DE3881400T2

DE3881400T2 - Zuendvorrichtung.

Info

Publication number: DE3881400T2
Application number: DE8888908723T
Authority: DE
Inventors: John Tilston
Original assignee: UK Secretary of State for Defence
Current assignee: Qinetiq Ltd
Priority date: 1987-10-19
Filing date: 1988-10-13
Publication date: 1993-09-02
Anticipated expiration: 2008-10-14
Also published as: JP2783414B2; GB8724455D0; WO1989003960A1; JPH03500677A; EP0386028B1; GB9008304D0; GB2229802B; EP0386028A1; DE3881400D1; GB2229802A; US5085040A

Description

Diese Erfindung betrifft solche Zündvorrichtungen, die als Fackelzünder bekannt sind, zumindest im Zusammenhang mit Luftfahrt-Gasturbinen. Der Fackelzünder der vorliegenden Erfindung ist insbesondere vorgesehen für eine Gasturbine, wie z. B. ein Luftfahrzeugstriebwerk oder eine Schiffsmaschine, doch er könnte auch bei anderen Vorrichtungen wie Boilern und Brennöfen Verwendung finden.
Es gibt zwei Arten von Gasturbinenzündern. Bei beiden wird eine im folgenden als Flammenanzünder bezeichnete Vorrichtung verwendet, eine Vorrichtung wie z. B. eine solche, die mit Funkenüberschlag oder mit Gleitfunken arbeitet, um die Wärme zur Zündung der Verbrennung zu liefern. Bei der ersten Art von Zündern ist der Flammenanzünder innerhalb des Brennraums dergestalt untergebracht, daß er sich im Bereich des Hauptkraftstoffnebels befindet. Die zweite Art von Zündern sind die von dieser Erfindung betroffenen Fackelzünder, und diese Art von Zündern umf aßt einen Flammenanzünder, der in der Nähe einer zusätzlich zur Haupteinspritzdüse vorhandenen Kraftstoffeinspritz-düse bzw. eines solchen Kraftstoffzerstäubers angebracht ist. Diese Art Zünder ist weit verbreitet und wird insbesondere bei Zerstäubungsbrennern verwendet, bei denen die Verbrennungswärme zur Verdampfung des Brennstoffs der Hauptzufuhr genutzt wird, wodurch für das Zünden eine gesonderte Zufuhr von hinreichend zerstäubtem Brennstoff nötig wird.
In Hinblick auf ihre Unterbringung in der Brennkammer sind Fackelzünder weniger problematisch als Zünder, die mit Brennstoff aus der Haupteinspritzdüse arbeiten, und lassen sich daher oft so anbringen, daß sie nicht den extremsten Bedingungen in der Brennkammer ausgesetzt sind. Durch eine solche Anbringung des Fackelzünders können die schlimmsten schädlichen Einflüsse, denen die anderen Zünder unterliegen, vermieden werden. Bei herkömmlichen Fackelzündern, bei denen ein Brennstoff-Injektor wie z. B. ein Verwirbelungs- oder Gebläsezerstäuber, der Seite an Seite mit dem Flammenanzünder angebracht ist, verwendet wird, tritt sehr leicht eine Verstopfung des Injektors auf, da dieser an seiner Spitze in der Nähe der Flamme eine enge Austrittsöffnung bzw. einen engen Durchlaß aufweist, die bzw. der leicht verstopft wird, und bei hoher Triebwerksleistung der Brennstoff im Zerstäuber Temperaturen ausgesetzt ist, bei denen der Brennstoff zu Harzen oder Kohle zersetzt wird. Es ist üblich, den Brennstoffstrom durch die Einspritzdüse des Fackelzünders zu führen, um die Einspritzdüse zu kühlen