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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine Brennkammer und insbesondere auf eine Brennkammer
für ein
Gasturbinentriebwerk.
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Um die Emissionsvorschriften zu erfüllen, ist bei
industriellen Gasturbinenanlagen mit geringer Emission eine stufenweise
Verbrennung erforderlich, um die Menge der erzeugten Stickoxide
(NOx) zu vermindern. Gegenwärtig
betragen die Emissionsvorschriften weniger als 25 Volumenteile pro
Millionen NOx für
industrielle Gasturbinenabgase. Die grundsätzliche Möglichkeit, die Emissionen von Stickoxiden
zu vermindern, besteht darin, die Verbrennungs-Reaktionstemperatur
zu vermindern, und dies erfordert eine Vorvermischung von Brennstoff und
großen
Anteilen von Verbrennungsluft, vorzugsweise der gesamten Verbrennungsluft,
bevor die Verbrennung stattfindet. Die Stickoxide (NOx) werden gewöhnlich durch
ein Verfahren vermindert, das zwei Stufen der Brennstoffeinspritzung
aufweist. Unser britisches Patent GB 1489339 beschreibt zwei Stufen der
Brennstoffeinspritzung. Unsere internationale Patentanmeldung Nr.
WO 92/07221 beschreibt zwei und drei Stufen der Brennstoffeinspritzung.
Bei einer gestuften Verbrennung suchen sämtliche Verbrennungsstufen
ein mageres Gemisch zu benutzen, und demgemäß wird eine niedrige Verbrennungstemperatur
erforderlich, um NOx zu vermindern. Der Ausdruck „magere
Verbrennung" bedeutet
eine Verbrennung von Brennstoff in Luft, bei der das Brennstoff/Luft-Verhältnis niedrig
ist, d. h. kleiner als der stoichiometrische Wert. Um die erforderlichen
geringen Emissionen von NOx und CO zu erreichen, ist es wichtig,
Brennstoff und Luft gleichmäßig zu vermischen.
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Die industrielle Gasturbinenanlage,
wie sie in unserer internationalen Patentanmeldung WO 92/07221 beschrieben
ist, benutzt mehrere rohrförmige
Brennkammern, deren Achse allgemein in Radialrichtung ausgerichtet
sind. Die Einlässe
der rohrförmigen
Brennkammern befinden sich an ihren radial äußeren Enden und Übergangskanäle verbinden die
Auslässe
der rohrförmigen
Brennkammern mit einer Reihe von Düsenleitschaufeln, um die heißen Gase
axial in den Turbinenteil der Gasturbinenanlage einzuleiten. Jede
der rohrförmigen
Brennkammern besitzt zwei koaxiale radiale Strömungsverwirbler, die eine Mischung
von Brennstoff und Luft in eine Primär-Verbrennungszone einleiten.
Ein ringförmiger Sekundär-Brennstoff-Luft-Mischkanal
umgibt die Primär-Verbrennungszone
und liefert eine Mischung von Brennstoff und Luft in eine Sekundär-Verbrennungszone.
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Die US-A-4928481 beschreibt die Brennkammer
eines Gasturbinentriebwerks, die eine dreistufige Brennstoffeinspritzung
aufweist. Sämtliche Stufen
der Verbrennung suchen mit magerer Verbrennung zu arbeiten und demgemäß mit geringen Verbrennungstemperaturen,
die erforderlich sind, um NOx zu vermindern. Mehrere Brennstoff-Luft-Mischkanäle sind
vorgesehen, um eine Mischung von Brennstoff und Luft in die Sekundär-Verbrennungszone
einzuleiten. Die Brennstoff-Luft-Mischkanäle sind
so angeordnet, dass sie das Brennstoff-Luft-Gemisch in die Sekundär-Verbrennungszone
als Strahlen einleiten, die frontal auftreffen. Die Brennstoff-Luft-Mischkanäle sind
mit Brennstoffinjektoren und mehreren Luftinjektoren versehen, die
in Strömungsrichtung
durch die Brennstoff-Luft-Mischkanäle im Abstand
angeordnet sind.
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Die US-A-5235814 beschreibt eine
Brennkammer eines Gasturbinentriebwerks, die mit magerer Verbrennung
arbeitet und demgemäß eine niedrige
Verbrennungstemperatur besitzt, die zur Verminderung von NOx erforderlich
ist. Mehrere Brennstoff-Luft-Mischkanäle sind vorgesehen, um eine
Mischung von Brennstoff und Luft in die Brennkammer einzuleiten.
Die Brennstoff-Luft-Mischkanäle sind
mit Brennstoffinjektoren und einer Mehrzahl von Luftinjektoren versehen,
die in Strömungsrichtung über die Brennstoff-Luft-Mischkanäle im Abstand
zueinander angeordnet sind.
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Die FR-2188795A beschreibt einen
Gasbrenner, bei dem ein Brennstoff-Luft-Mischkanal ein Gemisch von Brennstoff
und Luft einer Flamme zuführt.
Der Brennstoff-Luft-Mischkanal ist mit einem Brennstoffinjektor
und mehreren Luftinjektoren versehen, die in Strömungsrichtung über den
Brennstoff-Luft-Mischkanal
im Abstand zueinander angeordnet sind.
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Ein Problem, das Gasturbinentriebwerken zugeordnet
ist, besteht darin, dass Druckfluktuationen in der Luft oder dem
Gas vorhanden sind, die das Gasturbinentriebwerk durchströmen. Druckfluktuationen
in der Luftströmung
oder der Gasströmung durch
das Gasturbinentriebwerk können
zu einer schwerwiegenden Beschädigung
oder einem Ausfall von Komponenten führen, wenn die Frequenz der Druckfluktuationen
mit der Eigenfrequenz eines Vibrationsmodus von einer oder mehreren
der Komponenten zusammenfällt.
