DE3924436C2 - Ringförmige Brennkammer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine ringförmige Brennkammer für ein Gasturbinentriebwerk mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1. Eine solche Brennkammer ist bekannt (US-A- 4,720,970).

Bekanntermaßen wurden in den letzten Jahren hinsichtlich der Brennkammern für Gasturbinentriebwerke vom technischen Stand­ punkt her beträchtliche Fortschritte erreicht. Beispielsweise arbeiten Brennkammern für Flugzeug-Stahltriebwerke mit einem Wirkungsgrad im Bereich von hohen 90%. Außerdem wurde die Tech­ nologie hinsichtlich des Verringerns oder Unterdrückens von Schadstoffen und/oder Rauchentwicklung aus dem Verbrennungspro­ zeß bedeutend verbessert.

Die Anforderungen an Brennkammern, die dem zukünftigen Luft­ fahrtsbedarf genügen sollen, machen jedoch noch weitere Fort­ schritte hinsichtlich der Verbrennungstechnologie erforderlich.

Es ist offensichtlich, daß die Leistung von Flugzeugtriebwerken durch das Erreichen von hohen Turbineneinlaßtemperaturen be­ stimmt ist. Innerhalb vorgegebener Grenzen erhöhte Turbinenein­ laßtemperaturen ergeben verbesserte Schubkraft/Gewicht- Verhältnisse und einen spezifischen Brennstoffverbrauch mit ei­ ner dementsprechenden Verbesserung der Triebwerkleistung.

Daher wird es für die zukünftigen Anforderungen notwendig, daß das weiterentwickelte Verbrennungssystem für diese Hochlei­ stungstriebwerke bei hoher Leistung bei einem Temperaturanstieg arbeiten, der beträchtlich höher als derjenige bei den herkömm­ lichen Brennkammern ist. Es ist jedoch von äußerster Wichtig­ keit, daß der Konstrukteur der Brennkammer die Anforderung hin­ sichtlich des erhöhten Temperaturanstiegs erfüllt, ohne die bisher erreichten Leistungswerte und die Werte für die Rauch­ dichte und Schadstoffe aus dem Triebwerk zu verschlechtern.

Zusätzlich zu den schon angesprochenen zwingenden Anforderungen muß die Brennkammer das Nachzünden innerhalb bestimmter Höhen ermöglichen. Wenn ferner diese Triebwerke in Leichtflugzeugen eingesetzt werden, ist zu berücksichtigen, daß die Brennkammer während der Triebwerkbremsung und des Leerlaufs bei niedrigeren Temperaturanstiegswerten als den Werten bei den herkömmlichen Brennkammern zu arbeiten hat und eine ausreichend stabile Ver­ brennung ergeben muß, um den Betrieb am Boden zu ermöglichen.

Zur besseren Erkenntnis der Kompliziertheit und der Betriebsfä­ higkeitsprobleme, die sich bei Brennkammern mit hohem Tempera­ turanstieg ergeben, ist ein Vergleich der Anforderungen an die Brennkammer mit der Stabilität des Verbrennungsprozesses zweck­ dienlich. Daher ist in Fig. 1 eine graphische Darstellung ge­ zeigt, in der das Brennstoff-Luftverhältnis gegen einen Parame­ ter für die Stabilität aufgetragen ist. Da bekanntermaßen die hauptsächliche Verbrennung in einer Primärzone der Brennkammer auftritt, wird für die Erörterung dieser Abschnitt der Brenn­ kammer herangezogen. Der Stabilitätsparameter, der zu einem Standardmaß in der Brennkammer-Technik geworden ist, enthält die auf die Primärzone angewandten folgenden Glieder:
V = mittlere Druchströmungsgeschwindigkeit
P = Druck
T = Einlaßlufttemperatur

Wenn diese Glieder zu einem Parameter V/PT² zusammengefaßt wer­ den, ergibt eine Erhöhung der Geschwindigkeit, eine Verminde­ rung des Drucks und/oder eine Verminderung der Temperatur eine Erhöhung des Stabilitätsparameters. Gleichermaßen wird durch diese Änderungen der Glieder der Verbrennungsprozeß dadurch be­ einträchtigt, daß es schwieriger wird, die Verbrennung aufrecht zu erhalten. Anders ausgedrückt, stellen höhere Werte des Sta­ bilitätsparameters eine Anzeige für höhere und schwierigere An­ forderungen hinsichtlich des Betreibens der Brennkammer dar.

