennkammerdom billig in der Herstellung; er zeichnet sich durch eine wirtschaftliche Betriebsweise aus.

Bei einer Ausfuhrungsform des neuen Brennkammerdomes ist, kurz gesagt, eine zylindrische Büchse an dem strömungs-

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abwärts gelegenen Ende des sekundären Wirbelerzeugers vorgesehen, durch, die der äußere Strömungsweg des axialen Kanales begrenzt ist, durch den der sekundäre Luftstrom strömt. Die Büchse verlängert die axiale Länge des Strömungsweges bis zu einer Stelle, die jenseits der Stelle liegt, an der die Ablenk- oder Leitplatte zu divergieren beginnt, wodurch der Winkelraum des Sprühbildes verengt und die Ablagerung von Brennstoffteilchen auf der Oberfläche der Ablenk- oder Leitplatte verhindert werden. Der durch die Ablenk- oder Leitplatte und die Büchse begrenzte Hohlraum wird sodann von einer Luftquelle aus durchgespült , uraÜas Einströmen von Brennstoff in diesen Hohlraum zu verhindern. Auf diese Weise bleiben alle flüssigen Brennstoffteilchen in der Brennzone, in der sie vollständig verbrannt werden.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist die zylindrische Büchse an ihrem strömungsabwärts gelegenen Ende einen kegelstumpfförmigen Teil auf, der zu seinem strömungsabwärts gelegenen Ende hin nach außen divergiert und damit eine gesteuerte Dispersion des Brennstoffspruhnebels gestattet, ohne daß eine Ablagerung von Brennstoffteilchen auf der Ablenk- oder Leitplatte zu befürchten wäre. Diese gesteuerten grösseren Sprühwinkel ergeben wegen der erhöhten Gleichmässigkeit des Brennstoff /Luftverhältnisses in dem Brennkammerdom bessere Zündbedingungen und günstigere Ausgangstemperaturprofile.

Die Hülse kann unter Verwendung von Kühlluft gekühlt werden, welche über eine Anzahl/längs des Umfanges im gegenseitigen Abstand verteilt angeordneter Öffnungen

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in der Ablenk- oder Leitplatte eingeführt wird und sodann auf die Außenfläche der eingesetzten Büchse auftrifft, auf der sie entlangströmt, um deren Kühlung zu bewirken.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Brennkammer mit einem Brennkammerdom gemäß der Erfindung, im axialen Schnitt, in einer Seitenansicht und in einer Teildarstellung,

Fig. 2 den Brennkammerdom nach Fig. 1, im axialen Schnitt, in einer Seitenansicht und in einem anderen Maßstab,

Fig. 3 den Brennstoffzerstäuber oder -vergaserteil des Brennkammerdoms nach Fig. 2, mit einer ersten Ausführungsform der eingesetzten Büchse, in einer schematischen Schnittdarstellung und

Fig. 4, den Brennstoffzerstäuber oder -vergaserteil Fig. 5 des Brennkammerdoms nach Fig. 2, mit jeweils abgewandelten Ausführungsformen der eingesetzten Büchse, jeweils in schematischen Schnittdarstellungen.

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In Fig. 1 ist die Erfindung allgemein in der Anwendung auf eine dauernd brennende Verbrennungseinriehtung 11 dargestellt, wie sie zur Verwendung bei einem Gasturbinentriebwerk geeignet ist. Die Verbrennungseinriehtung 11 weist einen Hohlkörper 12 auf, der eine Brennkammer 13 begrenzt. Der Hohlkörper 12 ist von im wesentlichen ringförmiger Gestalt und mit einem äusseren Einsatzteil 14, einem inneren Einsatzteil 16 und einem gewölbten Endteil 17 versehen. Die Erfindung ist aber nicht' auf diese ringförmige Ausbildung beschränkt; sie kann in gleicher Weise auch für Rohrbrennkammern oder Rohrringbrennkammern, wie sie an sich bekannt sind, Anwendung finden. Bei der vorliegenden ringförmigen Ausbildung ist das gewölbte Endstück 17 des Hohlkörpers 12 mit einer Anzahl rings um den Umfang im Abstand angeordneten öffnungen 18 versehen, von denen in jede ein neuer Brenner 1O eingesetzt ist, der dazu dient, eine Luft/Brennstoffmischung in die Brennkammer 13 einzuspeisen.

