DE4320429A1

DE4320429A1 - Process for igniting the combustion in a combustion chamber and device for carrying out the process

Info

Publication number: DE4320429A1
Application number: DE19934320429
Authority: DE
Inventors: Hans-Ulrich Guenther; Werner Lang; Michael Marder
Original assignee: ABB Management AG
Current assignee: ABB Schweiz Holding AG
Priority date: 1993-06-21
Filing date: 1993-06-21
Publication date: 1994-12-22

Abstract

In a process for igniting the combustion in a combustion chamber, especially in the combustion chamber of a gas turbine, which combustion chamber has a combustion space (34) surrounded by a hot-gas housing (27), by means of a gas flame, high ignition reliability along with simple use is achieved in that a combustible gas is mixed with air and the gas/air mixture is fed under pressure through a nozzle which is arranged within an ignition mouth (28) and at a distance outside the hot-gas housing (27), is connected to the combustion space (34) via the ignition mouth (28) and is formed preferably from the ignition mouth (28) and an ignition cone (22) arranged concentrically therein, the gas/air mixture being ignited in the region of the nozzle by means of an electrical spark discharge. <IMAGE>

Description

Technical field

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Verbrennungstechnik. Sie betrifft ein Verfahren zum Zünden der Verbrennung in einer Brennkammer, insbesondere in der Brennkammer einer Gasturbine, welche Brennkammer einen von einem Heißgasgehäuse umgebenen Brennraum aufweist, mittels einer Gasflamme. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vor richtung zur Durchführung des Verfahrens.The present invention relates to the field of Combustion technology. It relates to an ignition method combustion in a combustion chamber, especially in the Combustion chamber of a gas turbine, which combustion chamber is one of has a combustion chamber surrounded by a hot gas, by means of a gas flame. The invention further relates to a front direction to carry out the procedure.

State of the art

In der mit Brennkammern arbeitenden Verbrennungstechnik, ins besondere im Zusammenhang mit Gasturbinen, ist es allgemein bekannt, die Verbrennung durch eine Gasflamme (Zündfackel) oder durch elektrisch erzeugte Zündfunken zu zünden. Bishe rige Zündfackeln haben dabei allerdings den Nachteil, daß sie einerseits unnötig groß sind und andererseits durch ih ren Aufbau, insbesondere bei hoher Seitenanströmung im Brenn raum, löschgefährdet sind.In combustion technology working with combustion chambers, ins especially related to gas turbines, it is general known to be burned by a gas flame (ignition torch) or ignite by electrically generated ignition sparks. See you However, ignition torches have the disadvantage that they are unnecessarily large on the one hand and Ren structure, especially with high side flow in the burner space, are at risk of deletion.

Die bekannte elektrische Zündung hat üblicherweise eine ge ringe Zündfunkenfrequenz und ist daher in Anwendungen mit ei ner erforderlichen schnellen Zündfolge, wie sie z. B. bei dem Betrieb von Versuchsbrennkammern vorliegen, wenig geeignet.The known electrical ignition usually has a ge rings spark frequency and is therefore in applications with egg ner required rapid firing order, as z. B. at the Operation of test combustion chambers are not very suitable.

Presentation of the invention

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Zündverfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, welche eine sichere und häufige Zündung gewährleisten, viel seitig einsetzbar sind und gleichzeitig platzsparend reali siert werden können.It is therefore an object of the invention, an ignition method as well specify a device for carrying out the method, which ensure a safe and frequent ignition, a lot can be used on both sides and at the same time saves space can be settled.

Die Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß ein brennbares Gas mit Luft gemischt und das Gas/Luft-Gemisch mit Druck durch eine innerhalb eines Zündmundes und in einem Abstand außerhalb des Heißgasge häuses angeordnete und über den Zündmund mit dem Brennraum in Verbindung stehende Düse geschickt und durch einen elektri schen Funkenüberschlag im Bereich der Düse gezündet wird.The task is in a method of the aforementioned Kind solved in that a flammable gas mixed with air and the gas / air mixture under pressure by one inside Ignition mouth and at a distance outside the hot gas arranged and over the ignition mouth with the combustion chamber in Connected nozzle sent and by an electri arcing is ignited in the area of the nozzle.