und somit die Gefahr einer Blockierung zu verringern, doch dadurch entstehen sekundäre Probleme. Beim Normalbetrieb des Triebwerks kann der brennende Brennstoff aus dem Fackelzünder in den Gasen in der Brennkammer "Hitzeschlieren" verursachen, die sich in der Nähe von Brennkammerwand und Flammenanzünder befinden, und in Hinsicht auf die Kühlung der Wandungen und die Lebensdauer des Flammenanzünders Probleme verursachen. Aus dem brennenden Brennstoff entstandene Rückstände wie Ruß oder Kohle können durch die Bildung von Ablagerungen auf oder in der Nähe der Oberfläche des Fackelzünders dessen Funktion herabsetzen.
Der Einsatz des Fackelzünders wird nur während der Anlaufphase des Triebwerksbetriebs und bei einem möglicherweise erforderlichen Neustart in jeder Höhe benötigt. Vorausgesetzt, die Probleme mit Blockierungen in der Einspritzdüse des Fackelzünders würden gelöst, könnte demzufolge bei Normalbetrieb des Triebwerks die Brennstoffzufuhr zum Fackelzünder abgeschaltet werden, was sich auf die Wirtschaftlichkeit des Triebswerks und auf die Lebensdauer von Teilen davon vorteilhaft auswirken würde.
Es wurde bereits vorgeschlagen, dies durch den Einsatz von Spülluft in Verbindung mit einem herkömmlichen Fackelzünder herbeizuführen. Zumindest bei Luftfahrttriebwerken bietet sich dies jedoch nicht an, weil ein getrennte Zufuhr von Spülluft "in Flaschen" notwendig ist, um den nötigen Spülungsdruck zu schaffen, und somit das Gewicht der Zusatzausstattung und der komplizierte Aufbau den erreichten Nutzen überwiegen.
Aus dem US-Patent 4 215 979 ist ein Fackelzünder bekannt, bei dem sich das Brennstoff-Zuleitungsrohr nahezu über die gesamte Länge der Fackel-Baugruppe erstreckt, wobei an seiner Spitze nahe bei der Öffnung des Fackelzünders eine Düse angebracht ist. Dieses auch für Dauerbetrieb vorgesehene Gerät ist für die Verwendung gasförmiger Brennstoffe ausgelegt, die beständig gegen Pyrolyse sind. Deshalb sind keine Vorkeherungen zur Entfernung von Brennstoffrückständen aus dem Brennstoff-Zuleitungsrohr getroffen.
Die vorliegende Erfindung ist ein Fackelzünder neuer Art, der besonders für einen solchen Betrieb geeignet ist, bei dem die Brennstoffzufuhr zum Fackelzünder unterbrochen werden kann, wenn das Triebwerk angelaufen ist, und bei dem die Gefahr einer Blockierung der Einspritzdüse minimal ist und nicht auf eine separate Zufuhr von Spülluft unter hohem Druck zurückgegriffen werden muß.
Die Erfindung ist eine Brenner- und Fackelzünder-Einheit für Gasturbinentriebwerke, wobei der Brenner
- eine Brennkammerwand,
- einen Druckmantel, der die Brennkammerwand in einem räumlichen Abstand umschließt und somit mit dieser einen Luftspalt bildet, sowie
- Mittel zur Zuführung von Luft vom Verdichterteil des Triebwerks zu dem Luftspalt umfaßt,
wobei der Fackelzünder
- einen Flammenanzünder mit einem langgezogenen Körper und einer elektrischen Zündquelle im Bereich seiner Spitze,