Aus der Fig. 1 ist ersichtlich, daß eine Kurve A eine Stabili­ tätsgrenze bestimmt, die durch das Auslöschen bzw. Abbrechen der Verbrennung bei dem Erhöhen oder Vermindern des Brennstoff- Luftverhältnisses definiert ist. Damit ist die Verbrennung un­ ter Bedingungen stabil, die in den Bereich links von der para­ belförmigen Stabilitätsgrenzkurve A fallen, und unter irgend­ welchen Bedingungen rechts der Kurve A instabil. Ferner be­ stimmt eine Kurve B eine obere Grenze für das Brennstoff- Luftverhältnis, oberhalb der im Betrieb eine übermäßig starke Rauchentwicklung entsteht.

Wie aus den vorstehenden Ausführungen hinsichtlich der Verbren­ nung hervorgeht, werden für herkömmliche Brennkammern die Brennstoff-Luftverhältnisse in der Primärzone derart gewählt, daß sie unterhalb der Kurve B liegen, und werden die Bedingun­ gen hinsichtlich der Verlangsamung, des Leerlaufs und der Hö­ hennachzündung des Triebwerks in den stabilen Betriebsbereich links von der Kurve A gelegt. Dies ist durch eine Arbeitskenn­ linie C dargestellt, wobei die Höhennachzündung als Arbeits­ punkt E bestimmt ist. Für den Nachzündungspunkt werden übli­ cherweise eine Flughöhe von 30.000 Fuß und eine Fluggeschwin­ digkeit von 0,8 Mach angesetzt.

Eine Kurve F stellt die Arbeitskennlinie bei erhöhten Tempera­ turanstiegswerten dar, die für Triebwerke in zukünftiger wei­ terentwickelter Technologie in Betracht gezogen werden. Um den Verbrennungsvorgang unterhalb der Rauchgrenze (Kurve B) sicher­ zustellen, muß offensichtlich der Primärzonenluftstrom ver­ stärkt werden, wodurch die Arbeitskennlinie F der Brennkammer näher an die Stabilitätsgrenzkurve A herankommt, was deutlich die erhöhten Anforderungen hinsichtlich der Betriebsbedingungen der Brennkammer zeigt. Ferner kann es vorkommen, daß die Ar­ beitspunkte für die Verlangsamung und für die durch einen Punkt G dargestellte Höhennachzündung außerhalb der Stabilitätsgrenz­ kurve A liegen. Weiterhin ist erkennbar, daß mit zunehmend hö­ heren Temperaturanstiegswerten die Arbeitskennlinie der Brenn­ kammer zu noch strengeren Bedingungen versetzt, ist, so daß so­ gar die Arbeitspunkte für den Leerlauf (Punkte H und J auf den Arbeitskennlinien C bzw. F) außerhalb der Stabilitätsgrenzkurve A liegen können.

Ingenieure und Wissenschaftler haben dieses Problem über einige Zeit angegangen und es auf einigen verschiedenen Wegen zu lösen versucht. Einige dieser Lösungswege, die alle beträchtliche Mängel gezeigt haben, umfassen eine veränderbare Brennstoffab­ stufung, eine veränderbare Geometrie und eine Doppelring- Brennkammer mit Luftströmungsabstufung. Es sind keine im Stand der Technik angeführten Lösungswege bekannt, die auf zufrieden­ stellende Weise die vorstehend angesprochenen Probleme lösen.