Diese Druckfluktuationen können
durch den Verbrennungsprozess verstärkt werden, und unter ungünstigen
Umständen
kann eine Resonanzfrequenz mit einer genügend hohen Amplitude erzeugt
werden, die eine schwerwiegende Beschädigung der Brennkammer und
des Gasturbinentriebwerks bewirkt.
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Es hat sich gezeigt, dass Gasturbinentriebwerke,
die eine magere Verbrennung benutzen, insbesondere für dieses
Problem anfällig
sind. Weiter hat es sich gezeigt, dass, weil Gasturbinentriebwerke,
die mit magerer Verbrennung arbeiten, Emissionen auf geringere Werte
reduzieren, indem eine gleichförmigere
Vermischung von Brennstoff und Luft stattfindet, die Amplitude der
Resonanzfrequenz größer wird.
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Es wird angenommen, dass die Druckfluktuationen
in dem Gasturbinentriebwerk im Brennstoff-Luft-Gemisch am Ausgang
der Brennstoff-Luft-Mischkanäle
Fluktuationen erzeugen.
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Demgemäß liegt der vorliegenden Erfindung die
Aufgabe zugrunde, eine Brennkammer zu schaffen, die die oben erwähnten Probleme
löst oder
wenigstens verringert.
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Die Erfindung geht aus von einem
Verfahren zur Konstruktion eines Brennstoff-Luft-Mischkanals für eine Brennkammer, wobei der
Brennstoff-Luft-Mischkanal Brennstoffinjektormittel zur Zuführung von
Brennstoff in den Brennstoff-Luft-Mischkanal und Luftinjektormittel aufweist,
um Luft in den Brennstoff-Luft-Mischkanal
einzuleiten und wobei die Luftinjektormittel mehrere Luftinjektoren
aufweisen, die in Strömungsrichtung
durch den Brennstoff-Luft-Mischkanal distanziert sind, wobei die
Luftinjektoren so angeordnet sind, dass sie progressiv Luft in den
Brennstoff-Luft-Mischkanal über
die Länge
des Brennstoff-Luft-Mischkanals
einleiten, um die Fluktuationen im Brennstoff-Luft-Verhältnis auszugliedern,
wobei das Volumen des Brennstoff-Luft-Mischkanals so gewählt wird,
dass die Durchschnitts-Durchlaufzeit von den Brennstoffinjektormitteln
nach dem stromabwärtigen
Ende des Brennstoff-Luft-Mischkanals größer ist als die Zeitdauer der
Fluktuationen und wobei das Volumen des Brennstoff-Luft-Mischkanals derart
ausgebildet wird, dass die Länge
des Brennstoff-Luft-Mischkanals, multipliziert
mit der Frequenz der Fluktuationen und geteilt durch die Geschwindigkeit
des Brennstoffs und der Luft, die das stromabwärtige Ende des Brennstoff-Luft-Mischkanals
verlassen, wenigstens zwei sind.
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Vorzugsweise weist die Brennkammer
wenigstens eine Verbrennungszone auf, die durch wenigstens eine
Umfangswand definiert ist, wobei der Brennstoff-Luft-Mischkanal eine Brennstoff-Luft-Mischung
nach der wenigstens einen Verbrennungszone fördert.
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Vorzugsweise weist der Brennstoff-Luft-Mischkanal
wenigstens eine Wand auf, und die Luftinjektoren bestehen aus mehreren
Löchern, die
sich durch die Wand erstrecken.
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Vorzugsweise weist die Brennkammer
eine Primär-Verbrennungszone
und eine Sekundär-Verbrennungszone
stromab der Primär-Verbrennungszone
auf.
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Vorzugsweise weist die Brennkammer
eine Primär-Verbrennungszone,
eine Sekundär-Verbrennungszone
stromab der Primär-Verbrennungszone und
eine Tertiär-Verbrennungszone
stromab der Sekundär-Verbrennungszone
auf.
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Der Brennstoff-Luft-Mischkanal kann
den Brennstoff und die Luft in die Primär-Verbrennungszone einführen. Der
Brennstoff-Luft-Mischkanal kann den Brennstoff und die Luft in die
Sekundär-Verbrennungszone
einführen.
Der Brennstoff-Luft-Mischkanal
kann Brennstoff und Luft in die Tertiär-Verbrennungszone einführen.
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Der Brennstoff-Luft-Mischkanal kann
aus einem einzigen ringförmigen
Brennstoff-Luft-Mischkanal
bestehen, wobei die Luftinjektormittel axial im Abstand angeordnet
sind. Der ringförmige
Brennstoff-Luft-Mischkanal kann eine innere Ringwand und eine äußere Ringwand
aufweisen, wobei die Luftinjektormittel in wenigstens einer von
Innenwand oder Außenwand
vorgesehen sind. Die Luftinjektormittel können in der inneren Ringwand
und der äußeren Ringwand
vorgesehen sein.
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Vorzugsweise besteht der Brennstoff-Luft-Mischkanal
aus einem radialen Brennstoff-Luft-Mischkanal und die Luftinjektormittel
sind radial in diesem im Abstand angeordnet. Vorzugsweise umfasst
der radiale Brennstoff-Luft-Mischkanal eine erste radiale Wand und
eine zweite radiale Wand, und die Luftinjektormittel sind in wenigstens der
ersten oder der zweiten radialen Wand vorgesehen. Vorzugsweise sind
die Luftinjektormittel in der ersten und der zweiten Radialwand
angeordnet.