Der Kern der Erfindung besteht darin, eine elektrisch zündba re Gasflamme zu erzeugen, die nicht direkt im Brennraum liegt, sondern weitgehend außerhalb des Brennraum in einem in den Brennraum mündenden Zündmund entsteht. Hierdurch er gibt sich einerseits eine hohe Zündverfügbarkeit und anderer seits eine große Unempfindlichkeit gegenüber Seitenanströ mungen im Brennraum.The essence of the invention is an electrically ignitable re gas flame that is not directly in the combustion chamber lies, but largely outside the combustion chamber in one ignition mouth opens into the combustion chamber. This way he gives high ignition availability on the one hand and others on the one hand, great insensitivity to side flows in the combustion chamber.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver fahrens zeichnet sich dadurch aus, daß der Zündmund hohlzy lindrisch ausgebildet ist, daß als Düse ein Ringspalt ver wendet wird, welcher zwischen dem Zündmund und einem inner halb des Zündmundes im wesentlichen konzentrisch und elek trisch isoliert angeordneten Zündkegel gebildet wird, und daß der elektrische Funkenüberschlag zwischen dem Zündkegel und dem Zündmund erfolgt. Durch diesen speziellen Aufbau der Düse läßt sich in besonders einfacher und sicherer Weise die Düse selbst als Zündung verwenden, wobei der Zündfunken ge zielt zwischen am geringsten beabstandeten Partien von Zünd kegel und Zündmund überspringt. A preferred embodiment of the Ver driving is characterized in that the Zündmund hohlzy is lindrisch that an annular gap ver as a nozzle is used, which is between the ignition mouth and an inner half of the ignition mouth essentially concentric and electrical tric isolated arranged cone is formed, and that the electrical sparkover between the ignition cone and the ignition mouth occurs. This special structure of the Nozzle can be in a particularly simple and safe way Use the nozzle itself as an ignition, with the ignition spark aims between least distant parts of Zünd skips cone and ignition mouth.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Ver fahren zeichnet sich aus durchThe inventive device for performing the Ver driving is characterized by

(a) an ignition mouth, which is outside the hot gas housing is arranged and opens into the combustion chamber;
(b) one within the ignition mouth at a distance from the combustion chamber arranged and in via the ignition mouth with the combustion chamber Connected nozzle;
(c) a nozzle-connected one from the furnace chamber led gas pipe; and
(d) means for generating an electrical spark in the Area of the nozzle.

Eine erstes bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Zündmund als Hohlzylinder ausgebildet ist, daß die Düse die Form ei nes Ringspaltes aufweist, daß die Düse durch einen Zündkegel gebildet wird, welcher im wesentlichen konzentrisch innerhalb des Zündmundes angeordnet ist, daß das Gasrohr elektrisch leitend mit dem Zündkegel verbunden ist, daß das Gasrohr elektrisch isoliert innerhalb eines aus der Brennkammer her ausgeführten Verbindungsrohres angeordnet ist, welches Ver bindungsrohr seinerseits mit dem Zündmund elektrisch leitend verbunden ist, und daß Zündkegel und Zündmund über die bei den Rohre von außen mit einer Hochspannung zur Erzeugung des elektrischen Zündfunkens beaufschlagt werden können. Hier durch läßt sich eine besonders einfache und robuste Zündvor richtung realisieren, weil für die elektrische Zündung keine speziellen Zündvorrichtungen vorgesehen und elektrischen Leitungen verlegt werden müssen.A first preferred embodiment of the invention Ignition device is characterized in that the ignition mouth is designed as a hollow cylinder that the nozzle ei the shape Nes annular gap that the nozzle through a firing cone is formed, which is essentially concentric within the ignition mouth is arranged that the gas pipe is electric that the gas pipe is conductively connected to the ignition cone electrically insulated from within the combustion chamber executed connecting tube is arranged, which Ver connecting tube in turn electrically conductive with the ignition mouth is connected, and that the ignition plug and ignition mouth over the at the pipes from the outside with a high voltage to generate the electrical spark can be applied. Here can be a particularly simple and robust Zündvor Realize direction because none for electrical ignition special ignition devices provided and electrical Lines must be laid.

Eine zweite bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daßA second preferred embodiment of the invention Ignition device is characterized in that

(a) the ignition device through an opening in the Combustion chamber surrounding pressure housing in the combustion chamber can be used, the ignition device via the ver connecting tube by means of a screwed connection in a flange can be screwed, which in turn on the pressure housing can be screwed on;
(b) the ignition mouth into one with a central through hole tion for receiving the gas pipe provided cylindrical Guide body is used, which guide body on inner end of the connecting tube is attached;
(c) the detonation mouth by a pre-sighted in the hot gas housing the ignition opening is connected to the combustion chamber; and
(d) one on the guide body in the axial direction led first compression spring pressurized spring sleeve is, which with its sleeve bottom around the ignition mouth closes and seals against an ignition opening ring shaped sealing seat presses.