Bei der Brennstoffabstufung ist die Eingabe von Brennstoff in die Brennkammer über Brennstoffdüsen in Betracht gezogen, von denen einige mehr Brennstoff zuführen als die anderen, so daß die Brennstoffzufuhr auf zwei oder mehr Arten von Brennstoffdü­ sen aufgeteilt ist, die unterschiedliche Brennstoffströme lie­ fern. Durch eine richtige Festlegung der Brennstoffströme ist es daher möglich, in einem Teilbereich der Brennkammer den Brennstoff örtlich anzureichern, wodurch die Verlangsamungs- und Leerlaufbedingungen gemäß der Arbeitskennlinie F innerhalb der Stabilitätsgrenze gehalten werden, wie es durch eine ge­ strichelte Linie K dargestellt ist, die sich von dem unteren Abschnitt der Arbeitskennlinie F weg erstreckt. Diese Systeme erfüllen nicht die grundlegenden Stabilitätsanforderungen und können weiterhin Probleme hinsichtlich der Höhenzündung erge­ ben, wie es in der graphischen Darstellung in Fig. 1 durch ei­ nen Punkt G' dargestellt ist.

Die Brennkammer mit veränderbarer Geometrie bietet einen reali­ stischeren Weg zum Lösen der vorangehend aufgezählten Probleme, aber nur mit dem Aufwand an zusätzlichen Kosten, Gewicht und komplizierter Gestaltung, der für das Verändern der Geometrie erforderlich ist. Bei diesem Lösungsweg wird der Luftstrom zu der Primärzone durch mechanisches Einstellen von Luftzumes­ sungsdüsen verändert. Daher werden das Brennstoff-Luftverhält­ nis und der Stabilitätsparameter an vorgegebenen Arbeitspunkten der Brennkammer derart geändert, daß die Betriebsbedingungen in dem stabilen Bereich links von der Kurve A bleiben.

Der letzte der vorgeschlagenen Lösungswege ist die Doppelring- Brennkammer, bei deren Gestaltung zur Lösung der vorangehend angesprochenen Probleme eine Luftströmungsabstufung angewandt wird. Eine Doppelring-Brennkammer ist beispielsweise in der Veröffentlichung US-A-3 934 409 beschrieben.

In dieser Brennkammer ist die Primärzone mit einem inneren Rin­ graum und einem äußeren Ringraum gebildet. Einer dieser Rin­ gräume ist (als Primärringzone) zur Aufnahme einer verhältnis­ mäßig schwachen Luftströmung ausgelegt und zeigt gute Stabili­ tätseigenschaften. Der ändere Ringraum nimmt (als Sekundärring­ zone) eine verhältnismäßig stärkere Luftströmung auf und es dürfen die Betriebszustände bei niedriger Leistung und bei der Höhennachzündung die Stabilitätsgrenzen überschreiten. Falls die Verbrennung in der Primärringzone aufrechterhalten wird und sich zur Sekundärringzone ausbreitet, wird die Verbrennung auf­ rechterhalten und die Brennkammer kann unter Höhenbedingungen nachgezündet werden.

Der Doppelringaufbau macht jedoch von Natur aus zusätzliche Lufteinlaßvorrichtungen und Brennstoffdüsen erforderlich, was ein schwereres und teureres Verbrennungssystem ergibt.

Bei allen diesen vorstehend beschriebenen Lösungswegen sowie auch bei den übrigen herkömmlichen Verbrennungssystemen ist ei­ ne auf dem Umfang gleichförmige Luftströmungsverteilung vorge­ sehen. In manchen Fällen kann die Luftströmungsverteilung auf gewisse Weise um Brennstoffdüsen oder Leitradversteifungen her­ um örtlich angepaßt werden, um eine gleichförmige Austrittstem­ peraturverteilung zu erzielen. Ein Beispiel für eine örtliche Anpassung der Luftströmung um die Brennstoffdüse herum ist in der Veröffentlichung US-A-4 696 157 beschrieben. Bei diesem Sy­ stem sowie auch bei den anderen vorangehend angesprochenen Sy­ stemen wiederholt sich die Luftströmungsverteilung um die Brennkammer herum, wobei diese Verteilung eine Funktion der Brennstoffdüsen bzw. eine Funktion der Leitradversteifungen ist, falls versucht Wird, die Einwirkung der Leitradversteifun­ gen zu kompensieren.