Der Hohlkörper 12 ist in einem zweckentsprechenden Gehäuse 19 eingeschlossen, welches,zusammen mit den Einsatzstücken 14, 16.,Kanäle 21, 22 begrenzt , die dazu dienen, einen von einer geeigneten Quelle,wie einem nicht dargestellten Verdichter und einem Diffusor 23 kommenden Strom verdichteter Luft über geeignete Öffnungen oder Jalousien 24 in die Brennkammer T3 derart einströmen zu lassen, daß der Hohlkörper 12 gekühlt und die gasförmigen Verbrennungsprodukte in an sich bekannter Weise verdünnt werden. Ein stromaufwärts liegender Fortsatz 26 des Hohlkörpers 12 wirkt als Strömungsteiler,durch den die von dem Verdichter eingespeiste verdichtete Luft auf die Kanäle 21, 22 sowie eine

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am strömungsaufwärts liegenden Ende angeordnete Öffnung 27 des Fortsatzes 26 aufgeteilt wird. Die Öffnung 27 steht mit dem Brenner 10 in Verbindung, so daß sie die für die Vergasung erforderliche Luft liefern kann.

Die Brennstoffzufuhr zu der Brennstoff-Einspritzvorrichtung erfolgt über eine Brennstoffrohr 28, das mittels eines Halterungskissens 29 an dem äußeren Gehäuse 19 befestigt ist. Das Brennstoffrohr 28, das derart gebogen ist, daß es in die Öffnung 27 führt, weist ein hohles Rohrstück auf, in dem ein Brennstoffkanal ausgebildet ist, über den Brennstoff zu einem Injektormundstück 31 strömt, wo er sodann von dem neuen Zerstäuber zerstäubt oder vergast wird.

Der Vergaser weist in Strömungsrichtung hintereinander liegend eine Luftstrahlscheibe 32, ein Venturi-Rohr 33 und einen sekundären Wirbelerzeuger 34 auf. Der spezielle Aufbau und die Wirkungsweise der Luftstrahlscheibe 32 und des Brennstoffinjektormundstückes 31 sind in der US Patentanmeldung Nr. 644,040 beschrieben. Die Vergasung des aus dem Injektormundstücks 31 zur nachfolgenden Einspeisung in die Brennkammer 13 austretenden Brennstoffes geschieht in der Weise, daß zunächst eine Anzahl Hochdruck-Luftstrahlen auf den aus Düsenöffnungen des Brennstoffinjektor-Mundstückes 31 mit niedrigem Druck austretenden Brennstoffstrom gerichtet werden, wodurch die Flüssigkeitsteilchen des Brennstoffes teilweise aufgebrochen und eine in Gegen-Uhrzeigersinne erfolgende Verwirbelung der zerstäubten Mischung innerhalb des Venturi-Rohrs 33 erzeugt wird. Die wirbelnde Mischung, welche auch eine Axialkomponente der Geschwindigkeit aufweist, will über eine strömungsabwärts

