DE3247169A1 - Brennstoffverdampfer fuer gasturbinenbrennkammern - Google Patents

Brennstoffverdampfer fuer gasturbinenbrennkammern

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DE3247169A1
DE3247169A1 DE19823247169 DE3247169A DE3247169A1 DE 3247169 A1 DE3247169 A1 DE 3247169A1 DE 19823247169 DE19823247169 DE 19823247169 DE 3247169 A DE3247169 A DE 3247169A DE 3247169 A1 DE3247169 A1 DE 3247169A1
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    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
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    • F23D11/36Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
    • F23D11/44Preheating devices; Vaporising devices
    • F23D11/441Vaporising devices incorporated with burners
    • F23D11/443Vaporising devices incorporated with burners heated by the main burner flame
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/30Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply comprising fuel prevapourising devices
    • F23R3/32Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply comprising fuel prevapourising devices being tubular

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  • Pressure-Spray And Ultrasonic-Wave- Spray Burners (AREA)
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Description

DIPL. ING. K. HOLSEIt
Philippine) · wioijüicn · tmtAcmu ι«
81)00 ΛUOiSlUI)KQ
SlΟ« 15
CSSSOS d
Augsburg, aen 20. Dezember 1932 Ariw. Äktenz.: R. 1097
Rolls-Royce Limited,
65 Buckingham Gate, London SvHE 6ΑΪ, LnxflanJ!
Brennstoffverdampfer für Gasturbinenbrennkanmern
Die Erfindung betrifft einen Brennstoffverdampfer für Gasturbinenbrennkammer!! nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Drennstof f verdampf er für Gasturbinenbrennkamraern v/erden üblicherweise in Form einer T-artigen Kostruktion ausgebildet und bestehen demgemäß aus einem etwa zylindrischen Hauptrohr, von dessen stromabwärtigem Ende zwei Zweigrohre nach beiden Seiten wegragen. Diese Zweigrohre endigen in Auslaßöffrmngen, die in rückwärtiger Richtung, also in Richtung zum stromaufwärtigen Ende des Hauptrohres hin, ausmünden. In dem Kauptrohr befindet sich ein Brennstoffeinspritzer zum Einspritzen von Brennstoff in den durch den Verdampfer hindarchströmenden Luftstrom, und um eine gleichmäßige Aufteilung des Brennstoffs auf die beiden Verdampferauslässe zu erreichen, ist der Brennstoffeinspritzer mit zwei Einspritzdüsen versehen, die zwei jeweils einem der beiden Sveifjrohre zugeordnete Brennstoffstrahlen erzeugen.
BAD ORIGINAL
ζ"
Da die Gemischauslässe der beiden Zweigrohre zum stromaufwärtigen Ende des Ilauptrohres hin gerichtet sind, werden die im Bereich der die beiden Auslässe enthaltenden Axialebene des Verdampfers liegenden Bereiche des Hauptrohres ah ihrer Außenwandfläche von verhältnismäßig kühlem Gemisch und an ihrer Innenfläche ebenfalls von verhältnismäßig kühler Luft und Brennstoff umspült, während die zwischen den beiden Auslässen liegenden Dereiche des ilauptrohres an ihrer Außenwandfläche den heißen Brenngasen ausgesetzt sind. Dadurch ergeben sich im Bereich des Umfangs des Hauptrohres starke Temperaturgradienten, die zu früher Ermüdung und Rißbildung das Hauptrohres führen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Verdampfer der in Rede stehenden Gattung im Hinblick auf eine weitgehende Bewältigung dieses Problems auszubilden.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil dos /jispruchs 1 angegebene Anordnung gelost.
Hine bevorzugte Ausgestaltung dar Erfindung ist Gegenstand des Anspruchs 2.
25
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die anliogerulen Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben, in welchen zoigt:
Fig. 1 den stror.iaufwürtigen Teil einer
Gasturbinenbrennkainmer mit einem Verdampfer nach der Erfindung im Axialschnibt,
Fig. 2 einen in Richtung des Pfeiles A
in Fig. 1 gesehenen Axialschnitt durch den Verdampfer,
fBAb ORIGihJAL
Fig. 3 einen Querschnitt des Verdampfers
in der Ebene III-III in Fig. 2, und
Fig. 4 einen Querschnitt ähnlich Fig. 3
einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung.
Gemäß den Zeichnungen weist der Verdampfer 10 ein zylindrisches I-iauptrohr (12) auf, das an seinem stromaufwartigen Ende (14) mit der stromaufwärtigen Wand der Brennkammer (16) verbunden ist. Am stromabwärtigen Ende des Hauptrohres (12) sind zwei einander gegenüberliegende radiale Zweigrohre (1<3) angeordnet, die in kreisförmigen, stromaufwärts v/eisenden Gemischauslässen (20) endigen.
Aus deiit Auslau (21) des Triebv/erksverdichters tritt Luft in das Einladende des Verdampferhauptrohres ein, nimmt Brennstoff auf, der von einem vom.einlaßseitigen hauptrohrende aus in dieses hineinragenden Brennstoffeinspritzer (22) eingespritzt wird, und strömt durch die Auslässe (20) in daj, Innere der Brennkammer- ein.
Wie aus Fig. 1 craiciitlich ist, strörat der verdampfte isreunstof f von den Auslässen (20) des Verdampfers zum stromaufwärtigen Undo der Brennkammer (10) und gelangt dabei über diejenigen 'i'oile der Außenoberfläche des Verdampferhauptrohres, die entlang der Auslässe verlaufen, und trägt zu deren Kühlung bei. Diejenigen Teile der Auiieuwandf leiche des nauptrohres, die. zwischen den beiden Auslassen (20) liegen, sind jedoch den heißen Gasen in der Brennkammer ausgesetzt.
Die durch das Innere des Verdampferhauptroiires strömende Luft tragt ebenfalls zur Kühlung des Verdampfers bei, aber auch der aus dem Brennstoffeinspritzer (22) eingespritzte Brennstoff wird zur Innenwandfläche des Verdampferhauptrohres, hin gerichtet, un eine zusätzliche Kühlung zu bewirken.
BAD
2ur gleichmäßigen Verteilung der Kühlwirkung auf den ganzen Umfang des Var-llaiTnfo.rhaiij-rtru.1r3s und urn auf diese 'weise etwaige Tenpsraturgradienten entlang des Hauptrohrumfangs minimal zu halten, weist der Brennstoffeinspritzer zwei Einspritzdüsen (2 4) auf, die den Brennstoff auf die Innenwandfl-liche derjenigen Bareiche der Hauptrohrwand aufsprühen, die zwischen den beiden Zweigrohren (13) liegen. Dies ist in den Figuren 2 und 3 deutlich erkennbar. Um jedoch auch sicherzustellen, daß der eingespritzte Brennstoff gleichmäßig auf die beiden Zweigrohre verteilt wird, ist ein Leitblech (26) vorgesehen, das von den beiden IJinspritzäüson (24) aus bis zu den beiden Zweigrohren (18) verläuft und das Innere des Hauptrohres in zwei Stroiaungswege unterteilt, die jeweils in eines der beiden Zweigrohre führen.
Hie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist das Leitblech (26) diagonal im Verdarayferhauptrohr angeordnet und unterteilt dessen Inneres in zwei längsvorlaufande Strömungskanale (27,29), in welche Brennstoff jeweils von einer der beiden Einspritzdüsen eingespritzt .wird und die jeweils mit einein der beiden Zweigrohre in Verbindung stehen.
Auf diese v/eise wird eine gleichmäßigere Kühlung des Verdampferhauptronre3 über dessen Umfang erreicht, ohne daß dadurch die gleichmäßige Verteilung des eingespritzten Brennstoffs auf die beiden Verdeimpfsraüslässe (20) gestört wird.
Obwohl bei dem oben beschriebenen /uisfuhrungsbeispiel ein zylindrisches Hauptrohr, jeweils zylindrische Zweigrohre und kreisförmige Auslässe vorgesehen sind, können diese geometrischen Formen und Anordnungen dieser Teile des Verdampfers nach Bedarf variiert vrerden.
Bei herkömmlichen Verdampf or η ist h.'iufi.j eine iilendc vorgesehen, wie sie in Fig. 1 mit gestrichelten Linien bei (30) angedeutet ist, um die? Kühlung .Ut Wände der
* BAD ORIGINAL
I» «3 » ti
Zwaicjrohrc an der innoriBeito dor Biegung zu verbessern. Um dies bei dem erfindungsgemäßen Verdampfer zu ermöglichen/ kann das Leitblech eine verwundene Form haben, wie in Fig. dargestellt ist, so daß es im Bereich der beiden Einspritzdüsen quer zu einer Linie (32), auf v/elcher die beiden Einspritzdüsen liegen, im Bereich der Zweigrohre jedoch entlang der Linie (32) verläuft.
BAD ORIGINAL

