DE2906364A1

DE2906364A1 - Brenner-duesenanordnung und -mehrfachduesenanordnung fuer ein axialgasturbinentriebwerk

Info

Publication number: DE2906364A1
Application number: DE19792906364
Authority: DE
Inventors: Michael Andrew Denegris; Philip Lees
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1977-12-27
Filing date: 1979-02-19
Publication date: 1980-08-28
Also published as: DE2906364C2; US4201046A

Description

Brenner-Düsenanordnung und -Mehrfachdüsenanordnung für ein Axialgasturbinentriebwerk

Die Erfindung bezieht sich auf Gasturbinentriebwerke und betrifft insbesondere den Aufbau einer Düsenanordnung zur Zufuhr von fließfähigen Materialien (in den Ansprüchen und im folgenden als Fluids bezeichnet) zu einem Brennerzylinder und die Art und Weise, in welcher mehrere solcher Düsenanordnungen, d.h. eine Mehrfachdüsenanordnung mit einem einzelnen Brennerzylinder und mit zugeordneten Teilen des Triebwerkes kombiniert wird, um das Entfernen von verschiedenen Teilen von dem Triebwerk zum Reinigen, Reparieren oder Austauschen zu erleichtern oder um einen Zugang für Reparaturoder Inspektionszwecke zu anderen, weniger leicht entfernbaren Triebwerksteilen zu schaffen.

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Der Düsenaufbau und die Düsenanordnung nach der Erfindung können bei verschiedenen unterschiedlichen Modellen von Gasturbinentriebwerken benutzt werden, von denen jedes einen Verdichterabschnitt, einen Verbrennungsabschnitt und einen Turbinenabschnitt hat und jeweils von einer Bauart ist, bei welcher der Verbrennungsabschnitt einen Luftsammler aufweist, der wenigstens einen Brennerzylinder enthält, welcher Luft aus dem Luftsammler empfängt und welchem ein oder mehrere Kraftstoffe öder andere Fluids zugeführt werden, um die Verbrennung mit der Luft in dem Brennerzylinder aufrechtzuerhalten. In der folgenden Beschreibung und in den Zeichnungen wird als Beispiel eines Triebwerkes, bei welchem die Erfindung Anwendung findet, ein Triebwerk genommen, welches den aus den üS-PSen 3 991 562, 4 009 569 und 4 016 718 bekannten gleicht, auf die bezüglich weiterer Einzelheiten des Triebwerksaufbaus Bezug genommen wird, die in der vorliegenden Beschreibung nicht wiederholt werden.

Bei dem Betrieb eines Gasturbinentriebwerkes ist es häufig notwendig oder erwünscht, beim Übergang von einer Betriebsart auf eine andere die Einspritzung von Kraftstoff oder anderem Fluid in die Brennerzylinder zu verändern. Beispielsweise kann es während des Startens erwünscht sein, einen Kraftstoff einzuspritzen und während des normalen Betriebes einen anderen oder einen zusätzlichen Kraftstoff einzuspritzen. Während des Startens kann es erwünscht sein, den Kraftstoff in den Brennerzylinder mit einem Sprühprofil und während des normalen Betriebes des Triebwerkes mit einem anderen Sprühprofil einzuspritzen= Außerdem kann es erwünscht sein, zusammen mit dem Kraftstoff oder mit den Kraftstoffen Wasser, Dampf oder andere Materialien einzuspritzen, um die Verbrennung zu verstärken oder die Menge an Verunreinigungen in den Abgasen zu verringern. Außerdem erfordern die Düsenköpfe der üblicherweise in einer Gasturbine benutzten Düsenanordnungen eine häufige Inspektion, da sie wegen Verkokens oder wegen des Einfangens von in dem hin-

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durchgehenden Fluid enthaltenen Fremdteilchen zum Verstopfen neigen.

Die Erfindung schafft deshalb eine Düsenanordnung für ein Gasturbinentriebwerk, durch die eine Anzahl von unterschiedlichen Fluids zu unterschiedlichen Zeiten oder gleichzeitig dem Düsenkopf zur Einspritzung in einen zugeordneten Brennerzylinder zugeführt werden kann oder durch die unterschiedliche Sprühprofile erzielt werden können, wobei der Düsenkopf trotzdem relativ leicht von dem Triebwerk bei Bedarf für Inspektions- und Reinigungs-, Reparatur- oder Austauschzwecke entfernbar ist.

Weiter schafft die Erfindung eine Mehrfachdüsenanordnung, die aus mehreren Düsenanordnungen der vorgenannten Art besteht, für jeden Brennerzylinder des Triebwerkes, wobei die Mehrfachdüsenanordnung in bezug auf andere Teile des Triebwerkes und in bezug auf die zugeordneten Zufuhrverteiler so angeordnet ist, daß der zentrale Einsatz des zugeordneten Brennerzylinders ohne Störung der Düsenanordnungen und ihrer Zufuhrverteiler entfernt werden kann.