Diese Ausführungsform hat den Vorteil einer leichten Ein- und Ausbaubarkeit, die auch bei thermisch bedingtem Verzug der Brennkammer-Gehäuse gewährleistet ist.This embodiment has the advantage of easy on and Removability, even with thermal delays Combustion chamber housing is guaranteed.

Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen An sprüchen.Further embodiments result from the dependent An sayings.

Brief explanation of the figures

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie len im Zusammenhang mit der einzigen Figur näher erläutert werden. Die Figur zeigt im Längsschnitt ein in der Praxis be währtes Ausführungsbeispiel einer leicht auswechselbaren Zündvorrichtung nach der Erfindung mit axialer, federbelaste ter Abdichtung am Heißgasgehäuse und Kühlluftgehäuse.In the following, the invention is intended to be based on exemplary embodiments len explained in connection with the single figure become. The figure shows in longitudinal section a be in practice proven embodiment of an easily replaceable Ignition device according to the invention with axial, spring-loaded The seal on the hot gas housing and cooling air housing.

Ways of Carrying Out the Invention

In der einzigen Figur ist im Längsschnitt ein bewährtes Aus führungsbeispiel für eine Zündvorrichtung 1 nach der Erfin dung dargestellt. Die Zündvorrichtung reicht auf einer Seite der Brennkammer von dem die Brennkammer umgebenden Außenraum durch ein außenliegendes Druckgehäuse 11, ein weiter innen liegendes Kühlluftgehäuse 25 und ein inneres Heißgasgehäuse 27 in den eigentlichen Brennraum 34, in welchem die Verbren nung stattfindet und die Zündung vorgenommen wird. Der zwi schen dem Druckgehäuse 11 und dem Kühlluftgehäuse 25 befind liche Zwischenraum, das sogenannte Plenum 33, ist üblicher weise mit verdichteter Luft beaufschlagt. Der zwischen den Kühlluftgehäuse 25 und dem Heißgasgehäuse 27 befindliche Raum wird als Kühlluftkanal 26 verwendet und führt und ver teilt die zur Kühlung des Heißgasgehäuses 27 benötigte Kühl luft.In the single figure, a proven exemplary embodiment of an ignition device 1 according to the invention is shown in longitudinal section. The ignition device extends on one side of the combustion chamber from the outer space surrounding the combustion chamber through an external pressure housing 11 , an internal cooling air housing 25 and an inner hot gas housing 27 into the actual combustion chamber 34 , in which the combustion takes place and the ignition is carried out. The inter mediate between the pressure housing 11 and the cooling air housing 25 , the so-called plenum 33 , is usually acted upon with compressed air. The space between the cooling air housing 25 and the hot gas housing 27 is used as the cooling air duct 26 and leads and ver shares the cooling air required for cooling the hot gas housing 27 .

Die Zündvorrichtung 1 umfaßt als wesentliche Teile ein außerhalb des Druckgehäuses 11 befindliches massives Endstück 2, ein von dem Endstück 2 durch eine Einschraub-Verschraubung 7 in das Plenum 33 führendes Verbindungsrohr 13, einen am un teren Ende in das Verbindungsrohr 13 eingeschraubten, zylin drischen Führungskörper 16 mit einer zentralen Durchgangsboh rung 16a, einen am unteren Ende in die Durchgangsbohrung 16a des Führungskörpers 16 eingeschraubten, hohlzylindrischen Zündmund 28 und ein konzentrisch vom Endstück 2 durch das Verbindungsrohr 13 und die Durchgangsbohrung 16a in den Zünd mund 28 geführtes Gasrohr 15. Das Verbindungsrohr 13 ist mit tels der Einschraub-Verschraubung 7 in einen Flansch 9 einge schraubt, der seinerseits durch Schrauben 8, 10 und mittels eines metallischen O-Rings 32 gasdicht am Druckgehäuse 11 be festigt ist. Zur Abdichtung zwischen den verschiedenen ver schraubten Teilen sind (metallische) Dichtungen 29, 30 und 31 vorgesehen.The ignition device 1 comprises as essential parts an outside of the pressure housing 11 massive end piece 2 , one of the end piece 2 by a screw 7 in the plenum 33 leading connecting pipe 13 , a screwed at the lower end into the connecting pipe 13 , cylin drical guide body 16 with a central through hole tion 16 a, a screwed at the lower end into the through hole 16 a of the guide body 16 , hollow cylindrical ignition mouth 28 and a concentrically from the end piece 2 through the connecting tube 13 and the through hole 16 a in the ignition mouth 28 guided gas pipe 15th The connecting tube 13 is screwed into the flange 9 by means of the screw-in screw connection 7 , which in turn is fastened gas-tight to the pressure housing 11 by screws 8 , 10 and by means of a metallic O-ring 32 . To seal between the different screwed parts ver (metallic) seals 29 , 30 and 31 are provided.