Claims (1)

  1. Patentansprüche
    ./Brennstoffverdampfer für Gasturbinenbrennkammern, mit einem stromaufseitig offenen und stromabseitig geschlossenen Hauptrohr sov/ie zwei ara stromabwärtigen Hauptrohrende entgegengesetzt rcidial abzweigenden Zweigrohren mit jeweils einem bezüglich des nauptrohres in stromaufwärtiger Richtung orientierten Auslaß, und mit einem iia liauptrohr angeordneten brermstof feinspritzer mit zwei Einspritzdüsen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Einspritzdüsen (24) derart orientiert sind, daß sie den Brennstoff in Richtung auf die Innenwandflachen der jeweils zwischen den beiden Zweigrohren (13) liegenden Wandbereiche des Hauptrohres (12) einsprühen, und daß ein Leitblech (26) das Innere des hauptrohres (12) im Bereich zwiscnen den Einspritzdüsen und seinem stromabwärtigen Ende in zwei Kanäle (27,29) unterteilt, von denen jedem eine der beiden Einspritzdüsen (2 4) zugeordnet ist und von denen jeder in eines der beiden Zweigrohre (1ö) führt.
    2· Brennstoffverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da<:s das Hauptrohr (12) zylindrisch ist und das Leitblech (26) diagonal zwischen den beiden Einspritzdüsen (24) angeordnet ist.
    3. Brennstoffverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitblech (26) verwunden ist und im Bereich der Einspritzdüsen (24) in der Axialebene der beiden Zweigrohre (18) und im Bereich des stromabwärtigen Hauptrohrendes in einer zu diener Lbene aenkrechten Axialebene verlJui't.
    V5, v-BAD ORIGINAL
DE3247169A 1981-12-24 1982-12-21 Brennstoffverdampfer für Gasturbinenbrennkammern Expired DE3247169C2 (de)

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GB08138955A GB2112125B (en) 1981-12-24 1981-12-24 Fuel vapouriser for a gas turbine engine combustion chamber

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JP (1) JPS58110920A (de)
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FR (1) FR2519079B1 (de)
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