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Alternativ besteht der Brennstoff-Luft-Mischkanal
aus einem rohrförmigen
Brennstoff-Luft-Mischkanal, und die Luftinjektormittel sind axial
herum angeordnet.
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Vorzugsweise sind die Brennstoffinjektormittel
am stromaufwärtigen
Ende des Brennstoff-Luft-Mischkanals angeordnet, und die Luftinjektormittel
sind stromab der Brennstoffinjektormittel vorgesehen.
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Stattdessen sind die Brennstoffinjektormittel zwischen
dem stromaufwärtigen
Ende und dem stromabwärtigen
Ende des wenigstens einen Brennstoff-Luft-Mischkanals angeordnet,
wobei einige der Luftinjektormittel stromauf der Brennstoffinjektormittel
liegen und einige der Luftinjektormittel stromab der Brennstoffinjektormittel
angeordnet sind.
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Vorzugsweise ist jedes Luftinjektormittel
am stromabwärtigen
Ende des Brennstoff-Luft-Mischkanals
so ausgebildet, dass mehr Luft in den Brennstoff-Luft-Mischkanal
gelangt als jedes Luftinjektormittel am stromaufwärtigen Ende
des Brennstoff-Luft-Mischkanals
liefert.
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Vorzugsweise ist ist jedes Luftinjektormittel an
einer ersten Stelle in Strömungsrichtung
durch den Brennstoff-Luft-Mischkanal so angeordnet, dass mehr Luft
in den Brennstoff-Luft-Mischkanal gelangt als jedes Luftinjektormittel
stromauf der ersten Stelle im Brennstoff-Luft-Mischkanal liefert.
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Vorzugsweise ist jedes Luftinjektormittel
an der ersten Stelle im Brennstoff-Luft-Mischkanal so angeordnet, dass es weniger
Luft in den Brennstoff-Luft-Mischkanal liefert als jedes Luftinjektormittel
stromab der ersten Stelle im Brennstoff-Luft-Mischkanal.
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Vorzugsweise sind mehrere Luftinjektoren
im Abstand in Strömungsrichtung
durch den wenigstens einen Brennstoff-Luft-Mischkanal über eine
Länge im Abstand
angeordnet, die halb so groß ist
wie die Wellenlänge
der Fluktuationen in der Luft, die dem wenigstens einen Brennstoff-Luft-Mischkanal
zugeführt wird.
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Vorzugsweise weist wenigstens ein
Brennstoff-Luft-Mischkanal einen Wirbelerzeuger auf. Vorzugsweise
besteht der Wirbelerzeuger aus einer radialen Strömungsschaufel.
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Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
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1 ist
eine Ansicht eines Gasturbinentriebwerks mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Brennkammer;
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2 ist
in größerem Maßstab gezeichnet ein
Längsschnitt
durch die Brennkammer gemäß 1;
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3 ist
in größerem Maßstab gezeichnet eine
Schnittansicht eines Teils des Primär-Brennstoff-Luft-Mischkanals
gemäß 2;
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4 ist
in größerem Maßstab gezeichnet eine
Schnittansicht eines Teils des Sekundär-Brennstoff-Luft-Mischkanals
gemäß 2;
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5 ist
eine Schnittansicht einer abgewandelten Ausführungsform eines Brennstoff-Luft-Mischkanals;
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6 ist
eine Schnittansicht in Richtung der Pfeile W-W gemäß 5 betrachtet;
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7 ist
eine Schnittansicht in Richtung der Pfeile X-X gemäß 5 betrachtet;
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8 ist
eine Schnittansicht eines abgewandelten Brennstoff-Luft-Mischkanals;
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9 ist
eine Schnittansicht in Richtung der Pfeile Y-Y gemäß 8 betrachtet;
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10 ist
eine Schnittansicht in Richtung der Pfeile Z-Z gemäß 8 betrachtet;
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11 ist
eine graphische Darstellung, die die Brennstoff-Luft-Verhältnis-Fluktuationen in
Abhängigkeit
von dem radialen Abstand im radialen Brennstoff- Luft-Mischkanal gemäß der vorliegenden Erfindung
mit einem radialen Brennstoff-Luft-Mischkanal
gemäß der Stande
der Technik vergleicht;
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12 ist
eine graphische Darstellung des Brennstoff-Luft-Verhältnisses
eines erfindungsgemäßen Brennstoff-Luft-Mischkanals,
dividiert durch das Brennstoff-Luft-Verhältnis eines dem Stande der Technik
zugehörigen
Brennstoff-Luft-Mischkanals
in Abhängigkeit
von der Frequenz der Fluktuationen, multipliziert mit der Länge des
Brennstoff-Luft-Mischkanals, dividiert durch die Geschwindigkeit
des Brennstoff-Luft-Gemischs, das den Brennstoff-Luft-Mischkanal
verlässt;
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13 ist
eine Schnittansicht eines abgewandelten Brennstoff-Luft-Mischkanals;
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14 ist
eine Schnittansicht einer weiteren Abwandlung eines Brennstoff-Luft-Mischkanals;
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15 ist
eine graphische Darstellung des Brennstoff-Luft-Verhältnisses
des erfindungsgemäßen Brennstoff-Luft-Mischkanals
in Abhängigkeit
von der Frequenz der Fluktuationen, multipliziert mit der Länge des
Brennstoff-Luft-Mischkanals
und dividiert durch die Geschwindigkeit des Brennstoff-Luft-Gemischs,
das den Brennstoff-Luft-Mischkanal verlässt.
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Das industrielle Gasturbinentriebwerk 10 gemäß 1 weist in axialer Strömungsrichtung
hintereinander einen Einlass 12, einen Kompressorteil 14, einen
Brennkammeraufbau 16, einen Turbinenteil 18, einen
Nutzleistungsturbinenteil 20 und einen Auslass 22 auf.