Ferner schafft die Erfindung eine Mehrfachdüsenanordnung, in welcher die Düsenanordnungen an einem entfernbaren Wandteil des Triebwerkes befestigt sind und in ihrer Gesamtheit zusammen mit dem Wandteil für Inspektions- oder Reparaturzwecke von dem Triebwerk entfernt werden können, sowie eine relativ große Zugangsöffnung, über die andere Teile des Triebwerkes erreichbar sind, welche in dem Verbrennungsabschnitt angeordnet sind.

Eine Düsenanordnung nach der Erfindung zur Zufuhr von Fluids zu einem zugeordneten Brennerzylinder eines Gasturbinentriebwerks hat ein rohrförmiges Gehäuse, das sich zwischen einer Wand des Triebwerkes und dem Brennerzylinder erstreckt, und außerdem eine langgestreckte, rohrförmige Speiseleitung mit

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einem Innen- und einem Außenteil. An seinem freien Ende trägt der Innenteil der Speiseleitung einen Düsenkopf, welcher in dem rohrförmigen Gehäuse verschiebbar aufgenommen und so angeordnet ist, daß er ihm zugeführte-s Fluid in den Brennerzylinder sprüht. Das äußere Ende der Speiseleitung erstreckt sich von der Wand nach außen und ist mit einer Fluidzufuhreinrichtung verbunden. Zwischen ihren Enden hat die Speiseleitung einen Flansch oder eine andere Vorrichtung, welche die zugeordnete Öffnung in der Wand verschließt und mit der Wand lösbar verbunden ist, so daß, wenn der Flansch oder eine ähnliche Vorrichtung von der Wand gelöst wird, die Speiseleitung und der zugeordnete Düsenkopf von dem Triebxtferk entfernt werden können, indem die Speiseleitung in Längsrichtung von der Wand weggezogen und dadurch der Düsenkopf aus seinem rohrförmigen Gehäuse herausgezogen wird.

Gemäß der Erfindung besteht die Speiseleitung aus zwei konzentrischen Rohren, die zwei getrennte Speiseleitungskanäle bilden, welche Fluid zu dem Düsenkopf leiten, und außerdem ist gemäß der Erfindung eine Vorrichtung vorgesehen, die Fluid dem ringförmigen Durchlaß zuführt, welcher zwischen dem rohrförmigen Gehäuse und der Speiseleitung gebildet ist, wobei der Düsenkopf eine Vorrichtung hat, die dem Fluid gestattet , aus dem Durchlaß an dem Düsenkopf vorbei zu dem Brennerzylinder zu strömen.

Gemäß der Erfindung ist weiter eine Mehrfachdüsenanordnung für einen Brennerzylinder vorgesehen, wobei die Düsenanordnungen der Mehrfachdüsenanordnung ringförmig angeordnet sind und ihre Fluidzufuhrverteiler eine derartige Ringform haben, daß der zentrale Einsatz des Brenners aus dem Triebwerk entfernt werden kann, ohne die Düsenanordnungen und ihre Zufuhrverteiler zu stören.

Mehrere Äusführungsbeispiele der Erfindung werden im folgen-

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den unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Teilschnittansicht in einer durch

die Längsachse eines Gasturbinentriebwerkes nach der Erfindung gehenden Ebene, die einen Teil des Verbrennungsabschnittes dieses Triebwerkes zeigt,

Fig. 2 ausführlicher teilweise im Längsschnitt

und teilweise in Seitenansicht eine der Düsenanordnungen von Fig. 1,

Fig. 3 eine vergrößerte Längsschnittansicht

des linken Endteils der Düsenanordnung von Fig. 2,

Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht auf der Linie

4-4 von Fig. 1,

Fig. 5 eine Schnittansicht auf der Linie 5-5

von Fig. 1,

Fig. 6 ■ in kleinerem Maßstab eine ähnliche An-

. sieht wie in Fig. 2, in der aber die Speiseleitung und der Düsenkopf an dem rohrförmigen Gehäuse der Düsenanordnung entfernt sind, und

Fig. 7 eine Schnittansicht auf der Linie 7-7

von Fig. 6.

Fig. 1 zeigt einen Teil des Verbrennungsabschnittes eines Gasturbinentriebwerkes, wobei zu den dargestellten Teilen des Triebwerkes ein ringförmiges Diffusor-Brennergehäuse 10 und ein ringförmiger Luftsammlerdeckel 12, der einen Teil ei-

nes ringförmigen Luftsammlers "oder einer Vorkammer 14 bildet, gehören. Der Luftsairanler 14 empfängt Hochdruckluft, die ihm über einen ringförmigen Kanal 16 geliefert wird, welcher Teil eines Diffusors für den Verdichterabschnitt des Triebwerkes ist, wobei die dargestellten Leitschaufeln 18 Teil der letzten Verdichterstufe sind, und enthält eine Anzahl von Brennerzylindern, von denen nur einer dargestellt und in seiner Gesamtheit mit der Bezugszahl 20 bezeichnet ist. Luft tritt aus dem Luftsammler in die Brennerzylinder ein und wird darin mit Kraftstoff verbrannt, um Verbrennungsgase zu erzeugen, die dem Turbinenabschnitt des Triebwerkes zugeführt werden, welcher sich rechts von den in Fig. 1 gezeigten Teilen befindet.