- eine Muffe, die mit einem Abstand um den langgezogenen Körper des Flammenanzünders herum angeordnet ist, so daß dazwischen ein Brennstoff-Luftgemisch-Durchlaß gebildet wird, wobei die Muffe so ausgebildet ist, daß sich der Brennstoff-Luftgemisch- Durchlaß an einem Mündungsbreich um den Bereich der Spitze des Flammenanzünders herum öffnet,
- mindestens einen Lufteinlaß, der Luft aus dem Luftspalt in den Brennstoff-Luftgemisch-Durchlaß an dem Ende einläßt, das dem Mündungsbereich abgewandt ist,
- mindestens einen Brennstoffeinlaß, der in den Brennstoff- Luftgemisch-Durchlaß mündet, sowie
- eine Luftstrom-Zerstäuberkante innerhalb der Mündung des Brennstoff-Luftgemisch-Durchlasses, die dazu dient, aus dem Brennstoff im Brennstoff-Luftgemisch-Durchlaß einen zerstäubten Sprühnebel in der Umgebung des Bereichs der Spitze des Flammenanzünders zu erzeugen, umfaßt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Brenner- und Fackelzünder-Einheit einen Kühlungsdurchgang zur Kühlung der zugeführten Luft aus dem Luftspalt vor dem Ausstoß durch den mindestens einen Lufteinlaß aufweist, sowie dadurch, daß mindestens ein Brennstoffeinlaß in den Brennstoff-Luftgemisch-Durchlaß an einer Stelle mündet, die von dem Mündungsbereich des Durchlasses nicht weiter entfernt ist als der genannte, von dem Mündungsbereich des Brennstoff-Luftgemisch-Durchlasses abgewandte mindestens eine Lufteinlaß.
In Zusammenhang mit der beanspruchten Erfindung umfaßt der Ausdruck "Flammenanzünder" sowohl Vorrichtungen mit Funkenstrecke und Geräte mit Gleitentladung, die beide in der Technik verbreitet sind, als auch andere Einrichtungen, mit denen eine zur Zündung des Brennstoffs ausreichende Wärmeübertragung auf den in dem Sprühnebel vorhandenen Brennstoff erreicht werden kann.
Gebläsezerstäuber sind auf dem Gebiet der Haupt-Brennstoffzerstäuber für Gasturbinentriebwerke -in der gegenwärtigen Technik weit verbreitet. Ein Gebläsezerstäuber funktioniert derart, daß die kinetische Energie eines Luftstroms bei hohem Volumendurchsatz den Brennstoff ohne Verwendung einer Zerstäuberdüse in zerstäubte Tröpfchen zerlegt. Bei der beanspruchten Erfindung stellt eine Kante innerhalb der Mündung des Brennstoff-Luftgemisch-Durchlasses das Mittel zur Gebläsezerstäubung dar.
Der oben beschriebene Fackelzünder zeigt einige Merkmale, die beim bestimmungsgemäßen Einsatz Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer erwarten lassen. Die Position der Brennstoffeinlässe unter Berücksichtigung der Lufteinlässe stellt sicher, daß außerhalb des Einflusses des Luftstroms kein Raum bleibt, in dem sich innerhalb der Vorrichtung Brennstoff niederschlagen kann. Die Gebläsezerstäuber-Anordnung ist eine Anordnung mit großvolumigem Luftdurchsatz und enthält keinen engen Auslaßdurchgang. Demzufolge ist die Vorrichtung weniger anfällig gegen Blockierungen als andere Zerstäuberarten und hat darüberhinaus den Vorteil, daß sie mit Druckluft aus dem Verdichter sowohl betrieben als auch gespült werden kann, wodurch eine separate Spülluftzufuhr bei höherem Druck nicht mehr nötig ist. Es ist beabsichtigt, den Luftstrom durch den Fackelzünder über den gesamten Arbeitszyklus des Triebwerks aufrechtzuerhalten. Der Auslaßluftstrom aus der Mündung des Brennstoff-Luftgemisch- Durchlasses umschließt den Bereich der Spitze des Flammenanzünders mit Luft, die im Verhältnis zu den Verbennungsgasen in der Brennkammer kühl ist, was dem Schutz des Flammenanzünders dient.