Das Gasrohr 15 endet am oberen Ende in einem Isolierkörper 3, der in das Endstück 2 eingesetzt ist und über eine zentrale Bohrung den Zugang zum Gasrohr 15 von außen ermöglicht. Die Verschraubung des Isolierkörpers 3 im Endstück 2 und der ex terne Gasanschluß sind in der Figur aus Platzgründen nicht dargestellt und können grundsätzlich beliebig gewählt werden. The gas pipe 15 ends at the upper end in an insulating body 3 , which is inserted into the end piece 2 and allows access to the gas pipe 15 from the outside via a central bore. The screwing of the insulating body 3 in the end piece 2 and the ex-internal gas connection are not shown in the figure for reasons of space and can in principle be chosen as desired.

Das Ende des Gasrohres 15 ist im Isolierkörper 3 gegen das Druckgehäuse 11 elektrisch isoliert (hochspannungsfest) gela gert. Das Gasrohr 15 ist auch von dem Verbindungsrohr 13 und dem Führungskörper 16 so weit beabstandet, daß bei den für die elektrische Zündung verwendeten Hochspannungen ein Über schlag zwischen diesen Teilen unmöglich ist. Zur zentrierten und isolierten Halterung des Gasrohres 13 dienen über die Rohrlänge verteilt angeordnete und radial ausgerichtete Kera mikstifte 6, 14 und 19.The end of the gas pipe 15 is in the insulating body 3 against the pressure housing 11 electrically insulated (high voltage resistant) gela. The gas pipe 15 is also spaced so far from the connecting pipe 13 and the guide body 16 that an overlap between these parts is impossible at the high voltages used for the electrical ignition. For centered and insulated mounting of the gas pipe 13 serve over the pipe length arranged and radially aligned ceramic pins 6 , 14 and 19 .

Das Gasrohr 15 endet etwa in der Mitte des Zündmundes 28 in einem Zündkegel 22, der das Ende des Gasrohres 15 ver schließt. Das Gas tritt deshalb oberhalb des Zündkegels durch spezielle Ausströmöffnungen 18 aus dem Gasrohr 15 in die Durchgangsbohrung 16a aus und vermischt sich dort mit Luft, welche durch eine nicht dargestellte Zuführung im End stück 2 und durch den zwischen Verbindungsrohr 13 bzw. Durch gangsbohrung 16a und Gasrohr 15 gebildeten Kanal nach unten geführt wird ("Premix"). Das Gas/Luft-Gemisch strömt dann in der Bohrung zum Zündkegel. Der Zündkegel 22 ist konzentrisch im Zündmund 28 angeordnet und mit seinem Maximaldurchmesser so gewählt, daß zwischen Zündkegel 22 und Zündmund 28 nur ein relativ schmaler Ringspalt verbleibt, der für das Gas/Luft-Gemisch als Düse wirkt. Die Breite des Ringspaltes ist dabei so bemessen, daß das durch ihn in Richtung Brenn raum 34 hindurchströmende, zur Zündung verwendete Gas/Luft- Gemisch unter den herrschenden Druckverhältnissen einerseits eine ausreichend hohe Geschwindigkeit erlangt, um einen Flam menrückschlag durch den Spalt hindurch zu verhindern, ande rerseits aber nicht so stark beschleunigt wird, daß die Bil dung einer stabilen Flamme verhindert wird. Gleichzeitig wird durch den geringen Abstand zwischen Zündkegel 22 und Zündmund 28 gezielt eine Schwachstelle in der elektrischen Isolation erzeugt, an welcher der Zündfunken definiert überspringen kann. The gas pipe 15 ends approximately in the middle of the ignition mouth 28 in an ignition cone 22 , which closes the end of the gas pipe 15 ver. The gas therefore exits above the ignition cone through special outflow openings 18 from the gas pipe 15 into the through bore 16 a and mixes there with air, which by a supply not shown in the end piece 2 and through the between the connecting tube 13 and through hole 16 a and gas pipe 15 formed channel is led down ("premix"). The gas / air mixture then flows in the bore to the ignition cone. The ignition cone 22 is arranged concentrically in the ignition mouth 28 and, with its maximum diameter, is chosen such that only a relatively narrow annular gap remains between the ignition cone 22 and the ignition mouth 28 , which acts as a nozzle for the gas / air mixture. The width of the annular gap is dimensioned such that the gas / air mixture flowing through it in the direction of the combustion chamber 34 and used for ignition under the prevailing pressure conditions attains a sufficiently high speed on the one hand to prevent a flashback through the gap, on the other hand, it is not accelerated to such an extent that the formation of a stable flame is prevented. At the same time, the small distance between the ignition plug 22 and the ignition mouth 28 specifically creates a weak point in the electrical insulation at which the ignition spark can jump in a defined manner.