Gemäß den oben erwähnten US-Patentschriften hat das hier als Ausführungsbeispiel gewählte Triebwerk acht Brennerzylinder ähnlich dem dargestellten Brennerzylinder 20 und diese Brennerzylinder sind zusammen mit den zugeordneten Teilen, die in Fig. 1 gezeigt sind, insgesamt gleich aufgebaut.

Gemäß Fig. 1 ist dem dargestellten Brennerzylinder 20 ein Lagerteil 22 des Diffusorbrennergehäuses 10 zugeordnet, wobei das Lagerteil eine relativ große Öffnung 24 bildet, die mit dem Luftsammler 14 in Verbindung steht. Die Öffnung 24 ist durch einen vertieften oder becherförmigen Deckel 26 verschlossen, der an dem Diffusorbrennergehäuse durch mehrere Schrauben 28 lösbar befestigt ist. Der Deckel 26 hat eine zylindrische Seitenwand 30 und eine Bodenwand 32.

An der Wand 32 sind mehrere, insgesamt jeweils mit 34 bezeichnete Düsenanordnungen befestigt, die sich zwischen der Wand 32 und dem Brennerzylinder 20 erstrecken und dazu dienen, Kraftstoff und/oder andere Fluids dem Brennerzylinder zuzuführen, um den Verbrennungsprozeß innerhalb desselben aufrechtzuerhalten. Außerdem ist mit der Bodenwand 32 durch mehrere Schrauben 35 (Fig.4) eine Abdeckplatte 36 verbunden,

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die eine zentrale öffnung 38 in der Bodenwand normalerweise verschließt. An der Abdeckplatte 36 ist eine Tragvorrichtung 40 fest gehaltert, welche sich zwischen der Platte und dem Mittelrohr oder Einsatz 42 des Brennerzylinders 20 erstreckt. Der Einsatz 42 ist mit der Tragvorrichtung 40 verbunden und von anderen Teilen des Brennerzylinders 20 getrennt, so daß, wenn die Schrauben 35 von der Abdeckplatte 36 entfernt sind, die Tragvorrichtung 40 und der Einsatz 42 aus dem Triebwerk entfernt werden können, indem die Abdeckplatte 36 in Fig. 1 nach links bewegt und dadurch die Tragvorrichtung und der Einsatz durch die öffnung 38 in der Bodenwand 32 hindurch aus dem Triebwerk herausgezogen werden.

Gemäß den Fig. 2 und 3 hat jede Düsenanordnung 34 ein rohrförmiges Gehäuse 44, welches an der Bodenwand 32 des Dekkels 26 befestigt ist und sich zwischen der Bodenwand und einer zugeordneten öffnung in dem Brennerzyli-nder 20, welche durch eine an dem Brennerzylinder befestigte Ringbuchse 46 gebildet ist, erstreckt. Das rohrförmige Gehäuse 44 weist einen relativ dickwandigen rohrförmigen Abschnitt 48, der mit der Wand 32 an der Stelle 50 verschweißt ist, einen relativ inwandigen rohrförmigen Abschnitt 52 und einen rohrförmigen Kopfabschnitt 54 auf. Die Abschnitte 48 und 52 sind mit dünnwandigen rohrförmigen Abschnitt 52 und ei-Schrauben, der an der Stelle 56 dargestellt ist, und die Abschnitte 52 und 54 sind mit einander durch Schweißen verbunden. Der Kopfabschnitt 54 ist in der zugeordneten Brennerzylinderbuchse 46 verschiebbar aufgenommen und hat mehrere Distanzrippen 58, die gemäß Fig. 7 den Kopfabschnitt 54 in der Buchse 46 zentrieren und gleichzeitig Luft gestatten, aus dem Luftsammler 14 zwischen der Muffe und dem Kopfabschnitt hindurch in den Brennerzylinder 20 zu strömen. Ganz am Ende des Kopfabschnittes 54 ist ein Wirbelring 60 zum Verwirbeln der Luft befestigt, die über die

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Buchse 46 in den Brennerzylinder 20 eintritt.