Der Turbinenteil 20 treibt den Kompressorteil 14 über eine
oder mehrere nicht dargestellte Wellen. Die Nutzleistungsturbine 20 treibt
einen elektrischen Generator 26 über eine Welle 24 an.
Die Nutzleistungsturbine 20 kann jedoch auch als Antrieb
für andere
Zwecke dienen. Die Arbeitsweise des Gasturbinentriebwerks 10 erfolgt
in der üblichen
Weise und wird daher nicht im Einzelnen weiter beschrieben.
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Der Brennkammeraufbau 16 geht
deutlicher aus den 2, 3 und 4 hervor. Der Brennkammeraufbau 16 besteht
aus mehreren, beispielsweise neun, im gleichen Umfangsabstand angeordneten rohrförmigen Brennkammern 28.
Die Achsen der rohrförmigen
Brennkammern 28 sind so angeordnet, dass sie sich allgemein
in Radialrichtung erstrecken. Die Einlässe der rohrförmigen Brennkammern 28 befinden
sich an ihren radial äußersten
Enden und ihre Auslässe
liegen an ihren radial innersten Enden.
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Jede der rohrförmigen Brennkammern 28 weist
eine stromaufwärtige
Wand 30 auf, die an das stromaufwärtige Ende einer Ringwand 32 angeschlossen
ist. Ein erster stromaufwärtiger
Teil 34 der Ringwand 32 definiert eine Primär-Verbrennungszone 36,
ein zweiter Zwischenteil 38 der Ringwand 32 definiert
eine Sekundär-Verbrennungszone 40 und ein
dritter stromabwärtiger
Teil 42 der Ringwand 32 definiert eine Tertiär-Verbrennungszone 44.
Der zweite Teil 38 der Ringwand 32 hat einen größeren Durchmesser
als der erste Teil 34 der Ringwand 32 und in gleicher
Weise hat der dritte Teil 42 der Ringwand 32 einen
größeren Durchmesser
als der zweite Teil 38 der Ringwand 32.
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Es sind mehrere im gleichen Umfangsabstand
angeordnete Übergangskanäle 46 vorgesehen.
Jeder der Übergangskanäle 46 weist
einen Kreisquerschnitt am stromaufwärtigen Ende 48 auf. Das
stromaufwärtige
Ende 48 eines jeden Übergangskanals 46 liegt
koaxial zum stromabwärtigen Ende
der entsprechenden rohrförmigen
Brennkammer 28 und jeder der Übergangskanäle 46 ist mit einem
Winkelabschnitt der Düsenleitschaufeln
verbunden und abgedichtet.
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Die stromaufwärtige Wand 30 einer
jeden rohrförmigen
Brennkammer 28 besitzt eine Öffnung 50, um Luft
und Brennstoff in die Primär-Verbrennungszone 36 gelangen
zu lassen. Eine radiale Strömungs-Verwirbelungseinrichtung 52 liegt
koaxial zur Öffnung 50 in
der stromaufwärtigen
Wand 30.
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Mehrere Brennstoffinjektoren 56 sind
in einem Primär-Brennstoff-Luft-Mischkanal 54 angeordnet,
der stromauf der radialen Strömungs-Verwirbelungseinrichtung 52 ausgebildet
ist. Die Wände 58 und 60 des
Primär-Brennstoff-Luft-Mischkanals 54 sind
mit mehreren radialen und in Umfangsrichtung im Abstand zueinander
angeordneten Öffnungen 62 und 64 versehen,
die einen Primär-Lufteinlass
bilden, um Luft in den Primär-Brennstoff-Luft-Mischkanal 54 einzuführen. Die
radial beabstandeten Öffnungen 62 und 64 sind
demgemäß in Längsrichtung
in Richtung der Strömung
des Primär-Brennstoff-Luft-Mischkanals 54 über einen
Abstand D distanziert. Die Öffnungen 62 können kreisförmig oder
als Schlitze ausgebildet sein.
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Ein zentraler Hilfszünder 66 liegt
koaxial zur Öffnung 50.
Der Hilfszünder 66 definiert
einen stromabwärtigen
Abschnitt des Primär-Brennstoff-Luft-Mischkanals 54 für die Strömung des Brennstoff-Luft-Gemischs
von der radialen Strömungs-Verwirbelungseinrichtung 52 in
die Primär-Verbrennungszone 36.
Der Hilfszünder 66 wendet
die Brennstoff-Luft-Strömung
von der radialen Strömungs-Verwirbelungseinrichtung 52 von
einer Radialrichtung in eine Axialrichtung um. Der Primär-Brennstoff
wird mit der Primär-Luft
in dem Primär-Brennstoff-Luft-Mischkanal 54 vermischt.
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Die Brennstoffinjektoren 56 werden
mit Brennstoff aus einer Primär-Brennstoffleitung 68 gespeist.
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Ein ringförmiger Sekundär-Brennstoff-Luft-Mischkanal 70 ist
für jede
rohrförmige Brennkammer 28 vorgesehen.
Jeder Sekundär-Brennstoff-Luft-Mischkanal 70 ist
umfangsmäßig um die
Primär-Verbrennungszone 36 der
entsprechenden rohrförmigen
Brennkammer 28 angeordnet. Jeder Sekundär-Brennstoff-Luft-Mischkanal 70 wird zwischen
einer zweiten Ringwand 72 und einer dritten Ringwand 74 definiert.
Die zweite Ringwand 72 definiert das innere Ende des Sekundär-Brennstoff-Luft-Mischkanals 70 und
die dritte Ringwand 74 definiert das äußere Ende des Sekundär-Brennstoff-Luft-Mischkanals 70.