Der Zündkegel 22 ist ungefähr auf der Höhe des Kühlluftgehäu ses 25 angeordnet. Der Zündmund 28 dagegen reicht durch den Kühlluftkanal 26 hindurch bis in eine in der Wandung des Heißgasgehäuses 27 vorgesehene Zündöffnung 35 und mündet dort in den Brennraum 34. Der Abstand des unteren Endes des Zündkegels 22 von der Öffnung des Zündmundes 28 ist dabei vorzugsweise kleiner als oder gleich dem Durchmesser des Zündmundes 28. Durch diese zurückgesetzte Anordnung des Zündkegels 22 bzw. der durch ihn gebildeten Ringdüse wird er reicht, daß sich die hinter dem Zündkegel 22 bildende Zünd flamme zumindest teilweise außerhalb des Brennraums 34 be findet und damit gegen starke Seitenanströmungen im Brennraum optimal geschützt ist.The ignition cone 22 is arranged approximately at the level of the cooling air housing 25 . The ignition mouth 28, on the other hand, extends through the cooling air channel 26 into an ignition opening 35 provided in the wall of the hot gas housing 27 and opens there into the combustion chamber 34 . The distance between the lower end of the ignition cone 22 and the opening of the ignition mouth 28 is preferably less than or equal to the diameter of the ignition mouth 28 . Through this reset arrangement of the firing cone 22 or the ring nozzle formed by it, it is sufficient that the ignition flame forming behind the firing cone 22 is at least partially outside the combustion chamber 34 and is thus optimally protected against strong side currents in the combustion chamber.

Die Durchführung der Zündvorrichtung 1 durch das Kühlluftge häuse 25 und das Heißgasgehäuse 27 würde ohne entsprechende Gegenmaßnahmen die erforderliche Trennung zwischen Plenum 33, Kühlluftkanal 26 und Brennraum 34 beeinträchtigen. Es ist deshalb eine spezielle Abdichtung vorgesehen, die nicht nur einen schnellen Ein- und Ausbau der Zündvorrichtung 1 ermög licht, sondern auch eine thermisch bedingte Verschiebung oder Verwerfung der Gehäuse toleriert. Die Abdichtung umfaßt eine Federhülse 20 und einen Federhut 21 die auf dem Führungskör per 16 in axialer Richtung verschiebbar geführt sind. Feder hülse 20 und Federhut 21 sind jeweils mittels einer Druckfe der 17a bzw. 17b in axialer Richtung vorgespannt. Die Druck federn 17a, b stützen sich an einem ringförmigen Ansatz am oberen Ende des Führungskörpers 16 ab.The implementation of the ignition device 1 by the Kühlluftge housing 25 and the hot gas housing 27 would impair the required separation between plenum 33 , cooling air duct 26 and combustion chamber 34 without appropriate countermeasures. Therefore, a special seal is provided, which not only enables a quick installation and removal of the ignition device 1 , but also tolerates a thermally induced displacement or warping of the housing. The seal comprises a spring sleeve 20 and a spring hat 21 which are guided on the guide body 16 in the axial direction. Spring sleeve 20 and feather hat 21 are each biased by means of a Druckfe the 17 a and 17 b in the axial direction. The compression springs 17 a, b are supported on an annular shoulder at the upper end of the guide body 16 .