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liegende Lippe 36 des Venturi-Rohres 33 ausströmen, wo sie auf den im Gegen- oder Uhrzeigersinne rotierenden Wirbel der von dem sekundären Wirbelerzeuger 34 kommenden Luft trifft. Durch das Zusammenwirken der beiden Luftströme ergibt sich ein Bereich hoher Schubkräfte, unter deren Wirkung aus dem Venturi-Rohr 33 herauswirbelnder Brennstoff fein zerstäubt und damit für die Zündung innerhalb der Brennkammer 13 geeignet gemacht wird.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen, konvergiert das Venturi-Rohr 33, ausgehend von einem Flanschteil 37 zueiner Linie minimalen Radius oder zu einer Drosselstelle 38, worauf es zu der stromungsabwärts gelegenen Lippe 36 hin leicht divergiert, die eine mittige Öffnung 39 begrenzt, durch welche die Brennstoff/Luftmischung im gegenläufigen Drehsinn in&en aktiven Wirkungsbereich des sekundären Wirbelerzeugers 34 eingewirbelt werden kann. Auf der anderen Seite des Venturi-Rohres 33 ist eine ebene Fläche 41 vorgesehen, die zur Befestigung des Venturi-Rohres an einer vorderen Wand des sekundären Wirbelerzeugers 34 dient, derart, daß das Venturi-Rohr 33 auf diesem abgestützt ist. Die Fläche 41 geht anschließend rasch in eine axial fluchtende, äußere Wand 43 über, welche die innere Begrenzung des von dem sekundären Wirbelerzeugers 34 ausgehenden,axialen Strömungsweges 44 bildet. Der sekundäre Wirbelerzeuger 34 weist außerdem zusätzlich zu der vorderen Wand 42 eine im axialen Abstand angeordnete hintere Wand 46 und eine Anzahl zwischen den Wänden 42, 46 angeordneter, gegenläufig angetriebener Radialschaufeln 47 auf, durch die der Hochdruckluftstrom zunächst radial einwärts strömen lssen wird, worauf er von der axial fluchtenden äußeren Wand 43 derart umgelenkt wird, daß er mit einem Wirbel im Uhrzeigersinn in Axialrichtung abströmt. Der sekundärer Wirbel-

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erzeuger 34 ist durch einen Ringflansch 48 abgestützt, welcher hinten an ihm vorragend angeordnet und an dem gewölbten Endstück 17 durch Hartlöten oder dergl. befestigt ist. Eine sekundäre Auslaßlippe 49 ist mit einem axial ausgerichteten Ringflansch versehen, der radial innerhalb des ersten Ringflansches 48 liegt und an diesem befestigt ist; der Ringflansch 48 trägt außerdem an seiner radial außen liegenden Seite eine sich aufweitende,trichterförmige Auslaß- oder Ablenkplatte 51, die sich in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise in die Brennkammer 13 erstreckt. Die Kühlung der Ablenkplatte 51 geschieht dadurch, daß aus einer Anzahl,inpem gewölbten Endstück 17 inlder dargestellten Weise angeordneter Bohrungen 52 austretende Kühlluft auf die strömungsaufwärts gelegene Seite der Ablenkplatte 51 auftrifft. Außerdem sind im Bereiche des inneren Radius und der radial innenliegenden Berandung des gewölbten Endstückes 17 eine Anzahl längs des Umfanges in Abständen verteilter Öffnungen 45, 53 vorgesehen, die für die Bohrungen an der radial innenliegenden Randkante der Ablenkplatte 41 eine Luftquelle bilden, die zum Spülen dient, wie dies noch erläutert werden wird.

Auf die Innenseite der sekundären Auslaßlippe 49 ist eine ringförmige Büchse 54 aufgepaßt, die sich von ihrem einen _t in der Nähe der Rückwand 46 des sekundären Wirbelerzeugers 34 liegenden Ende 55 im wesentlichen in axialer Richtung bis zu ihrem strömungsabwärts gelegenen Ende 56 erstreckt. Wie aus der Zeichnung zu ersehen, ragt die ringförmige Büchse 54 strömungsabwärts beträchtlich über eine Stelle 57 hinaus, an der die Ablenkplatte 51 sich nach außen zu aufzuweiten beginnt, so daß sie zusammen

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mit der Ablenkplatte 51 einen keilförmigen Hohlraum 58 begrenzt. Die ringförmige Büchse 54 verengt mit ihrer Innenwand 59 den axialen Strömungsweg 44; sie erstreckt sich in Axiallänge bis zu einer Stelle, die zwischen den Enden des aufgeweiteten Teiles der Ablenkplatte 51 liegt, wodurch der wirksame Sprühwinkel im Bereiche des Brennkammerdomes verengt und die Wanderung von flüssigen Brennstoffteilchen auf die Oberseite der Ablenkplatte 51 verhindert wird,von vo aus di^flüssigen Brennstoffteilchen sonst auf die von den Brennkammereinsatζstücken 14, 16 gebildeten Wandungen wandern könnten, ohne gezündet worden zusein.