Die zweite Ringwand 72 des Sekundär-Brennstoff-Luft-Mischkanals 70 besitzt mehrere
in Achsrichtung und in Umfangsrichtung beabstandete Öffnungen 76,
die einen Sekundär-Lufteinlass nach
dem Sekundär-Brennstoff-Luft-Mischkanal 70 bilden.
Die Öffnungen 76 sind
axial in Längsrichtung
der Strömung
des Sekundär-Brennstoff-Luft-Mischkanals 70 distanziert.
Die Öffnungen 76 können kreisförmig oder
als Schlitze ausgebildet sein.
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Am stromabwärtigen Ende des Sekundär-Brennstoff-Luft-Mischkanals 70 sind
die zweite und dritte Ringwand 72 an einem kegelstumpfförmigen Wandteil 78 befestigt,
der die Wandteile 34 und 38 verbindet. Der kegelstumpfförmige Wandteil 78 ist mit
mehreren Öffnungen 80 versehen.
Die Öffnungen 80 sind
so angeordnet, dass sie das Brennstoff-Luft-Gemisch in die Sekundär-Verbrennungszone 40 in
Richtung stromab nach der Achse der rohrförmigen Brennkammer 28 richten.
Die Öffnungen 80 können kreisförmig oder
als Schlitze ausgebildet sein und sie haben einen gleichen Strömungsquerschnitt.
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Der Sekundär-Brennstoff-Luft-Mischkanal 70 vermindert
sich im Querschnittsbereich vom Einlass 76 am stromaufwärtigen Ende
nach den Öffnungen 80 am
stromabwärtigen
Ende. Die Gestalt des Sekundär-Brennstoff-Luft-Mischkanals erzeugt
eine konstant beschleunigte Strömung
durch den Kanal 70.
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Es sind mehrere Sekundär-Brennstoffsysteme 82 vorgesehen,
um Brennstoff nach den Brennstoff-Luft-Mischkanälen 70 jeder rohrförmigen Brennkammer 28 zu
leiten. Das Sekundär-Brennstoffsystem 82 für jede rohrförmige Brennkammer 28 besteht aus
einer ringförmigen
Sekundär-Brennstoffleitung 84,
die koaxial zur rohrförmigen
Brennkammer 28 am stromaufwärtigen Ende des Sekundär-Brennstoff-Luft-Mischkanals 70 der
rohrförmigen
Brennkammer 28 liegt. Jede Sekundär-Brennstoffleitung 84 besitzt
mehrere, beispielsweise dreißig,
im gleichen Umfangsabstand angeordnete Sekundär-Brennstofföffnungen 86.
Jede der Sekundär-Brennstofföffnungen 86 richtet
den Brennstoff axial bezüglich
der rohrförmigen
Brennkammer 28 auf eine ringförmige Spritzplatte 88 über einen
Ringkanal 90 in Richtung stromab in den Sekundär-Brennstoff-Luft-Mischkanal 70,
und zwar in Gestalt eines ringförmigen
Brennstoffstrahls.
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Ein ringförmiger Tertiär-Brennstoff-Luft-Mischkanal 92 ist
für jede
rohrförmige Brennkammer 28 vorgesehen.
Jeder Tertiär-Brennstoff-Luft-Mischkanal 92 ist
in Umfangsrichtung um die Sekundär-Verbrennungszone 40 der
entsprechenden rohrförmigen
Brennkammer 28 angeordnet. Jeder der Tertiär-Brennstoff-Luft-Mischkanäle 92 wird
zwischen einer vierten Ringwand 94 und einer fünften Ringwand 96 definiert.
Die vierte Ringwand 94 definiert das innere Ende des Tertiär-Brennstoff-Luft-Mischkanals 92 und
die fünfte
Ringwand 96 definiert das äußere Ende des Tertiär-Brennstoff-Luft-Mischkanals 92.
Der Tertiär-Brennstoff-Luft-Mischkanal 92 besitzt
mehrere in Achsrichtung und in Umfangsrichtung distanzierte Öffnungen 98,
die einen Tertiär-Lufteinlass
nach dem Tertiär-Brennstoff-Luft-Mischkanal 92 bilden.
Die Öffnungen 98 sind
in Achsrichtung, in Längsrichtung
der Strömung
des Tertiär-Brennstoff-Luft-Mischkanals 92,
in der vierten Ringwand 94 distanziert angeordnet. Die Öffnungen 98 können kreisförmig oder
als Schlitze ausgebildet sein.
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Am stromabwärtigen Ende des Tertiär-Brennstoff-Luft-Mischkanals 92 sind
die vierte und fünfte
Ringwand 94 bzw. 96 an einem kegelstumpfförmigen Wandteil 100 befestigt,
der die Wandteile 38 und 42 verbindet. Der kegelstumpfförmige Wandteil 100 ist
mit mehreren Öffnungen 102 versehen.
Die Öffnungen 102 richten
das Brennstoff-Luft-Gemisch in die Tertiär-Verbrennungszone 44 in
Richtung stromab nach der Achse der rohrförmigen Brennkammer 28.
Die Öffnungen 102 können kreisförmig oder
als Schlitze mit gleicher Strömungsfläche ausgebildet
sein.
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Der Tertiär-Brennstoff-Luft-Mischkanal 92 vermindert
sich im Querschnitt vom Einlass 98 am stromaufwärtigen Ende
nach den Öffnungen 102 am stromabwärtigen Ende.
Die Form des Tertiär-Brennstoff-Luft-Mischkanals 92 erzeugt
eine konstant beschleunigte Strömung
durch den Kanal 92.