Vorzugsweise besitzt die Vorrichtung mehrere solcher Lufteinlässe, die als radial zur Längsachse des Brennstoff-Luftgemisch-Durchlasses geneigte Längsschlitze ausgebildet sind.
Diese Schlitze dienen zur Zuführung von Luft in den Brennstoff-Luftgemisch-Durchlaß auf einer in Bezug auf seien Querschnitt nahezu tangentialen Bahn und regen einen spiralförmigen Luftstrom durch den Brennstoff-Luftgemisch-Durchlaß um den Körper des Flammenanzünders an, wobei der Brennstoff als dünne Schicht an der Innenfläche der Muffe zu der Luftstrom-Zerstäuberkante hinfließt.
Vorzugsweise umfaßt der Fackelzünder einen sekundären Durchlaß für die Zuführung von Luft zum Flammenanzünder wobei dieser sekundäre Durchlaß so aufgebaut ist, daß er sich in Form eines Rings um die Mündung des Brennstoff-Luftgemisch-Durchlasses öffnet und sich die Luftstrom-Zerstäuberkante zwischen dem Luftstrom aus der Mündung des Brennstoff-Luftgemisch-Durchlasses und dem Luftstrom aus dem Auslaßring des sekundären Durchlasses befindet.
Diese Merkmale unterstützen die Funktion der Luftstrom-Zerstäuberkante und die Zufuhr von feinzerstäubtem Brennstoff zur Umgebung des Bereichs der Spitze des Flammenanzünders. Dieser Bereich der Spitze befindet sich in einer Hülle aus wirbelstabilisierter rezirkulierender Strömungsluft. Durch die rezirkulierende Art dieses Luftstroms werden die kleineren Tröpfchen des feinzerstäubtem Brennstoffs von den größeren Tröpfchen getrennt, die sich nicht an den Richtungswechsel im Luftstrom anpassen können und eher einer nahezu ballistischen Bahn folgen, die die Spitze des Flammenanzünders nicht berührt. Dadurch minimiert sich die Gefahr einer Oberflutung des Flammenanzünders mit unzureichend zerstäubtem Brennstoff. Da der Flammenanzünder von dieser Hülle aus rezirkulierendem zerstäubtem Brennstoff umgeben ist und sich im Kern dieses Sprühstrahls befindet, ist die Möglichkeit einer Trennung des Sprühstrahls vom Flammenanzünder durch Besonderheiten der örtlichen Aerodynamik in der Brennkammer nicht gegeben.
In der Brennkammer einer Gasturbine ist mit dem Druckluftstrom vom Verdichter in dem Spalt zwischen der Brennkammerwand und dem Druckgehäuse bereits eine zur Versorgung des zerstäubten Sprühstrahls im Fackelzünder geeignete Luftquelle vorhanden. Die vorliegende Erfindung wurde zur Nutzung dieser Luf tzufuhr erdacht. Bei voller Leistung des Triebwerks wird diese Luft vom Verdichter jedoch mit einer Temperatur von 700ºC zugeführt, was ohne ausreichende vorherige Kühlung jeden Brennstoff im Zünder zersetzen würde. Zur Kühlung der Luft werden zwischen dem Verdichter und dem Auslaß in den Brennstoff-Luftgemisch-Durchlaß mittels Wärmeaustausch mit der wesentlich kühleren Luft, außerhalb des Druckgehäuses besondere Vorkehrungen getroffen.