Die direkt auf den Führungskörper 16 gleitende Federhülse 20 wird durch die erste Druckfeder 17a mit dem Hülsenboden dich tend gegen einen Dichtsitz 24 gedrückt, der in das Heißgas gehäuse 27 eingeschweißt ist und die Zündöffnung 35 ringför mig umgibt. Da die Federhülse zugleich eng am Zündmund 28 und Führungskörper 16 anliegt, sind Kühlluftkanal 26 und Brenn raum 34 gegeneinander praktisch abgedichtet. Der Führungskör per 16 ist über den Flansch 9 mit dem Druckgehäuse 11 fest verbunden. Damit ist die Federhülse 20 in seitlicher Richtung relativ zum Druckgehäuse fixiert. Bei einer thermisch beding ten Ausdehnung des Heißgasgehäuses 27 kann sich dann der Dichtsitz 24 mit der Gehäusewandung quer zur Federhülse 20 frei verschieben, ohne daß die Dichtfunktion beeinträchtigt wird.The directly on the guide body 16 spring sleeve 20 is pressed by the first compression spring 17 a with the sleeve bottom you tend against a sealing seat 24 which is welded into the hot gas housing 27 and surrounds the ignition opening 35 ringför mig. Since the spring sleeve at the same time fits tightly against the ignition mouth 28 and guide body 16 , the cooling air duct 26 and the combustion chamber 34 are practically sealed off from one another. The guide body by 16 is firmly connected to the pressure housing 11 via the flange 9 . The spring sleeve 20 is thus fixed in the lateral direction relative to the pressure housing. With a thermally conditional expansion of the hot gas housing 27 , the sealing seat 24 can then move freely with the housing wall transversely to the spring sleeve 20 without the sealing function being impaired.

Der Federhut 21 ist zur Abdichtung des Kühlluftkanals 26 ge genüber dem Plenum 33 vorgesehen. Er gleitet in axialer Rich tung über der Federhülse 20 und wird durch die zweite Druck feder 17b mit seiner Hutkrempe dichtend gegen die Wand des Kühlluftgehäuses 25 gedrückt. Er verschließt auf diese Weise die Öffnung im Kühlluftgehäuse, durch welche die Zündvor richtung 1 gesteckt ist, gegen das Plenum 33. Die Abdichtung ist dabei in gleicher Weise unempfindlich gegen Verschiebun gen und Verwerfungen der Gehäuse wie bei der oben beschriebe nen Federhülsen-Abdichtung. Im übrigen sind beide Dichtele mente 20 und 21 gegen ein Verdrehen dadurch gesichert, daß sie jeweils mit Langlöchern versehen sind, durch welche in den Führungskörper 16 eingesetzte Führungsstifte 23 hin durchragen.The feather hat 21 is provided for sealing the cooling air duct 26 ge compared to the plenum 33 . He slides in the axial direction Rich over the spring sleeve 20 and is pressed by the second pressure spring 17 b with his hat brim sealingly against the wall of the cooling air housing 25 . It closes the opening in the cooling air housing through which the Zündvor device 1 is inserted against the plenum 33rd The seal is in the same way insensitive to Verschiebun conditions and warpage of the housing as in the above-described spring sleeve seal. Incidentally, both Dichtele elements 20 and 21 are secured against rotation in that they are each provided with elongated holes through which guide pins 23 inserted into the guide body 16 protrude.