In allen diesen Fällen beabsichtigt der Konstrukteur, eine auf dem Umfang gleichförmige oder sich auf dem Umfang wiederholende Luftströmungsverteilung zu erreichen. Außerdem ist während des Betriebs mit hoher Leistung die Brennstoffströmungsverteilung von Düse zu Düse gleichförmig.

Eine weitere erwähnenswerte Lösung ist in der US-Patentschrift 4 720 970 beschrieben; diese Lösung ist der vorangehend genannten Lösung mit der veränderbaren Geometrie verwandt. Ge­ mäß der US-Patentschrift 4 720 970 ist die Brennkammerhau­ be der Brennkammer auf dem Umfang zu einem Sektor oder zu Sek­ toren unterteilt. Mit Luftstromsteuerventilen wird die Luft­ strömung in einem bestimmten Umfangssektor oder in bestimmten Umfangssektoren verändert, um in der Primärzone einen Bereich mit veränderbarem Brennstoff-Luftverhältnis zu bilden und die Verbrennung in diesem Bereich der Primärzone steuern zu können. Dieses System ist jedoch mit den gleichen Mängeln wie das vor­ angehend angeführte System mit der veränderbaren Geometrie be­ haftet.

Es wurde festgestellt, daß durch die Erfindung die vorstehend aufgezählten Mängel vermieden werden können, während die Stabi­ litätsgrenze und die Grenze hinsichtlich der Magergemisch- Löschung der Verbrennung erweitert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Gasturbine eine relativ einfach aufgebaute ringförmige Brennkammer zu schaffen, die den Betrieb bei erhöhten Temperaturanstiegswerten ermöglicht, während die Verbrennung stabil gehalten wird und Eigenschaften zum Nachzünden in großen Höhen erreicht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Brennkammer gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Bei der Erfindung weist die Brennkammer einen Umfangssektor auf, der zum Aufrechterhalten eines stabilen Arbeitsbereichs für alle Triebwerkbetriebsbedingungen eine andere Luftströ­ mungsverteilung hat. Gleichermaßen wird die Brennstoffzufuhr über den Umfang ungleichmäßig verteilt, um die Luftströmungs­ verteilung auszugleichen und ein gleichförmiges Austrittstempe­ raturmuster zu erhalten.

Weitere Eigenschaften der erfindungsgemäßen Brennkammer beste­ hen darin, daß die bestehende Brennkammer-Technologie und -Ausstattung genutzt werden können und die Komplexität, die Größe, das Gewicht und die Kosten des Verbrennungssystems auf ein Mindestmaß herabgesetzt sind.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine graphische Darstellung, die einen Verbren­ nungsvorgang, eine Stabilitätsgrenze und eine Rauch­ grenze in der Primärzone einer Brennkammer veran­ schaulicht, wobei das Brennstoff-Luftverhältnis gegen den Stabilitätsparameter aufgetragen ist.

Fig. 2 ist eine im Schnitt und schematisch dargestellte An­ sicht einer herkömmlichen Brennkammer, die erfin­ dungsgemäß gestaltet werden kann.

Fig. 3 zeigt schematisch die Anordnung von Luftöffnungen und die Luftströmungsverteilung über den Umfang der Brennkammerhaube der Brennkammer.

Fig. 4 ist eine der Fig. 1 entsprechende graphische Darstel­ lung, die die Arbeitskennlinien der erfindungsgemäßen Brennkammer veranschaulicht.

Fig. 5 ist eine graphische Darstellung der Brennstoffströme von Brennstoffdüsen in der in Umfangssektoren geteil­ ten Brennkammerhaube der Brennkammer, wobei der Brennstoffstrom Wf gegen einen Düsen-Druckabfall ΔP aufgetragen ist.

Zwar wird bei der hier beschriebenen ringförmigen Brennkammer eine herkömmliche ringförmige Brennraumumkleidung benutzt, die aus einem mit Kühlschlitzen versehenen Blech hergestellt ist, jedoch ist es ersichtlich, daß die besonderen Einzelheiten des Aufbaus der Brennkammer und der Umkleidung derselben die glei­ chen wie bei irgendwelchen anderen bekannten Konstruktionen sein können.