Der Fackelzünder selbst kann mit einem Kühldurchlaß ausgestattet werden, der ein Rohr von dem Luftspalt zwischen der Brennkammerwand und dem Brennkammer-Druckgehäuse zu dem mindestens einen Lufteinlaß in den Brennstoff-Luftgemisch-Durchlaß umfaßt, wobei die Außenfläche dieses Rohrs von der Luft außerhalb des Druckgehäuses umgeben ist.
Ebenso ließe sich dieses Rohr - wie in der speziell beschriebenen Ausführung - in den Aufbau der Brennkammer für den beanspruchten Fackelzünder integrieren, oder aber als ein einfaches Verbindungsrohr ausbilden.
Im folgenden wird eine Ausführung der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Schnittzeichnung zur Erläuterung des allgemeinen Aufbaus und der Funktion des Fackelzünders, nicht aber seines konkreten Aufbaus,
Fig. 2 einen teilweisen Schnitt durch Fig. 1 entlang der Linie AA, sowie
Fig. 3 eine Schnittzeichnung durch eine praktische Bauart des Fackelzünders.
Die schematischen Zeichnungen Fig. 1 und Fig. 2 werden in der Beschreibung zuerst angesprochen. Die gezeigte Anordnung umfaßt einen allgemein als 1 bezeichneten Fackelzünder, der auf einer Brennkammer 2 von der Art, wie sie in Gasturbinen vorhanden sind, montiert ist. Diese Brennkammmer 2 kann zu jeder der drei gebräuchlichen Arten gehören, d.h. zu einem separaten, einem Kreisrohr- oder einem Kreisbrenner. Der Fackelzünder 1 umfaßt einen innerhalb einer Muffe 4 montierten Flammenanzünder 3. Der Flammenanzünder 3 hat einen Körperabschnitt 5 und einen Spitzenabschnitt 6. Der Spitzenabschnitt 6 enthält Elektroden 7 und 8 und zwischen diesen Elektroden eine halbleitende Zwischenlage 9. Die Elektrode 7 ist aus dem Metallgehäuse des Flammenanzünders 3 gebildet, und die Elektrode 8 erstreckt sich durch das Zentrum des Flammenanzünders 3. An dem von seiner Spitze entfernten Ende des Flammenanzünders 3 wird zwischen den Elektroden 7 und 8 eine elektrische Verbindung 10 hergestellt. Die Muffe 4 umschließt den Körperabschnitt 5 des Flammenanzünders 3, wobei zwischen diesen beiden ein Luftspalt verbleibt. Die Muf fe 4 und der Körperabschnitt 5 begrenzen zusammen einen Durchlaß 11, der als Brennstoff-Luftgemisch-Durchlaß bezeichnet wird. Ein Brennstoffeinlaß 12 und Lufteinlässe 12 münden an dem von der Spitze 6 des Flammenanzünders 3 entfernten Ende des Brennstoff-Luftgemisch-Durchlasses 11 in diesen Durchlaß. Der Brennstoff-Luftgemisch-Durchlaß erstreckt sich entlang des Korpers 5 des Flammenanzünders 3 zu einer die Spitze 6 umgebenden Mündung 14.
Um den Fackelzünder 1 herum besitzt der Brenner 2 eine dem Fackelzünder in Konstruktion und Funktion komplementäre Form. Das normale Druckgehäuse 15 des Brenners ist zu einem Rohr 16 ausgeformt, in dem sich der Fackelzünder 1 befindet. Diese Anordnung ist zur Außenseite des Druckgehäuses hin gasdicht. Ein Durchgang 17 innerhalb des Rohrs 16, der von dem Rohr 16 und der Muffe 4 zusammen gebildet wird, führt von dem Luftspalt 18 zwischen dem Druckgehäuse 15 und der Brennkammerwand 19 zu den Lufteinlässen 13. Ein