Für das Anlegen der Zündfunken-Hochspannung an Zündmund 28 und Zündkegel 22 ist eine in das Endstück 2 eingeschraubte Zündkerze 4 vorgesehen. Die Zündkerze 4 weicht von herkömmli chen Zündkerzen dahingehend ab, daß der im Zündfunkenbereich übliche Bügel fehlt, der vom Gewinde ausgehend in einem Ab stand über eine Innenelektrode 5 gebogen ist und die eigent liche Funkenstrecke definiert. Vielmehr wird im vorliegenden Fall die Innenelektrode 5 direkt auf die Wand des an der Zündkerze vorbeigeführten Gasrohres 15 gedrückt. Auf diese Weise wird eine an die Zündkerze 4 angelegte Zündspannung ei nerseits über Endstück 2, Verbindungsrohr 13 und Führungskör per 16, und andererseits über das Gasrohr 15 zum Zündmund 28 bzw. Zündkegel 22 geführt, so daß dort der Zündfunken über springen kann. Als Gas für die Zündfackel hat sich in der Praxis Propan und Azetylen bewährt. Die Zündfackel ist jedoch auch mit anderen geeigneten brennbaren Gasen betreibbar.A spark plug 4 screwed into the end piece 2 is provided for applying the high spark voltage to the ignition mouth 28 and the ignition cone 22 . The spark plug 4 differs from conventionally Chen spark plugs in that the usual bracket in the spark area is missing, which was based on the thread in a position from an internal electrode 5 and is bent and defines the actual spark gap. Rather, in the present case, the inner electrode 5 is pressed directly onto the wall of the gas pipe 15 which is guided past the spark plug. In this way, an ignition voltage applied to the spark plug 4 , on the one hand, via the end piece 2 , the connecting tube 13 and the guide member 16 , and on the other hand, via the gas pipe 15 to the ignition mouth 28 or ignition cone 22 , so that the ignition spark can jump over there. In practice, propane and acetylene have proven themselves as gas for the ignition torch. However, the ignition torch can also be operated with other suitable combustible gases.

Insgesamt ergibt sich mit der Erfindung ein Verfahren zur Zündung in einer Brennkammer sowie eine Zündvorrichtung, die flexibel einzusetzen, leicht zu handhaben sowie robust und störunanfällig sind.Overall, the invention results in a method for Ignition in a combustion chamber and an ignition device that flexible to use, easy to use and robust and are not susceptible to interference.

BezugszeichenlisteReference list

1 Zündvorrichtung
2 Endstück
3 Isolierkörper
4 Zündkerze
5 Innenelektrode (Zündkerze)
6, 14, 19 Keramikstift
7 Einschraub-Verschraubung
8,10 Schraube
9 Flansch
11 Druckgehäuse
12 Öffnung
13 Verbindungsrohr
15 Gasrohr
16 Führungskörper
16a Durchgangsbohrung (Führungskörper)
17a, b Druckfeder
18 Ausströmöffnung
20 Federhülse
21 Federhut
22 Zündkegel
23 Führungsstift
24 Dichtsitz
25 Kühlluftgehäuse
26 Kühlluftkanal
27 Heißgasgehäuse
28 Zündmund
29, 30, 31 Dichtung
32 O-Ring (Metall)
33 Plenum
34 Brennraum
35 Zündöffnung 1 Igniter
2nd Tail
3rd Insulating body
4th spark plug
5 Inner electrode (spark plug)
6,14,19th Ceramic pen
7 Screw-in fitting
8th, 10 screw
9 flange
11 Pressure housing
12th opening
13 Connecting pipe
15 Gas pipe
16 Guide body
16a through hole (guide body)
17tha, b compression spring
18th Outflow opening
20th Spring sleeve
21 Feather hat
22 Spark plug
23 Guide pin
24th Sealing seat
25th Cooling air housing
26 Cooling air duct
27 Hot gas housing
28 Detonator
29,30th,31 poetry
32 O-ring (metal)
33 plenum
34 Combustion chamber
35 Ignition opening

Claims

1. A method for igniting the combustion in a combustion chamber, in particular in the combustion chamber of a gas turbine, which combustion chamber has a combustion chamber ( 34 ) surrounded by a hot gas housing ( 27 ), by means of a gas flame, characterized in that a combustible gas is mixed with air and the gas / air mixture is passed under pressure through a nozzle arranged within an ignition mouth ( 28 ) and at a distance outside the hot gas housing ( 27 ) and communicating with the combustion chamber ( 34 ) via the ignition mouth ( 28 ) and through an electrical nozzle Arcing is ignited in the area of the nozzle.

2. The method according to claim 1, characterized in that the ignition mouth ( 28 ) is hollow cylindrical, that an annular gap is used as the nozzle, which between the ignition mouth ( 28 ) and one within the ignition mouth ( 28 ) in union union concentrically and electrically insulated arranged ignition cone ( 22 ) is formed, and that the electrical sparkover between the ignition cone ( 22 ) and the ignition mouth ( 28 ).

3. The method according to claim 2, characterized in that the gas is brought up via a gas pipe ( 15 ) arranged in an electrically insulated manner in a connecting pipe ( 13 ), that the air is brought between the gas pipe ( 15 ) and the connecting pipe ( 13 ) in that the connecting tube ( 13 ) with the ignition mouth ( 28 ) and the gas tube ( 15 ) with the ignition cone ( 22 ) is in electrically conductive connection, and that the two tubes ( 13 , 15 ) are used as electrical leads for the ignition voltage.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized ge indicates that the gas used is acetylene or propane becomes.