Die Fig. 2 zeigt eine allgemein mit 10 bezeichnete herkömmliche Brennkammer mit einem Außengehäuse 12 und einem Innengehäuse 14, die mit anderen (nicht gezeigten) Triebwerkgehäuseteilen verbunden sind. Zur Vereinfachung sind hier Einzelheiten des Gasturbinentriebwerks weggelassen, jedoch wird auf irgendeines der Triebwerkmodelle mit ringförmigen Brennkammern hingewiesen, wie beispielsweise auf die JT9D- und F100-Familie der von der Pratt & Whitney-Luftfahrtabteilung der United Technologies Cor­ poration hergestellten Triebwerke, auf die hier Bezug genommen wird.

Eine ringförmige Verbrennungszone 16 ist durch eine mit Kühl­ schlitzen versehene Außenumkleidung 18 und eine mit Kühlschlit­ zen versehene Innenumkleidung 20 begrenzt, die von dem benach­ barten Außengehäuse 12 bzw. Innengehäuse 14 der Brennkammer be­ abstandet sind und mit diesen ringförmige Durchlässe 22 und 24 begrenzen. Die kühle Luft aus dem (nicht gezeigten) Verdichter des Triebwerks wird über einen Vorverteiler 26 und einen Kegel­ verteiler 28 derart in die Durchlässe 22 und 24 eingelassen, daß ein Teil der Luft zur Schleierkühlung der Umkleidungen durch Öffnungen 30 der Umkleidungen strömt, während ein anderer Teil der Luft für die Verbrennung über Radialöffnungen 32 in die Brennkammer eingelassen wird und ein weiterer Teil (über Zusatzluftöffnungen 34) für das Kühlen der Verbrennungsgase eingelassen wird. Ein Teil der Luft wird durch Düsenluftöffnun­ gen 38 eingelassen, die in einer Brennkammerhaube 40 ausgebil­ det sind und die die Form von Verwirbelungsdüsen in Brennstoff­ düsen haben können. Die Größen aller dieser Öffnungen bestimmen die axiale und Umfangs-Verteilung der in die Brennkammer einge­ lassenen Luft sowie das Festlegen des Brennstoff-Luftverhält­ nisses in der an die Brennkammerhaube angrenzenden Primärzone.

Der Brennstoff wird der Brennkammer über geeignete Brennstoff­ düsen zugeführt, die allgemein mit 42 bezeichnet ist. In die Brennkammerhaube 40 ist in gleichen Umfangsabständen eine Viel­ zahl von Brennstoffdüsen 42 eingesetzt (von denen nur eine ge­ zeigt ist).

Mindestens ein vorgegebener Umfangssektor der Brennkammer in der Primärzone wird über den ganzen Betriebsbereich der Brenn­ kammer in einem stabilen Zustand betrieben. Zum Erreichen eines höheren Temperaturanstiegs erhält die Primärzone außerhalb des vorgegebenen Umfangssektors eine höhere Luftströmungsverteilung als im vorgegebenen Umfangssektor und es entsteht um den ganzen Umfang herum eine Ungleichförmigkeit der Luftströmung.

Gleichermaßen ist die Brennstoffzufuhr zur Verbrennungszone auf dem Umfang ungleichförmig, um dadurch die Luftströmungsvertei­ lung auszugleichen und gleichförmige Verbrennungs-Austritts­ muster zu bilden. Dies wird dadurch bewerkstelligt, daß die Dü­ senluftöffnungen in der Brennkammerhaube für die erwünschte Luftströmung bemessen werden. Gleichermaßen werden die Öffnun­ gen der Brennstoffdüsen derart gewählt, daß sich die geforderte Brennstoffverteilung ergibt. Aus dem Vorstehenden ist ersicht­ lich, daß durch Nutzung dieser Gestaltung die herkömmlichen ringförmigen Brennkammern auf einfache Weise abgewandelt werden können.