Das rohrförmige Gehäuse 44 der Düsenanordnung ist gemäß Fig. 2 an seinem linken Ende in einer Linie mit einer öffnung 62 in der Wand 32 und umschließt diese öffnung, die in einer Linie mit der durch die Buchse 46 gebildeten Brennerzylinderöffnung angeordnet ist. Durch die öffnung 62 ist eine langgestreckte Speiseleitung 63 hindurchgeführt, welche Fluid zu einem Düsen- oder Sprühkopf 64 fördert, der in dem Kopfabschnitt 54 des rohrförmigen Gehäuses an dem Brennerzylinder 20 aufgenommen ist. Die Speiseleitung 63 hat einen Innenteil 66, welcher in dem rohrförmigen Gehäuse A4 aufgenommen ist, und einen Außenteil 68, welcher sich außerhalb der Wand 32 in Richtung weg von dem Luftsammler 14 erstreckt. Die Speiseleitung hat außerdem einen sich radial erstreckenden Flansch 70, welcher die öffnung 62 in der Wand 32 normalerweise verschließt und mit der Wand durch drei Schrauben 72 lösbar verbunden ist, welche durch den Flansch hindurchgeführt und in die Wand 32 eingeschraubt sind. Mit dem äußeren Ende des Außenteils 68 der Speiseleitung ist ein erster Kraftstoffverteiler lösbar verbunden, der insgesamt mit 74 bezeichnet ist und, was im folgenden noch ausführlicher erläutert ist, Fluid zwei unterschiedlichen Kanälen getrennt zuführt, die sich v.on dem Verteiler 74 aus durch die Speiseleitung hindurch zu dem Düsenkopf 64 erstrecken.

Der Düsenkopf 64 ist in dem rohrförmigen Gehäuse 44 verschiebbar aufgenommen und hat einen maximalen Außendurchmesser , der kleiner als der minimale Innendurchmesser des rohrförmigen Gehäuses und kleiner als der Durchmesser der öffnung 62 in der Wand 32 ist, so daß, wenn der Verteiler 74 von der Speiseleitung entfernt wird und die Schrauben von ihrem Flansch 70 gelöst werden, die Speiseleitung und der daran befestigte Düsenkopf 64 von dem Triebwerk entfernt werden können* indem die Speiseleitung in Längsrichtung in

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Fig. 2 nach links verschoben und dadurch der innere Speiseleitungsteil 66 und der Düsenkopf 64 aus dem rohrförmigen Gehäuse herausgezogen werden, wie es in Fig. 6 gezeigt ist.

Die Speiseleitung 63 besteht gemäß den Fig. 2 und 3 vorzugsweise aus zwei konzentrischen Rohren 80 und 82. Das innere Rohr 80 ist ein einstückiges Teil, das sich von dem Düsenkopf 64 zu dem Verteiler 74 über die volle Länge der Speiseleitung erstreckt. Das äußere Rohr 82 besteht aus einem inneren Teil 84, das sich von der Wand 32 zu dem Düsenkopf 64 erstreckt, und aus einem äußeren Teil 86, das mit dem inneren Teil 84 verbunden ist, den Flansch 70 bildet und sich von der Wand 32 zu dem Verteiler 74 erstreckt. Die Bohrung des inneren Rohres 80 bildet einen Kanal von dem Verteiler zu dem Düsenkopf 64, während der ringförmige Zwischenraum 90 zwischen dem inneren Rohr 80 und dem äußeren Rohr 82 einen zweiten derartigen Kanal bildet.

Der Verteiler 74 weist eine Primärzufuhrleitung 92 und eine Sekundärzufuhrleitung 94 auf. Diese Zufuhrleitungen sind mit den beiden Kanälen in der Speiseleitung einzeln verbunden, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Insbesondere hat bei jeder Düsenanordnung der Zufuhrverteiler 74 ein Anschlußstück 96, das mit dem äußeren Ende der Speiseleitung durch eine Überwurfmutter 98 verschraubt ist. Das Anschlußstück 96 hat eine Bohrung, die zu den Bohrungen der Speiseleitungsrohre 80 und 82 konzentrisch ist und eine äußere Kammer 100 begrenzt, die mit der Primärzufuhrleitung 92 verbunden ist, sowie eine innere Kammer 102, die mit der Sekundärzufuhrleitung 94 verbunden ist. Zwischen der äußeren Kammer 100 und der inneren Kammer 102 hat die AnschlußStückbohrung einen, zylindrischen Verschlußabschnitt 104, der einen passenden zylindrischen Köpf 106 an dem äußeren Ende des inneren Rohres 80 verschiebbar aufnimmt und dadurch die äußere Kammer 100 gegen die innere Kammer 102 abdichtet, so daß die

äußere Kammer 100 ausschließlich mit der Bohrung 88 des inneren Rohres 80 und die innere Kammer 102 ausschließlich mit dem ringförmigen Durchlaß 90 in Verbindung steht.

Der innere Aufbau des Düsenkopfes 64 kann sich im Rahmen der Erfindung weitgehend ändern und ist nicht im einzelnen dargestellt. Es sei jedoch angemerkt, daß die Bohrung 88 des inneren Rohres 80 mit einer Gruppe von Auslaßöffnungen in dem freien oder rechten Ende des Düsenkopfes in Verbindung steht, damit das dem Düsenkopf über die Bohrung 88 zugeführte Fluid mit einer Art von Sprühprofil in den Brennerzylinder gesprüht wird, und daß der ringförmige Durchlaß 90 der Speiseleitung mit einer anderen Gruppe von Auslaßöffnungen in dem freien oder rechten Ende des Düsenkopfes in Verbindung steht, damit das dem Düsenkopf über den ringförmigen Durchlaß 90 zugeführte Fluid mit einem anderen Sprühprofil in den Brennerzylinder gesprüht wird. Der Verteiler 74 kann gleiche oder unterschiedliche Fluids über die beiden Kanäle 88 und 90 zuführen und zu unterschiedlichen Zeiten während des Betriebes des Triebwerkes können der eine oder der andere oder beide Kanäle benutzt werden, um dem Brennerzylinder Fluid zuzuführen. Im allgemeinen wird das Fluid, das über den Kanal 88 oder über den Kanal 90 zugeführt wird, ein Kraftstoff, wie beispielsweise öl? sein.