sekundärer Durchlaß 20 führt von dem Luftspalt 18 über einen Ring 22, der die Mündung 14 des Brennstoff-Luftgemisch-Durchlasses 11 umschließt, in den Brennraum 21. Der sekundäre Durchlaß 20 wird von einem Abschnitt 23 der Wand 19 sowie von dem an die Mündung 14 des Brennstoff-Luftgemisch-Durchlasses 11 angrenzenden Abschnitt der Muffe 4 gebildet. Der betreffende Abschnitt der Muffe 4 ist an seiner Außenseite zu einer messerscharfen Kante 24 angefast. Ein Brennstoff-Verbindungsstück 25 schafft die Verbindung zwischen dem Fackelzünder 1 und den äußeren nicht abgebildeten Bestandteilen der Brennstoffversorgung. Das Brennstoff-Verbindungsstück 25 führt über ein Rohr 26 zu dem Brennstoffeinlaß 12.
Der oben beschriebene Fackelzünder 1 arbeitet auf folgdnde Art und Weise: von der Verdichterstufe des Triebwerks zugeführte Luft strömt in den Luftspalt 18 und ein Teil dieses Gesamtstroms geht über den Durchlaß 17 zu den Lufteinlässsen 13. Diese Lufteinlässe 13 sind geneigt angeordnete Schlitze (siehe Fig. 2), die der durch sie ausgestoßenen Luft eine nahezu tangentiale Bahn geben. Diese aus den Lufteinlässen 13 ausgestoßene Luft strömt im großen und ganzen schraubenförmigum den Körper 5 des Flammenanzünders 3 durch den Brennstoff-Luftgemisch-Durchlaß 11 zu der Mündung 14 dieses Durchlasses. Dieser Luftstrom wird solange aufrechterhalten, wie sich das Triebwerk dreht und Druckluft aus dem Ausgang der Verdichterstufe liefert. Der Teil des Luftstroms, der sich innerhalb des Rohrs 16 am Durchlaß 17 befindet, ermöglicht die Wärmeübertragung zwischen der strömenden Luft und der Luft außerhalb des Triebwerks in der Umgebung des Rohrs. Dadurch wird die Verdichter-Druckluft vorgekühlt von einer Temperatur von z.B. 700ºC, mit der sie bei normalem Betrieb des Triebwerks geliefert wird, auf eine zur Mischung mit dem Brennstoff des Fackelzünders geeignete Temperatur von z.B. 180ºC, wodurch eine Zersetrung des Brennstoffs vermieden wird. Auch aus dem Luftspalt 18 strömt Verdichter-Druckluft durch den sekundären Durchlaß 20 zur Mündung am Ausgangsring 22. Diese obengenannten Luftströme sind in Fig. 1 durch Pfeile gekennzeichnet.
Wenn das Triebwerks angelassen werden soll, wird dieses zur Einleitung der Zufuhr von Verdichter-Druckluft und der oben beschriebenen Luftströme durch einen externen Antrieb gedreht. Gleichzeitig dazu werden Strom- und Brennstoffzufuhr zum Fakkelzünder aufgebaut. Brennstoff gelangt durch den Brennstoffeinlaß 12 in den Brennstoff-Luftgemisch-Durchlaß 11 und wird unter dem Einfluß des Luftstroms durch diesen Durchlaß hauptsächlich als dünner Film auf der Innenseite der Muffe 4 durch diesen Durchlaß befördert. An der messerscharfen Kante 24 wird der Brennstoffilm durch den Luftstrom durch dn Brennstoff- Luftgemisch-Durchlaß 11 von der Oberfläche abgezogen und aufgrund der Wechselwirkung zwischen dem vorgenannten Luftstrom und dem angrenzenden Luftstrom aus dem Ausgangsring 22 des sekundären Durchlasses 20 zu einem hohen Grad zerstäubt. Dieser Sprühstrahl aus zerstäubtem Brennstoff umgibt die Spitze 6 des Flammenanzünders 3 und wird durch die Rezirkulation in dem austretenden Luftstrom, der durch die Mündungsanordnung entsteht, zu den Elektroden 7 und 8 geführt.