5. Apparatus for performing the method according to claim 1, characterized by

(A) an ignition mouth ( 28 ), which is arranged outside of the Heißgasge housing ( 27 ) and mün det in the combustion chamber ( 34 );
(b) a space (34) and arranged standing above Zündmund (28) with the combustion chamber (34) in connection nozzle within the Zündmundes (28) at a distance from the combustion;
(c) a communicating with the nozzle, led out of the combustion chamber gas pipe ( 15 ); and
(d) Means for generating an electrical spark in the area of the nozzle.

6. The device according to claim 5, characterized in that the ignition mouth ( 28 ) is designed as a hollow cylinder, that the nozzle has the shape of an annular gap, and that the nozzle is formed by a firing cone ( 22 ) which is concentrically union in the wesent union Zündmundes ( 28 ) is arranged.

7. The device according to claim 6, characterized in that the distance of the lower end of the ignition cone ( 22 ) from the opening of the ignition mouth ( 28 ) is less than or equal to the diameter of the ignition mouth ( 28 ).

8. Device according to one of claims 6 and 7, characterized in that the gas pipe ( 15 ) is electrically conductively connected to the ignition cone ( 22 ), that the gas pipe ( 15 ) is electrically isolated within a connecting tube guided out of the combustion chamber ( 13 ) is arranged, which connecting tube ( 13 ) is in turn electrically conductively connected to the ignition mouth ( 28 ), and that the ignition plug ( 22 ) and ignition mouth ( 28 ) via the two tubes ( 13 , 15 ) from the outside with a high voltage for generation of the electrical ignition spark can be applied.

9. The device according to claim 8, characterized in that the gas pipe ( 15 ) at the ignition cone ( 22 ) ends and by the ignition cone ( 22 ) is closed at the end, and for outlet of the gas in the flow direction before the ignition cone ( 22 ) Ausströmöff openings ( 18 ) are provided in the gas pipe ( 15 ) through which the gas can escape and mix with the outside air, and the gas / air mixture can flow into the annular gap.

10. Device according to one of claims 8 and 9, characterized in that

(a) the ignition device ( 1 ) can be inserted into the combustion chamber through an opening ( 12 ) in a pressure housing ( 11 ) surrounding the combustion chamber, the ignition device ( 1 ) via the connecting pipe ( 13 ) by means of a screw-in screw connection ( 7 ) a flange ( 9 ) can be screwed in, which in turn can be screwed onto the pressure housing ( 11 );
(B) the ignition mouth ( 28 ) in a central through bore ( 16 a) for receiving the gas pipe ( 15 ) verse hen, cylindrical guide body ( 16 ) is inserted, which guide body ( 16 ) at the inner end of the connec tion tube ( 13 ) is attached;
(c) the ignition mouth ( 28 ) is connected to the combustion chamber ( 34 ) through an ignition opening ( 35 ) provided in the hot gas housing ( 27 ); and
(D) on the guide body ( 16 ) in the axial direction with a first compression spring ( 17 a) pressurized spring sleeve ( 20 ) is guided, which surrounds the ignition mouth ( 28 ) with its sleeve bottom and seals against one of the ignition opening ( 35 ) annular surrounding sealing seat ( 24 ) presses.

11. The device according to claim 10, characterized in that on the spring sleeve ( 20 ) in the axial direction with a egg ner second compression spring ( 17 b) pressurized feather hat ( 21 ) is guided, which with its hat brim sealing on the hot gas housing ( 27 ) presses at a distance surrounding cooling air housing ( 25 ) through which the ignition mouth ( 28 ) is guided.

12. The apparatus according to claim 10, characterized in that the gas tube ( 15 ) within the connecting tube ( 13 ) and the central through bore ( 16 a) of the guide body ( 16 ) by means of a plurality of radially arranged ceramic pins ( 6 , 14 , 19 ) centered and electrically insulated.

13. The apparatus according to claim 8, characterized in that for the application of a high voltage to the two tubes ( 13 , 15 ) a spark plug ( 4 ) is provided without a bracket, which in an at the outer end of the connecting tube ( 13 ) attached end piece ( 2nd ) is screwed in and presses with an inner electrode ( 5 ) onto the gas pipe ( 15 ), which is electrically insulated through the end piece ( 2 ).