Wie aus Fig. 3 zu ersehen, weist die ringförmige Büchse 54 zusätzlich zu dem axial verlaufenden Teil 6t einen Ablenkteil 62 auf, der unter einem Winkel O\ zu der Mittelachse angeordnet ist. Durch Versuche wurde festgestellt, daß dieser Winkel C\ vorzugsweise in dem Bereich von 30 - 50 liegen soll, um beste Betriebsbedingungen zu erzielen. Es hat sich herausgestellt, daß diese sog. "aufgeweitete" Büchse 54 insbesondere bei Luftstarts vorteilhaft ist. Da die ringförmige Büchse 54 die äussere Begrenzung des von dem sekundären Wirbelerzeugers 34 ausgehenden axialen Strömungspfades 44 ist, ist es zweckmässig, in der Nähe ihres vorderen Endes 55 eine abgerundete angeströmte Kante 53 vorzusehen, um damit gute Strömungsverhältnisse an dieser Stelle zu schaffen. In ähnlicher Weise ist an der Übergangsstelle zwischen dem axialen Teil 61 und dem Ablenkteil 62 eine abgerundete Randkante 64 vorhanden. Diese gekrümmte Fläche ist deshalb kritisch, weil eine abrupte scharfe Eckkante eine Strömungsablösung von der Oberfläche und damit eine da-

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durch bedingte Unterbrechung dies Strömoiigsverlaufes hervorrufen würde. Das heißt, daß die Strömung bei Umlenkung sich beschleunigt und einen statischem ttrackgradienten auf der Oberfläche der Wandung erzeugt, der sich mit einem durch den Krümmungsradius art der ütalenk— stelle bestimmten Maße ändert. Der Krümmungsradius muß deshalb so groß sein, daß die Strömung um die Ecke umgelenkt wird, ohne daß dadurch willkürliche örtliche Strömungsablösungen von der Oberfläche der ringförmigen Büchse 54 stattfinden. Die Krümmungsradien der abgerundeten Kanten 63, 64 sind deshalb zweckentsprechend derart zu wählen, daß sie an die jeweiligen baulichen und Betriebsbedingungen angepaßt sind. Auf der Außenseite der ringförmigen Büchse 54 ist eine zurückgesetzte Fläche 66 ausgebildet, die zur satten Einpassung auf der Innenseite der sekundären Auslaßlippe 49 des sekundären Wirbelerzeugers 34 dient. Eine zweite stufenförmig abgesetzte Fläche 67 weist zweckmässigerweise einen solchen Durchmesser auf, daß sie an der Innenseite des axialen Teiles der Ablenkplatte 51 satt anliegt. Die Außenfläche des Ablenkteils 62 ist vorzugsweise unter dem gleichen oder unter näherungsweise dem gleichen Winkel C'*- wie die gegenüberliegende Wand in der dargestellten Weise abgewickelt, so daß sie - was aber nicht zwingend erforderlich ist - parallel zu der Wandung der Ablenkplatte 51 verläuft.