Zusätzlich zu dem Fluid, das dem Düsenkopf über die Kanäle 88 und 90 zugeführt wird, kann die Düsenanordnung 34 auch ein drittes Fluid einspritzen _r welches über einen toroidalen Zufuhrverteiler 108 dem Ringkanal 110 zwischen der Außenseite des äußeren Rohres 82 der Sammelleitung und der Innenseite des rohrförmigen Gehäuses 44 zugeführt wird. Der Düsenkopf 64 hat an seiner Außenfläche Vorrichtungen, wie beispielsweise Nuten oder Rillen, welche dem Fluid in dem Ringkanal 110 gestatten, durch ihn hindurch in den Brennerzylinder 20 zu strömen, und der Kopfteil 54 des rohrförmigen

Gehäuses kann außerdem Leitschaufeln od.dgl. aufweisen, die in Zusammenwirkung mit dem Düsenkopf 64 diesem Fluid ein gewünschtes Sprühprofil geben. Das Fluid kann irgendein Material aus einer Vielzahl von Materialien sein, ist aber vorzugsweise Dampf, der die in dem Brenner stattfindende Verbrennung verstärkt und die Menge an in den Abgasen enthaltenen Verunreinigungen verringert.

Gemäß Fig. 4 sind dem Brennerzylinder 20 von Fig. 1 acht Düsenanordnungen 34 zugeordnet, die alle an der Bodenwand 32 des vertieften Deckels 26 mit ihren Flanschen 70 mittels Befestigungsschrauben 72 befestigt sind. Die acht Düsenanordnungen sind weiter in einer Ringanordnung um die Abdeckplatte 36 herum angeordnet und ihre Längsachsen sind parallel zu einander und parallel zu der Mittelachse der Abdeckplatte 36 und des Mittelrohres oder Einsatzes 42 des Brennerzylinders. Gemäß Fig. 5 ist der Verteiler 108 zum Zuführen von Dampf oder anderem Fluid zu den Kanälen 110 der Düsenanordnungen ein Ringteil, das eine zentrale Öffnung 110 hat, die groß genug ist, um den Brennerzylindereinsatz 42 und seine Tragvorrichtung 40 aufzunehmen. Bei jeder Düsenanordnung geht der dickwandige Teil 48 seines rohrförmigen Gehäuses durch das Ringteil hindurch, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Jeder Teil 48 ist mit dem Verteiler 108 verschweißt, wie es in Fig. 2 gezeigt und an der Stelle 114 dargestellt ist, und jeder Teil 48 hat wenigstens eine öffnung 116, die eine Verbindung zwischen der Bohrung des Verteilers 108 und dem zugeordneten Kanal 110 herstellt.

Der Zufuhrverteiler 74 hat gemäß Fig. 4 ebenfalls eine ringförmige Gestalt und umschließt die Abdeckplatte 36. Er enthält die Primärzufuhrleitung 92, die aus einer Anzahl von rohrförmigen Abschnitten besteht, welche sich zwischen den verschiedenen Anschlußstücken 96 der Düsenanordnungen erstrecken, und die Sekundärzufuhrleitung 94, die ebenfalls aus einer Anzahl von rohrförmigen Abschnitten besteht, welche

sich zwischen den verschiedenen Anschlußstücken 96 erstrecken. Die Primärzufuhrleitung hat einen Einlaßnippel 120. Die Sekundärzufuhrleitung 94 hat einen Einlaßnippel 122. Ein Zufuhrrohr 124 ist an dem vertieften Deckel 26 befestigt, geht durch dessen Bodenwand 32 hindurch und ist mit dem Verteiler 108 verbunden, wie es in Fig. 5 gezeigt ist, um diesem Verteiler Fluid zuzuführen.