Die Strömungsverteilung ist am besten aus der Fig. 3 zu erse­ hen, die schematisch die Düsenluftöffnungen 38 auf dem Umfang der Brennkammer zeigt. Gemäß den vorstehenden Ausführungen ist in der Brennkammer ein vorgegebener Umfangssektor mit geringer Luftströmung vorgesehen, der mit S bezeichnet ist. Die graphi­ sche Darstellung in Fig. 3 zeigt die Verteilung der Luftströ­ mung um den Umfang der ringförmigen Brennkammer herum. Eine Kurve T stellt die Luftströmungsverteilung dar, und der abge­ senkte Abschnitt der Kurve T stellt die Luftströmung in den Um­ fangssektor S dar, der die Luft über denjenigen Teil der Düsen­ luftöffnungen 38 und denjenigen Teil der Radialöffnungen 32 er­ hält, welche zum Durchlassen einer Luftströmung bemessen sind, die in Bezug auf die Luftströmung durch die übrigen, nicht ver­ kleinert bemessenen Düsenluftöffnungen und Radialöffnungen ver­ ringert ist. Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, daß die Luftströmung in dem Umfangssektor S gegenüber der Luftströmung im restlichen Umfangsbereich der Brennkammer verringert ist. Die Brennstoffdüsen, die zentral zu den Düsenluftöffnungen aus­ gerichtet sind, werden gleichfalls derart gewählt, daß die für das erwünschte Brennstoff-Luftverhältnis erforderlichen Brenn­ stoffströme entstehen. Vorzugsweise wird benachbart zu jedem der Zünder der Brennkammer ein Umfangssektor mit verringerter Luftströmung angeordnet, um an der Stelle, an der die Zündung erfolgt, den stabilen Betriebszustand sicherzustellen.

Die Bedeutsamkeit des erfindungsgemäßen Bildens von Umfangssek­ toren ist am besten aus der Fig. 4 zu ersehen, die eine der Darstellung in Fig. 1 gleichartige graphische Darstellung ist. Eine Kurve X stellt die Arbeitskennlinie der Brennkammer in dem Umfangssektor mit der verringerten Luftströmung dar, während eine Kurve Y die Arbeitskennlinie in dem restlichen Umfangssek­ tor darstellt. Es ist ersichtlich, daß ein Zündpunkt X' im Um­ fangssektor mit der verringerten Luftströmung in den stabilen Arbeitsbereich fällt, während ein Zündpunkt Y' im Umfangssektor mit der stärkeren Luftströmung außerhalb des stabilisierten Be­ reichs liegt. Da der Zündpunkt bei dem Umfangssektor mit der verringerten Luftströmung in dem stabilen Bereich liegt, kann die Verbrennung aufrechterhalten werden und sich zu den Berei­ chen mit der stärkeren Luftströmung ausbreiten.

Zum Erreichen der vorangehend genannten Gleichförmigkeit wird die Brennstoffzufuhr derart verteilt, daß sie der Luftströmung in einem jeden der Umfangssektoren angepaßt bzw. angeglichen ist, um ein gleichförmiges Brennstoff-Luftverhältnis bzw. eine gleichförmige Temperaturanhebung zu erreichen. Hierdurch wird nicht nur die Triebwerkleistung verbessert, sondern auch die Lebensdauer der Turbine verlängert. Die verringerte Brennstoff­ zufuhr kann offensichtlich auf verschiedene Weise erzielt wer­ den, wie beispielsweise durch Verringern der Brennstoffströme in dem Umfangssektor mit der verringerten Luftströmung oder durch gesondertes Bemessen der Brennstoffströme zu den beiden Umfangssektoren unter Benutzung einer Brennstoffsteuervorrich­ tung. Bei dem vorzugsweise gewähltem Ausführungsbeispiel ist jedoch vorgesehen, unterschiedlich bemessene Brennstoffdüsen zu benutzen.