In Fig. 4 ist eine alternative Ausführungsform der ringförmigen Büchse 54 dargestellt, welche einen axialen Teil 61, aber keinen ablenkenden Teil aufweist. Anstelle dessen geht die abgerundete Randkante 64 in der Nähe des strömungsabwärts gelegenen Endes 56 rasch in eine ebene Fläche 69 über, die einen Winkel /3 mit der Mittelachse

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einschließt, Bei dieser sog. "zylindrischen" Ausführungsfonn der ringförmigen Büchse 54 hat es sich als zweckmässig herausgestellt, wenn der Winkel jt in dem Bereich von 3O° bis 9O° liegt- Die abgesetzte Fläche 66 weist wiederum einen solchen Durchmesser auf, daß ein satter Sitz auf der Innenseite der sekundären Auslaßlippe 49 gewährleistet ist.

Fig. 5 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform der ringförmigen Büchse 54, bei der auf deren Innenseite ein gekrümmtes Teil 71 und ein ebener Teil 72 vorgesehen sind. Der gekrümmte Teil 71. weist einen im wesentlichen konstanten Radius R auf und erstreckt sich von der vorderen abgerundeten Kante 63 bis zu dem ebenen Teil 72,derart, daß sich das dargestellte leicht divergierende Profil ergibt. Der ebene Teil 72 ist unter einem Winkel O\ ähnlich wie bei der Ausführungsform nach Fig. 3 angeordnet.

Durch die Einfügung der beschriebenen Büchsen 54 wird in dem Hohlraum 58 ein Niederdruckbereich geschaffen der, wenn er belassen würde, Strömungskavitation und eine örtliche Verbrennung der Ablenkplatte 51 hervorrufen würde. Es sind deshalb die Öffnungen 50 vorgesehen, durch die den Hohlraum 58 durchströmende Kühlluft eingeführt wird, die sich gegebenenfalls dort ansammelnde Brennstoffteilchen ausspült . Außerdem strömt diese Luft längs der Außenseite der Büchse 54,so daß diese durch das Auftreffen und durch eine Filmbildung gekühlt wird.

Die Erfindung wurde im Vorstehenden anhand spezieller Ausführungsbeispiele erläutert; sie ist jedoch nicht auf diese

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Ausführungsfaeispiele beschränkt, sondern vielmehr zu einer Reihe von Ausgestaltungen fähig.

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Claims

Patentanwälte Dipl.- Ing. W. Scherrmann Dr.- Ing. R. Rüger

7300 Esslingen (Neckar). Webergasse 3. Postfach 348

■Telelon Stuttgart (0711) 35 6539

26. Juli 1978 359519

Telex 07 256610 smru

PA 1 40 rüde Telegramme Patentschutz

Esslinflenneckar

Patentansprüche

Iy'Brennkammerdom insbesondere für Gasturbinentriebwerke, mit einem Brennstoffinjektor, einem Venturi-Rohr, einem primären und einem sekundären Wirbelerzeuger und einer Ablenkplatte, bei dem durch den sekundären Wirbelerzeuger ein Luftstrom in im wesentlichen axialer Richtung zwischen das Venturi-Rohr und die Ablenkplatte einführbar ist und die Ablenkplatte einen spitzen Winkel mit der Längsachse einschließend angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Venturi-Rohr (33) und der Ablenkplatte (51) eine axial stromungsabwärts über das Venturi-Rohr (33) vorragende Büchse (54) angeordnet ist, die einen im wesentlichen axial sich erstreckenden und mit ihrer Innenfläche den äußeren Strömungsweg der von dem sekundären Wirbelerzeuger (34) kommenden Luft begrenzenden Teil (59) aufweist und auf deren Außenseite mit dem abgewinkelten Teil der Ablenkplatte (5 3) ein stromungsabwärts divergierender Hohlraum begrenzt ist, der durch eine zugeordnete Spüleinrichtung (50) mit Luft durchspülbar ist.
2. Brennkammerdom nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchse (54) einen stromungsabwärts gelegenen Teil (62, 72)