Vorstehende Darlegungen zeigen, daß der Aufbau und die Anordnung der Düsenanordnungen 34 so gewählt sind, daß das Mittelrohr oder der Einsatz 42 des BrennerZylinders und seine Tragvorrichtung 40 aus dem Triebwerk entfernt werden können, ohne die Düsenanordnungen oder ihre Verteiler 74 und 108 zu stören, indem die Schrauben 34 von der Abdeckplatte 36 entfernt werden und indem dann die Abdeckplatte in Fig. 1 nach links verschoben wird, um die Tragvorrichtung und den Einsatz 42 durch das Loch 38 in der Bodenwand 32 herauszuziehen. Außerdem können die Speiseleitung 63 und der Düsenkopf 64 jeder Düsenanordnung von dem Triebwerk entfernt werden, indem sämtliche acht Überwurfmuttern 98 entfernt werden und indem der Zufuhrverteiler 74 entfernt wird, indem die Schrauben 72 entfernt werden und die Düsenspeiseleitung in ihrer Lage gehalten wird und dann die Speiseleitung in Fig. 2 nach links verschoben wird, um die Speiseleitung und den Düsenkopf 64 aus dem rohrförmigen Gehäuse 44 herauszuziehen, wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Weiter können bei Bedarf die Schrauben 28, welche den vertieften Deckel 26 festhalten, entfernt werden, nachdem der Dekkel 26 nach links verschoben worden ist, um ihn, die rohrförmigen Gehäuse 44 der Düsenanordnungen und den ringförmigen Zufuhrverteiler 108 von dem Triebwerk abzuziehen, wodurch die Düsenanordnungen 34 in ihrer Gesamtheit für Reinigungs-, Inspektions-, Reparaturzwecke, usw. zugänglich werden und wodurch über die Lageröffnung 24 eine relativ große ZugangsflSche geschaffen wird, über die andere innere Teile des Triebwerkes erreichbar sind.

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Claims

Patentansprüche %

J Brenner-Düsenanordnung für ein Axialgasturbinentriebwerk mit einem Luftsanunler für den Verbrennungsabschnitt des Triebwerkes, mit wenigstens einem Brennerzylinder in dem Luftsammler, der ein vorderes Ende mit einer Düsenöffnung hat, und mit einer Luftsammlerwand, die mit Abstand vorderhalb des Brennerzylinders angeordnet ist und eine Düsenöffnung aufweist, welche in einer Linie mit der Düsenöffnung des BrennerZylinders angeordnet ist, in den Fluids durch dessen Düsenöffnung hindurch mittels der Düsenanordnung eingespritzt werden, gekennzeichnet durch ein rohrförmiges Gehäuse in dem Luftsammler, das an der Wand befestigt ist und sich von dieser Wand aus zu dem Brennerzylinder erstreckt, wobei das rohrförmige Gehäuse eine Bohrung aufweist, die mit beiden Düsenöffnungen in Verbindung steht und eine gerade Mittelachse insgesamt kolinear zu der Achse der Düsenöffnungen aufweist, durch einen Dütsen-

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kopf, der in dem rohrförmigen"Gehäuse in der Nähe der Düsenöffnung des Brennerzylinders verschiebbar aufgenommen
ist, zum Einsprühen von Fluid in den Brennerzylinder, durch eine langgestreckte Speiseleitung, die durch die Düsenöffnung in der Wand hindurchgeht, zum Zuführen von Fluid zu
dem Düsenkopf, durch Vorrichtungen, welche die Speiseleitung mit der Wand lösbar verbinden und die Düsenöffnung
darin verschließen, wobei die Speiseleitung einen rohrförmigen Innenteil hat, der an dem Düsenkopf befestigt
ist und sich von der Wand aus durch das rohrförmige Gehäuse zu dem Düsenkopf erstreckt, und wobei die Speiseleitung außerdem einen rohrförmigen Außenteil hat, der mit dem
Innenteil in Verbindung steht und sich von der Wand aus
in Richtung von dem Luftsammler weg erstreckt, wobei der
Innenteil der Speiseleitung einen Außendurchmesser hat, der wesentlich kleiner als der Innendurchmesser des rohrförmigen Gehäuses ist, so daß zwischen ihnen ein Kanal gebildet ist, durch eine Einrichtung, die einen Strömungsweg für
das Fluid aus dem Kanal an dem Düsenkopf vorbei zu dem Inneren des Brennerzylinders bildet, durch eine erste Fluidzufuhreinrichtung und durch eine Einrichtung, die die erste Fluidzufuhreinrichtung mit dem Außenteil der Speiseleitung lösbar verbindet, wobei der Düsenkopf eine Querschnittsgestalt hat, die kleiner als die der Bohrung des rohrförmigen Gehäuses und der Düsenöffnung in der Wand ist, so daß, wenn die Einrichtung, die die Speiseleitung lösbar mit der Wand verbindet, und die Einrichtung, die die erste Fluidzufuhreinrichtung mit dem Außenteil der Speiseleitung verbindet, gelöst werden, die Speiseleitung und der Düsenkopf entfernt werden können, indem sie axial aus dem rohrförmigen Gehäuse durch die Düsenöffnung in der Wand herausgezogen
werden.
2. Düsenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speiseleitung zwei konzentrische Rohre aufweist, die zwei getrennte Speisekanäle zum Zuführen von Fluid aus dem

