DE3247169A1 - Brennstoffverdampfer fuer gasturbinenbrennkammern - Google Patents
Brennstoffverdampfer fuer gasturbinenbrennkammernInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
- F23D11/36—Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
- F23D11/44—Preheating devices; Vaporising devices
- F23D11/441—Vaporising devices incorporated with burners
- F23D11/443—Vaporising devices incorporated with burners heated by the main burner flame
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
- F23R3/30—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply comprising fuel prevapourising devices
- F23R3/32—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply comprising fuel prevapourising devices being tubular
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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.
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
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)
- 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
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB08138955A GB2112125B (en) | 1981-12-24 | 1981-12-24 | Fuel vapouriser for a gas turbine engine combustion chamber |
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ID=10526849
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| DE3247169A Expired DE3247169C2 (de) | 1981-12-24 | 1982-12-21 | Brennstoffverdampfer für Gasturbinenbrennkammern |
Country Status (5)
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| JP (1) | JPS58110920A (de) |
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| FR (1) | FR2519079B1 (de) |
| GB (1) | GB2112125B (de) |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: ROLLS-ROYCE PLC, LONDON, GB |
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