Der Brennstoffstrom-Verlauf ist in der Fig. 5 gezeigt, in der eine Kurve AA den Verlauf des Brennstoffstromes für den Um­ fangssektor mit der starken Luftströmung darstellt und eine Kurve BB den Brennstoffstrom in dem Umfangssektor mit der ver­ ringerten Luftströmung zeigt. Im Sinne der Erfindung ist es ferner vorgesehen, daß diese Brennstoffstrom-Verläufe mit der vorangehend beschriebenen Brennstoffabstufung insbesondere bei einem Betriebszustand kombiniert werden können, bei dem im Um­ fangssektor mit der verringerten Luftströmung der Brennstoff­ strom auf einem niedrigen Wert ist. In diesem Betriebsbereich (Leerlauf) ist es anzustreben, den Brennstoffstrom zu verstär­ ken.

Aus dem Vorstehenden ist es ersichtlich, daß die beschriebene Gestaltung die Nutzung von erhöhten Temperaturen zuläßt, wäh­ rend die im Zusammenhang mit der Doppelring-Gestaltung be­ schriebenen Kosten, Gewichtssteigerungen und Stabilitätsbegren­ zungen vermieden werden und nicht der bei den Gestaltungen mit der veränderbaren Geometrie auftretende Aufwand an höheren Ko­ sten, an höherem Gewicht und an größerer Komplexität anfällt.

Claims (3)

1. Ringförmige Brennkammer für ein Gasturbinentriebwerk,
mit einer langgestreckten, ringförmigen Außenumkleidung (18),
mit einer langgestreckten, ringförmigen Innenumkleidung (20),
mit einer Brennkammerhaube (40), die von der Außenumklei­ dung (18) und der Innenumkleidung (20) gehalten wird und zusam­ men mit diesen eine ringförmige Verbrennungszone (16) begrenzt,
mit einer Vorrichtung für die Brennstoffzufuhr zu der Ver­ brennungszone, wobei die Vorrichtung für die Brennstoffzufuhr eine Vielzahl von Brennstoffdüsen (42) aufweist, die in der Brennkammerhaube über den Umfang derselben verteilt mit Abstand voneinander angeordnet sind,
mit einer Vielzahl von in der Brennkammerhaube (90) ausge­ bildeten, über den Umfang der Brennkammerhaube (40) verteilt mit Abstand voneinander angeordneten Düsenluftöffnungen (38) zum Einleiten von Verbrennungsluft in die Verbrennungszone (16), und mit mindestens einer Reihe von in der Außenumkleidung (20) und der Innenumkleidung (18) ausgebildeten Radialöffnungen (32) zum radialen Einleiten von Verbrennungsluft in die Ver­ brennungszone (16), wobei die Radialöffnungen (32) über die Um­ fänge der Innenumkleidung und der Außenumkleidung verteilt mit Abstand voneinander im wesentlichen in einer gemeinsamen Querebene der Brennkammer angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die in einen vorgegebenen Umfangssektor (S) der Ver­ brennungszone (16) mündenden Düsenluftöffnungen (38) und Ra­ dialöffnungen (32) jeweils einen unveränderlichen Querschnitt aufweisen, der kleiner ist als der jeweilige Querschnitt der außerhalb des vorgegebenen Umfangssektors (S) einmündenden Dü­ senluftöffnungen (38) und Radialöffnungen (32),
und daß die Vorrichtung für die Brennstoffzufuhr im Lei­ stungsbetrieb die Brennstoffzufuhr zu dem vorgegebenen Um­ fangssektor (S) der Verbrennungszone (16) und zu der übrigen Verbrennungszone der jeweils eingeleiteten Verbrennungsluftmen­ ge derart anpaßt, daß in der gesamten Verbrennungszone (16) das gleiche Brennstoff-Luftverhältnis vorhanden ist.

2. Brennkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenluftöffnungen (38) als Verwirbelungsdüsen ausgebildet sind.

3. Brennkammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß im Leerlaufbetrieb die Brennstoffzufuhr zu dem vorge­ gebenen Umfangssektor (S) höher ist als es zur Erzielung des gleichen Brennstoff-Luftverhältnisses in der gesamten Verbren­ nungszone (16) notwendig ist.