Der Flammenanzünder 3 ist eine herkömmliche Vorrichtung mit Gleitfunken. Eine hohe Spannung wird zwischen der Massenelektrode 7 und der Zentralelektrode 8 angelegt. Dies führt zu einem Leckstrom zwischen den Elektroden über die Oberfläche der halbleitenden Zwischenlage 9 wodurch wiederum der Luftraum zwischen den Elektroden ionisiert und eine Lichtbogenentladung hervorgerufen wird. Diese Lichtbogenentladung ist nicht kontinuierlich sondern periodisch und wird durch das Anlegen einer gepulsten Hochspannung an die Verbindungen 10 ausgelöst. Die Lichtbogenentladung überträgt auf die umgebende Schicht aus brennstoffhaltiger Luft eine zur Zündung des Brennstoffs ausreichende Wärmemenge, und dies führt wiederum zur Zündung des aus dem Sprühstrahl des Hauptbrenners.
Sobald der Sprühstrahl des Hauptbrenners gezündet ist, wird die Brennstoffzufuhr zum Fackelzünder 1 gesperrt. Im Brennstoff- Luftgemisch-Durchlaß 11 verbliebener Brennstoff wird durch den andauernden Luftdurchfluß aus dem Fackelzünder 1 ausgespült. Dieser Luftdurchfluß wird während des Betriebs des Triebwerks aufrechterhalten um die Spitze 6 des Flammenazünders vor der Verbrennungswärme in der Brennkammer abzuschirmen.
Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Fig. 3, die eine praktische Ausführung eines Fackelzünders zeigt, der in Funktion und Aufbau weitgehend dem vorher genannten ähnelt. In dieser Zeichnung werden die gleichen Bezugszahlen für die Teile beibehalten, die in ihrer Funktion denen entsprechen, die mit Bezug auf die vorhergehenden Zeichnungen bereits beschrieben wurden. Der Fackelzünder 1 ist in Form eines Stopfens ausgeführt, des in eine am Druckgehäuse des Brenners angebrachte, vorstehende Erhebung eingepaßt ist. Dieser Stopfen umfaßt die Muffe 4 und den Flammenanzünder 3. Mit 30 ist ein Brennstoffverbinder bezeichnet, der die Verbindung zum Brennstoffeinlaß 12 herstellt. Eine elektrische Verbindung ist mit 31 bezeichnet. Die vorstehende Erhebung fungiert als Röhre 16 und ist mit dieser Bezugszahl bezeichnet. Der sekundäre Durchlaß 20 wird durch ein an der Brennerwand 19 angebrachtes Rohr 32 zusammen mit der Muffe 4 und dem Flammenanzünder 3 begrenzt. Die Muffe 4 ist hier an ihrer distalen Seite nicht wie in Fig. 1 zu einer messerscharfen Kante angeschrägt, sondern sie besitzt eine nach innen gerichtete ringförmige Erhebung, die als Zerstäuberkante 24 dient. Der Fackelzünder befindet sich in Bereich der Kopfwandung 33 der Flammwand 19 der Brennkammer.Mit 34 ist ein Verdampfer als Haupt-Brennstoffzufuhr angedeutet. Der Fackelzünder ist in diesem Bereich der Kopfwandung 33 dergestalt untergebracht, daß er einen Teil des Brennstoffstroms vom Verdampfer 34 abfängt. Auch hier sind Luft- sowie Brennstoff-Luftgemisch-Ströme als Pfeile dargestellt. Die Funktionsweise dieses Fackelzünders entspricht genau der oben beschriebenen.