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äußeren Ende der Speiseleitung zu dem Düsenkopf bilden, daß die erste Fluidzufuhreinrichtung eine Vorrichtung enthält, die eine Primärfluidzufuhrvorrichtung bildet, und eine Vorrichtung, die eine Sekundärfluidzufuhrvorrichtung bildet, und daß die Einrichtung, die die erste Fluidzufuhreinrichtung mit dem Außenteil der Speiseleitung lösbar verbindet, eine Vorrichtung enthält, die die Primärfluidzufuhreinrichtung mit einem der beiden Speiseleitungskanäle und die Sekundärfluidzufuhreinrichtung mit dem anderen der beiden Speiseleitungskanäle verbindet.
3 ο Düsenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden konzentrischen Rohre der Sammelleitung ein zentrales Rohr, dessen Bohrung einen der beiden Speiseleitungskanäle bildet, und ein zweites Rohr sind, das das zentrale Rohr umschließt, um dazwischen einen Ringraum zu begrenzen, der den anderen Speiseleitungskanal bildet, wobei sich das zentrale Rohr an dem Äußenende der Speiseleitung über das benachbarte Ende des anderen Rohres hinaus axial nach außen erstreckt, daß die Einrichtung zum lösbaren Verbinden der Sammelleitung mit der ersten Fluidzufuhreinrichtung ein Änschlußstück aufweist, das eine Bohrung hat, dessen Achse zu der Achse der beiden konzentrischen Rohre kolinear ist, daß die Bohrung eine axial äußere Kammer hat, die mit der Primärfluidzufuhreinrichtung verbunden ist, eine axial innere Kammer, die mit der Sekundärfluidzufuhreinrichtung verbunden ist, und einen zylindrischen Verschlußabschnitt zwischen der inneren und der äußeren Kammer, der den Endteil des zentralen Rohres verschiebbar und dicht aufnimmt, damit die Bohrung des zentralen Rohres mit der äußeren Kammer in Verbindung steht und damit die äußere Kammer von der inneren Kammer getrennt ist, und daß eine Vorrichtung das Anschlußstück mit dem zweiten Rohr lösbar verbindet, wobei der Ringkanal mit der inneren Kammer in Verbindung steht.
4. Düsenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, die die Speiseleitung mit der Wand lösbar verbindet und die Düsenöffnung darin abdichtet, einen Flansch an dem zweiten Rohr aufweist, der sich von dem zweiten Rohr aus radial erstreckt und demjenigen Teil der Wand überlagert ist, welcher deren Düsenöffnung umgibt, und mehrere Schrauben, die durch den Flansch hindurchgeführt und in die Wand eingeschraubt sind, um die Speiseleitung an der Wand festzuhalten, so daß die Speiseleitung durch Lösen der Schrauben von der Wand gelöst werden kann.
5. Düsenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftsammler ein insgesamt ringförmiges Gehäuse aufweist, welches die zentrale Achse des Triebwerkes umschließt, daß das rohrförmige Gehäuse in der Düsenöffnung des Brennerzylinders axial verschiebbar aufgenommen ist, daß die Wand durch einen Wandteil gebildet ist, das von dem Gehäuse getrennt ist, und daß Vorrichtungen vorgesehen sind, die das Wandteil mit dem Gehäuse lösbar verbinden, so daß nach dem Lösen der letztgenannten Vorrichtungen das Wandteil und das rohrförmige Gehäuse von dem Gehäuse und dem Brennerzylinder entfernt werden können, indem das Wandteil und das rohrförmige Gehäuse längs der Achse des rohrförmigen Gehäuses verschoben werden.
6. Brenner-Mehrfachdüsenanordnung für ein Axialgasturbinentriebwerk mit einem Luftsammler für den Verbrennungsabschnitt des Triebwerkes, mit wenigstens einem Brennerzylinder in dem Luftsammler, der ein vorderes Ende mit mehreren Düsenöffnungen hat, wobei der Luftsammler ein insgesamt ringförmiges Gehäuse aufweist, welches die zentrale Achse des Triebwerkes umgibt, und eine Wand, die mit Abstand vorderhalb des Brennerzylinders angeordnet ist und mehrere Düsenöffnungen hat, die mit den Düsenöffnungen des Brennerzylinders in einer Linie sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Düsenanordnung der Mehrfachdüsenanordnung, welche zum Einspritzen von Fluid