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Mehrere Tertiär-Brennstoffsysteme 104 sind vorgesehen,
um Brennstoff den Tertiär-Brennstoff-Luft-Mischkanälen 92 einer
jeden rohrförmigen Brennkammer 28 zuzuführen. Das
Tertiär-Brennstoffsystem 104 für jede rohrförmige Brennkammer 28 besteht
aus einer ringförmigen
Tertiär-Brennstoffleitung 106,
die am stromaufwärtigen
Ende des Tertiär-Brennstoff-Luft-Mischkanals 92 angeordnet
ist. Jede Tertiär-Brennstoffleitung 106 besitzt
mehrere, beispielsweise zweiunddreißig, im gleichen Umfangsabstand
angeordnete Tertiär-Brennstofföffnungen 108.
Jede der Tertiär-Brennstofföffnungen 108 richtet
den Brennstoff axial bezüglich
der rohrförmigen
Brennkammer 28 auf eine ringförmige Spritzplatte 110.
Der Brennstoff strömt
von der Spritzplatte 110 durch den Ringkanal 112 in
Richtung stromab in den Tertiär-Brennstoff-Luft-Mischkanal
als ringförmiger Brennstoffschirm.
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Wie oben erwähnt, wird der Brennstoff mit der
Luft, die den Verbrennungszonen zugeführt werden, vorgemischt und
jede der Verbrennungszonen 36, 40 und 44 ist
so angeordnet, dass eine magere Verbrennung erzeugt wird, um den
NOx-Gehalt zu minimieren. Die Verbrennungsprodukte von der Primär-Verbrennungszone 36 strömen in die
Sekundär-Verbrennungszone 40 ein
und die Produkte der Verbrennung von der Sekundär-Verbrennungszone 40 strömen in die
Tertiär-Verbrennungszone 44 ein.
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Ein Teil der Luft strömt, wie
durch den Pfeil A angegeben, zur Primär-Verbrennung nach einer Kammer 114,
und diese Strömung
gelangt durch die Öffnungen 62 in
der Wand 58 in den Primär-Brennstoff-Luft-Mischkanal 54.
Der Rest der Luft strömt, wie
durch den Pfeil B angegeben, zur Primär-Verbrennung nach einer Kammer 116,
und diese Strömung
gelangt über
die Öffnungen 60 in
der Wand 56 in den Primär-Brennstoff-Luft-Mischkanal 54.
Die Luft für
die Sekundär-Verbrennung
strömt,
wie durch den Pfeil C angegeben, nach der Kammer 116, und
diese Strömung
durch die Öffnungen 76 in
der Wand 72 gelangt in den Sekundär-Brennstoff-Luft-Mischkanal 70.
Die durch den Pfeil E angegebene Luft für die Tertiär-Verbrennung strömt nach
der Kammer 118, und diese Strömung gelangt durch die Öffnungen 98 in der
Wand 94 in den Tertiär-Brennstoff-Luft-Mischkanal 92.
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Der Verbrennungsprozess verstärkt die Druckfluktuationen
aus den oben erwähnten
Gründen
und kann Teile des Gasturbinentriebwerks beschädigen, wenn sie eine Eigenfrequenz
ihres Vibrationsmodus besitzen, der mit der Frequenz der Druckfluktuationen
zusammenfällt.
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Die Druckfluktuationen oder Druckwellen
in der Brennkammer erzeugen Fluktuationen in dem Brennstoff-Luft-Verhältnis am
Ausgang der Brennstoff-Luft-Mischkanäle. Die
Druckfluktuationen in der Luftströmung und die konstante Brennstoffzufuhr
in die Brennstoff-Luft-Mischkanäle
der rohrförmigen Brennkammern
führt zu
dem fluktuierenden Brennstoff-Luft-Verhältnis am Austritt der Brennstoff-Luft-Mischkanäle.
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Es soll die folgende Gleichung betrachtet werden: Δu/U
= 1/M × Δp/P
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Dabei ist U die Luftgeschwindigkeit,
M ist die Masse, P ist der Druck, Δu ist die Geschwindigkeitsänderung, Δp ist die
Druckänderung,
FAR ist das Brennstoff-Luft-Verhältnis und Δ (FAR) ist
die Änderung
des Brennstoff-Luft-Verhältnisses.
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Demgemäß ist in einem typischen Brennstoff-Luft-Mischkanal Δu/U ungefähr 30%,
wenn Δp/P
ungefähr
1% ist, und demgemäß liegt
das Verhältnis Δ (FAR)/FAR
bei ungefähr
30% in der Brennkammer.
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Die vorliegende Erfindung sucht einen Brennstoff-Luft-Mischkanal
zu schaffen, der eine Mischung von Brennstoff und Luft in die Brennkammer mit
einer besseren Konstanz des Brennstoff-Luft-Verhältnisses liefert. Die vorliegende
Erfindung schafft wenigstens einen Punkt der Brennstoffeinspritzung
in den Brennstoff-Luft-Mischkanal
und mehrere Punkte der Lufteinspritzung in den Brennstoff-Luft-Mischkanal. Die Lufteinspritzpunkte
sind im Abstand in Längsrichtung
in Richtung der Strömung
des Brennstoff-Luft-Mischkanals distanziert. Der Druck der Luft an
den in Längsrichtung
distanzierten Lufteinspritzpunkten ist zu jedem Zeitpunkt unterschiedlich.