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aufweist, der einen strömungsabwärts divergierenden Winkel (O( ) mit der Achse einschließend angeordnet ist.
3. Brennkammerdom nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel ((X ) in dem Bereich von 3O° bis 50° liegt.
4. Brennkammerdom nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spüleinrichtung eine Anzahl im Bereiche des inneren Radius der Ablenkplatte (51) angeordneter Öffnungen (50) aufweist, durch die eine Lufteinströmung in den Hohlraum ermöglicht ist.
5. Brennkammerdom nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß radial außerhalb der Ablenkplatte (51) ein gewölbtes Brennkammerendstück (17) angeordnet ist und die Spühleinrichtung außerdem eine Anzahl im Bereiche des inneren Radius dieses gewölbten Endstückes (17) angeordneter Öffnungen

(53) aufweist.
6. Brennkammerdom nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine einen Kühlluftstrom auf die Außenfläche der Büchse (54) leitende Kühleinrichtung aufweist.
7. Brennkammerdom nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung eine Anzahl im gegenseitigen Abstand rings um den Umfang verteilt angeordneter Öffnungen (50) in der Ablenkplatte (51) aufweist.
8. Brennstoffzerstäuber oder -vergaser, insbesondere für Gasturbinentriebwerke, mit einem Venturi-Rohr und einem axial darin angeordneten Injektor sowie mit einem primären Wirbel-

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erzeuger, durch den Luft in das Venturi-Rohr einspeisbar und eine strömungsabwärts von dem Venturi-Rohr ausströmende Brennstoff/Luftmischung erzeugbar ist, wobei das Venturi-Rohr von einem sekundären Wirbelerzeuger umgeben ist, durch den ein strömungsabwärts gerichteter Luftstrom erzeugbar ist und an dem auf der strömungsabwärtigen Seite eine Ablenkplatte mit ihrem Sockelteil befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem sekundären Wirbelerzeuger (34) eine zylindrische Büchse (54) befestigt ist, die einen strömungsabwärts über das Venturi-Rohr (33) vorragenden und von zumindest einem Teil der Ablenkplatte (51.) unter Ausbildung eines dazwischenliegenden Hohlraumes umschlossenen Teil (62, 72) aufweist und durch deren Innenfläche der äußere Strömungsweg der von dem sekundären Wirbelerzeuger (34) kommenden Luft begrenzt ist, und daß der Hohlraum durch eine zugeordnete Spüleinrichtung (50) mit Luft durchspülbar ist.
9. Brennstoffzerstäuber oder-vergaser nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Büchse (54) einen strömungsabwärts gelegenen Teil (62, 72) aufweist, der einen strömungsabwärts divergierenden Winkel ( (X ) mit der Achse einschließend angeordnet ist.
10. Brennstoffzerstäuber oder -vergaser nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel ((X ) in dem Bereich von 30° bis 50° liegt.
11. Brennstoffzerstäuber oder -vergaser nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spüleinrichtung eine Anzahl im Bereiche des inneren Radius der Ablenkplatte (51)angeordneter Öffnungen (50) aufweist, durch die ein Lufteinstrom in den Hohlraum ermöglicht ist.

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12. Brennstoffzerstäuber oder -vergaser nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß radial außerhalb des Ablenkplatte

(51) ein gewölbtes Brennkammerendstück (17) angeordnet ist und die Spüleinrichtung außerdem eine Anzahl im Bereiche des inneren Radius dieses gewölbten Endstückes (17) angeordneter Öffnung (53) aufweist.
13. Brennstoffzerstäuber oder -vergaser nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet _r daß eine einen Kühlluftstrom auf die Außenfläche der Büchse (54) leitende Kühleinrichtung aufweist.
14. Brennstoffzerstäuber oder -vergaser nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung eine Anzahl im gegenseitigen Abstand rings um den Umfang verteilt angeordneter Öffnungen (50) in der Ablenkplatte (51) aufweist.
15. Brennkammerdom nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der'Innenseite der Büchse (54) die Übergangsfläche (71 ) zwischen dem im wesentlichen axial angeordneten Teil und dem strömungsabwärts davon gelegenen Teil (7 2) gekrümmt ist.

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