Claims

1. Brenner- und Fackelzünder-Einheit für Gasturbinentriebwerke, wobei der Brenner

- eine Brennkammerwand (19),

- einen Druckmantel (15), der die Brennkammerwand (19) in einem räumlichen Abstand umschließt und somit mit dieser einen Luftspalt (18) bildet, sowie

- Mittel zur Zuführung von Luft vom Verdichterteil des Triebwerks zu dem Luftspalt (18) umfaßt,

wobei der Fackelzünder

- einen Flammenanzünder (3) mit einem langgezogenen Körper (5) und einer elektrischen Zündquelle (7,8) im Bereich seiner Spitze (6),

- eine Muffe (4), die mit einem Abstand um den langgezogenen Körper (5) des Flammenanzünders (3) herum angeordnet ist, so daß dazwischen ein Brennstoff-Luftgemisch-Durchlaß (11) gebildet wird, wobei die Muffe (4) so ausgebildet ist, daß sich der Brennstoff-Luftgemisch-Durchlaß (11) an einem Mündungsbereich (14) um den Bereich der Spitze (6) des Flammenanzünders (3) herum öffnet,

- mindestens einen Lufteinlaß (13), der Luft aus dem Luftspalt (18) in den Brennstoff-Luftgemisch-Durchlaß (11) an dem Ende einläßt, das dem Mündungsbereich (14) abgewandt ist,

- mindestens einen Brennstoffeinlaß (12), der in den Brennstoff-Luftgemisch-Durchlaß (11) mündet, sowie

- eine Luftstrom-Zerstäuberkante (24) innerhalb der Mündung (14) des Brennstoff-Luftgemisch-Durchlasses (11), die dazu dient, aus dem Brennstoff im Brennstoff-Luftgemisch-Durchlaß (11) einen zerstäubten Sprühnnebel in der Umgebung des Bereichs der Spitze (6) des Flammenanzünders (3) zu erzeugen, umfaßt,

dadurch gekennzeichnet, daß die Brenner- und Fackelzünder-Einheit einen Kühlungsdurchgang (17) zur Kühlung der zugeführten Luft aus dem Luftspalt (18) vor dem Ausstoß durch den mindestens einen Lufteinlaß (13) aufweist, sowie dadurch, daß mindestens ein Brennstoffeinlaß (18) in den Brennstoff-Luftgemisch-Durchlaß (11) an einer Stelle mündet, die von dem Mündungsbereich (14) des Durchlasses nicht weiter entfernt ist als der genannte, von dem Mündungsbereich (14) des Brennstoff-Luftgemisch-Durchlasses (11) abgewandte mindestens eine Lufteinlaß (13).

2. Brenner- und Fackelzünder-Einheit nach Anspruch 1, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrere solcher Lufteinlässe (13) besitzt und daß diese als radial zur Längsachse des Brennstoff-Luftgemisch-Durchlasses (11) geneigte Längsschlitze ausgebildet sind, die zur Zuführung von Luft in den Brennstoff-Luftgemisch-Durchlaß (11) auf einer in Bezug auf ihren Querschnitt nahezu tangentialen Bahn dienen.

3. Brenner- und Fackelzünder-Einheit nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß sie einen sekundären Durchlaß (20) für die Zuführung von Luft in die Umgebung des Bereichs der Spitze (6) des Flammenanzünders (3) besitzt, wobei sich dieser sekundäre Durchlaß (20) in Form eines Rings (22) um die Mündung (14) des Brennstoff-Luftgemisch-Durchlasses (11) öffnet und sich die Luftstrom-Zerstäuberkante (24) zwischen dem Luftstrom aus der Mündung (14) des Brennstoff-Luftgemisch- Durchlasses (11) und dem Luftstrom aus dem Auslaßring (22) des sekundären Durchlasses (20) befindet.

4. Brenner- und Fackelzünder-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaß für die Kühlung aus einem mit dem Brennerluftraum und dem mindestens einem Lufteinlaß (13) in den Brennstoff-Luftgemisch-Durchlaß (11) in räumlicher Verbindung stehenden ringförmigen Durchgang besteht, und dieser ringförmige Durchgang durch eine vorstehende Erhebung, die aus dem Druckgehäuse (15) des Brenners ragt, begrenzt ist, wobei diese Erhebung die Muffe (4) des Fackelzünders in einem räumlichen Abstand umgibt.

5. Brenner- und Fackelzünder-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaß für die Kühlung ein Verbindungsrohr zwischen dem Brennerluftraum und dem mindestens einen Lufteinlaß (13) des Brennstoff-Luftgemisch-Durchlasses (11) ist.