Daher wird das Brennstoff-Luft-Gemisch infolge der zusätzlichen Luft
schwächer,
wenn das Brennstoff-Luft-Gemisch längs des Brennstoff-Luft-Mischkanals strömt. Noch
wichtiger ist es, dass die maximale Differenz zwischen dem tatsächlichen
Brennstoff-Luft-Verhältnis
und dem durchschnittlichen Brennstoff-Luft-Verhältnis relativ niedrig wird,
wie dies durch die Linie F in 11 dargestellt
ist. Für
einen einzigen Brennstoffeinspritzpunkt und eine einzigen Lufteinspritzpunkt
bleibt jedoch die maximale Differenz zwischen dem tatsächlichen
Brennstoff-Luft-Verhältnis und
dem durchschnittlichen Brennstoff-Luft-Verhältnis relativ hoch, wie dies
durch die Linie G in 11 angegeben
ist.
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Berechnungen zeigen (vergleiche 12), dass die Veränderung
des Brennstoff-Luft-Verhältnisses
für einen
Brennstoff-Luft-Mischkanal mit einem einzigen Brennstoffeinspritzpunkt
und mehreren Lufteinspritzpunkten wenige Prozent der Veränderung des
Brennstoff-Luft-Verhältnisses
für einen
Brennstoff-Luft-Mischkanal betragen, der einen einzigen Brennstoffeinspritzpunkt
und einen einzigen Lufteinspritzpunkt besitzt, wenn das Volumen
des Brennstoff-Luft-Mischkanals derart ist, dass die folgende Gleichung
erfüllt
ist: LF/U > X
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Dabei ist L die Länge des Brennstoff-Luft-Mischkanals,
F ist die Frequenz, U ist die Austrittsgeschwindigkeit des Brennstoff-Luft-Gemischs
und X ist eine Zahl größer als
2. Je größer die Zahl
X, umso niedriger wird die Veränderung
im Brennstoff-Luft-Verhältnis. Beispielsweise
liegt die Veränderung
bei X = 2 bei etwa 7%, bei X = 3 liegt die Veränderung bei etwa 4%, bei X
= 4 beträgt
die Veränderung
etwa 3%. Vorzugsweise ist X eine Zahl größer als 3, und vorzugsweise
ist X eine Zahl größer als 4
und noch zweckmäßiger ist
X eine Zahl größer als 5.
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Die progressive Einführung von
Luft über
die Länge
des Brennstoff-Luft-Mischkanals
führt zu
einer Zahl physikalischer Mechanismen, die zu der Verminderung und
vorzugsweise zur Ausschaltung von Druckfluktuationen und Druckwellen
oder Instabilitäten
in der Brennkammer beitragen. Die physikalischen Mechanismen sind
die Erzeugung eines Tiefgeschwindigkeitsbereichs, die
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Integration von Brennstoff-Luft-Verhältnis-Fluktuationen,
das Verweilen der Zeitverteilung, die Dämpfung von Druckwellen und
die Destruktion von Phasenbeziehungen.
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Die Luftströmung in der Nähe des Brennstoffinjektors
ist Fluktuationen in seiner Fortpflanzungsgeschwindigkeit infolge
der Druckfluktuationen im Brennstoff-Luft-Mischkanal unterworfen. Dies erzeugt
eine lokale Fluktuation in der Brennstoffkonzentration, ein lokales
Brennstoff-Luft-Verhältnis,
das dann mit der Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Luft im Brennstoff-Luft-Mischkanal
nach unten strömt.
Infolge der Vermischung von Brennnstoff und Luft im Brennstoff-Luft-Mischkanal diffundieren
diese Brennstoff-Luft-Verhältnis-Fluktuationen
normalerweise aus, obgleich der Prozess sehr langsam vonstatten geht.
Wenn jedoch die örtliche
Konvektionsgeschwindigkeit niedrig ist und die örtliche Turbulenzintensität hoch ist,
wie bei der vorliegenden Erfindung, werden alle Brennstoff-Luft-Verhältnis-Fluktuationen im
Wesentlichen durch die Zeit abgeführt, während der die Brennstoff-Luft-Verhältnis-Fluktuationen
die Brennkammer erreichen. Demgemäß ermöglicht die Kombination einer
geringen Geschwindigkeit und einer hohen Turbulenz durch die Luftinjektoren
eine Vermischung von Brennstoff und Luft derart, dass alle Fluktuationen
in der Brennstoffkonzentration im Brennstoff-Luft-Verhältnis in
der Nähe
des Brennstoffinjektors geglättet
werden.
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Alle Fluktuationen im örtlichen
Brennstoff-Luft-Verhältnis
in der Nähe
des Brennstoffinjektors fließen
stromab und die progressive Einführung von
Luft über
die Länge
des Brennstoff-Luft-Mischkanals integriert alle Fluktuationen im örtlichen
Brennstoff-Luft-Verhältnis
infolge des Brennstoffinjektors heraus. Der Grund dafür liegt
darin, dass der Druck der von den Luftinjektoren zugeführten Luft
mit der Zeit fluktuiert. Wenn die durchschnittliche Zeit der Wanderung
eines Fluidpartikels von der Nähe
des Brennstoffinjektors nach dem stromabwärtigen Ende des Brennstoff-Luft-Mischkanals
länger
ist als die Zeitperiode der Druckfluktuationen, dann wird das Fluidpartikel,
das aus der Nähe
des Brennstoffinjektors herrührt,
einer Anzahl von Zyklen unterworfen, die magerer und reicher werden
als der Durchschnitt der ursprünglichen
Brennstoffkonzentrations-Fluktuationen. Dies bestimmt das räumliche
Ausmaß der Luftinjektoren,
d. h. die Länge
D des Brennstoff-Luft-Mischkanals,
der die Luftinjektoren enthält. Dies
bestimmt außerdem
die Breite oder den Querschnittsbereich des Brennstoff-Luft-Mischkanals,
da dies die Gesamtverweilzeit im Brennstoff-Luft-Mischkanal beeinflusst.