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in den Brennerzylinder durch die Düsenöffnungen desselben hindurch dient, ein rohrförmiges Gehäuse in dem Luftsammler aufweist, das an der Wand befestigt ist und sich von dieser Wand aus zu dem Brennerzylinder zwischen einem zugeordneten Paar Düsenöffnungen in der Wand und in dem Brennerzylinder erstreckt, wobei das rohrförmige Gehäuse eine Bohrung hat, die mit beiden zugeordneten Düsenöffnungen in Verbindung steht und eine gerade zentrale Achse insgesamt kolinear zu der Achse der zugeordneten Düsenöffnungen hat, einen Düsenkopf, der in dem rohrförmigen Gehäuse in der Nähe der zugeordneten Düsenöffnung des Brennerzylinders verschiebbar aufgenommen ist, zum Einsprühen von Fluid in den Brennerzylinder, eine langgestreckte Sammelleitung, die durch die zugeordnete Düsenöffnung in der Wand hindurchgeht, zum Zuführen von Fluid zu dem Düsenkopf, durch eine Einrichtung, die die Speiseleitung mit der Wand lösbar verbindet und die zugeordnete Düsenöffnung darin verschließt, wobei die Speiseleitung einen rohrförmigen inneren Teil hat, der an dem Düsenkopf befestigt ist und sich durch das rohrförmige Gehäuse von der Wand zu dem Düsenkopf erstreckt, und wobei die Speiseleitung außerdem einen rohrförmigen Außenteil hat, der mit dem Innenteil in Verbindung steht und sich von der Wand aus in Richtung von dem Luftsammler weg erstreckt, wobei der Innenteil der Speiseleitung einen äußeren Durchmesser hat, der kleiner als der Innendurchmesser des rohrförmigen Gehäuses ist, so daß dazwischen ein Kanal gebildet ist, und eine Einrichtung zum Begrenzen eines Strömungsweges für Fluid an dem Düsenkopf vorbei aus dem Kanal zu dem Inneren des Brennerzylinders; einen ersten Fluidzufuhrverteiler, eine Einrichtung zum lösbaren Verbinden des ersten Verteilers mit den Außenteilen der Speiseleitung sämtlicher Düsenanordnungen; einen zweiten Fluidzufuhrverteiler; und eine Einrichtung, die den zweiten Verteiler mit den Kanälen von sämtlichen Düsenanordnungen verbindet, wobei der Düsenkopf

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jeder Düsenanordnung eine Querschnitfcsgestalt hat, die kleiner ist als die der Bohrung ihres zugeordneten rohrförmigen Gehäuses und der zugeordneten Düsenöffnung in der Wand, so daß, wenn die die Speiseleitung mit der Wand lösbar verbindende Einrichtung und die den ersten Verteiler mit den Außenteilen der Speiseleitungen lösbar verbindende Einrichtungen gelöst werden, die Speiseleitung und der Düsenkopf entfernt werden können, indem sie axial aus dem zugeordneten rohrförmigen Gehäuse durch die zugeordnete Düsenöffnung in der Wand herausgezogen werden.
7. Mehrfachdüsenanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmigen Gehäuse der Düsenanordnungen jeweils in ihrer zugeordneten Düsenöffnung des Brennerzylinders axial verschiebbar aufgenommen sind, daß die Wand durch ein von dem Gehäuse getrenntes Wandteil gebildet ist und daß eine Einrichtung das Wandteil mit dem Brennerzylinder lösbar verbindet.
8. Mehrfachdüsenanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennerzylinder einen zentralen Einsatz getrennt von dem übrigen Teil desselben hat, daß die Wand eine Zugangsöffnung hat, über die der zentrale Einsatz des BrennerZylinders entfernt werden kann, einen Deckel für die Zugangsöffnung, eine Einrichtung, die den Deckel lösbar mit der Wand verbindet, eine Einrichtung, die sich zwischen dem Deckel und dem Brennerzylindereinsatz erstreckt und den zentralen Einsatz fest mit dem Dekkel verbindet, wodurch beim Lösen der Deckelbefestigungseinrichtung der zentrale Einsatz aus dem Brennerzylinder und dem Gehäuse herausgezogen werden kann, indem der Dekkel axial von der Wand wegbewegt wird, wobei die Düsenöffnungen in der Wand und die darin aufgenommenen Düsenanordnungen in einer ringförmigen Anordnung um den Deckel herum angeordnet sind und wobei der erste Verteiler eine insgesamt ringförmige Gestalt hat und den Deckel umschließt,

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so daß, wenn die Deckelverbindungseinrichtung gelöst ist, der Deckel und der zentrale Einsatz aus dem Gehäuse und dem übrigen Teil des Brennerzylinders entfernt werden können , ohne die Düsenanordnungen oder den ersten Verteiler zu stören.
9. Mehrfachdüsenanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Verteiler ein toroidales, rohrförmiges Teil ist, das in dem Luftsammler so angeordnet ist, daß seine Achse kolinear zu der der ringförmigen Anordnung von Düsenanordnungen ist, und eine zentrale Öffnung hat, die groß genug ist, damit der zentrale Einsatz hindurchgehen kann, wobei die rohrförmigen Gehäuse der Düsenanordnungen jeweils an dem toroidalen Teil befestigt sind und eine Öffnung haben, die eine Verbindung zwischen dem Inneren des toroidalen Teils und dem Durchlaß der zugeordneten Düsenanordnung herstellt.
10. Mehrfachdüsenanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Speiseleitung jeder Düsenanordnung zwei konzentrische Rohre enthält, die einen ersten und einen zweiten Speiseleitungskanal zum Zuführen von Fluid aus dem äußeren Ende der Speiseleitung zu ihrem zugeordneten Düsenkopf bilden, und daß der erste Verteiler einen Primärverteiler aufweist, der mit den ersten Speiseleitungskanälen der Speiseleitungen verbunden ist, um ein Primärfluid den ersten Kanälen zuzuführen, und einen Sekundärverteiler, der mit den zweiten Speiseleitungskanälen der Speiseleitungen verbunden ist, um ein Sekundärfluid den zweiten Kanälen zuzuführen.

030035/0282