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Eine klar definierte und vorherrschende
Zeitverzögerung
zwischen dem Brennstoffinjektor und der Stelle der Wärmefreigabe
in der Brennkammer ist ein Mechanismus für die Verbrennungsinstabilität. Das Vorhandensein
in einer intensiven turbulenten Vermischung in dem Brennstoff-Luft-Mischkanal,
die durch die in Längsrichtung
distanzierten Luftinjektoren erzeugt wird, bildet eine große Zahl
möglicher Pfade
für ein
Brennstoffpartikel, um nach der Stelle der Wärmefreigabe zu wandern. Der
großen
Zahl möglicher
Pfade ist eine gleich große
Zahl möglicher Verweilzeiten
im Brennstoff-Luft-Mischkanal zugeordnet. Die Wahrscheinlichkeit
der Verweilzeit im Brennstoff-Luft-Mischkanal folgt einer exponentiellen Verteilung,
verschoben um eine gewisse Verzögerungszeit.
Diese weite Verteilung von Zeitverzögerungen, die ihrer Natur nach
zufällig
sind, machen es für
das System schwierig, eine kohärente
Brennstoff-Luft-Verhältnis-Fluktuation
einer großen
Zahl von Zyklen aufrecht zu erhalten, und dies macht es schwierig,
ein Resonanzverhalten zu erreichen. Die Verweilzeitverteilung wird
so eingestellt, dass eine Selbstzündung des Brennstoff-Luft-Gemischs
im Brennstoff-Luft-Mischkanal verhindert wird.
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Die durchschnittliche Luftgeschwindigkeit wird
so gewählt,
dass die Luftinjektoren sensitiv auf Druckfluktuationen ansprechen,
die in der Brennkammer auftreten. Wenn eine Druckwelle vom stromabwärtigen Ende
des Brennstoff-Luft-Mischkanals nach dem Brennstoffinjektor fortschreitet,
verliert sie progressiv an ihrer Amplitude, weil Energie benutzt wird,
um den Luftdruck in den Luftinjektoren zu fluktuieren. Dies vermindert
die Möglichkeit,
dass Druckfluktuationen eine örtliche
Brennstoff-Luft-Verhältnis-Fluktuation
in der Nähe
des Brennstoffinjektors erzeugen. Hierdurch wird auch vollständig die
Kopplung zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Brennkammer geändert.
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Es wird eine konsistente Beziehung
zwischen den Druckfluktuationen innerhalb der Brennkammer und den
Fluktuationen in der chemischen Energie gefordert, die der Brennkammer
zugeführt wird
im Hinblick auf das Auftreten einer Verbrennungsinstabilität. Der chemische
Energieeingang in die Brennkammer ist proportional der Wirksamkeit des
Brennstof-Luft-Gemischs, das der Brennkammer zugeführt wird
und der Luftgeschwindigkeit am Austritt des Brennstoff-Luft-Mischkanals. Die
Vielzahl der Luftinjektoren integriert die Druckfluktuationen und die
Fluktuationen in der Wirksamkeit des Brennstoff-Luft-Gemischs heraus.
Auch alle Brennstoff-Luft-Verhältnis-Fluktuationen,
die am stromabwärtigen
Ende des Brennstoff-Luft-Mischkanals vorhanden sind, sind nicht
auf die Druckfluktuationen korreliert, die sie erzeugen. Die Möglichkeit
einer positiven Verstärkung
von Druckfluktuationen oder Brennstoff-Luft-Verhältnis-Fluktuationen wird vermindert.
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Die durchschnittliche Fortpflanzungsgeschwindigkeit
erhöht
sich über
die Länge
des Brennstoff-Luft-Mischkanals. Daher ist es notwendig, progressiv
die Querschnittsfläche
der Luftinjektoren über
die Länge
des Brennstoff-Luft-Mischkanals
zu vergrößern, um
eine ausreichende Zuführung
und Vermischung im Brennstoff-Luft-Mischkanal zu erreichen.
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Ein weiterer Brennstoff-Luft-Mischkanal 120 gemäß der vorliegenden
Erfindung ist in den 5, 6 und 7 dargestellt. Ein im Querschnitt rechteckiger Brennstoff-Luft-Mischkanal 120 weist
vier Seitenwände 122, 124, 126 und 128 auf.
Die Wände 124 und 126 besitzen
eine Vielzahl von in Längsrichtung und
quer distanzierten Öffnungen 130 bzw. 132,
die einen Einlass für
den Brennstoff-Luft-Mischkanal 120 bilden. Die Öffnungen 130 und 132 vergrößern sich im
Querschnitt zwischen dem stromaufwärtigen Ende 134 des
Brennstoff-Luft-Mischkanals 120 und dem stromabwärtigen Ende 136 des
Brennstoff-Luft-Mischkanals 120. Es ist ein einzelner Brennstoffinjektor 140 vorgesehen,
um Brennstoff in das stromaufwärtige Ende 134 des
Brennstoff-Luft-Mischkanals 120 einzuführen. Der Brennstoffinjektor 140 wird
mit Brennstoff aus einer Brennstoffleitung 138 gespeist.
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Ein weiterer Brennstoff-Luft-Mischkanal 150 gemäß der Erfindung
ist in den 8, 9 und 10 dargestellt. Der im Querschnitt kreisförmige Brennstoff-Luft-Mischkanal 150 besteht
aus einer rohrförmigen
Wandung 152, die eine Vielzahl von axial und in Umfangsrichtung
distanzierten Öffnungen 154 aufweist,
die einen Lufteinlass für
den Brennstoff-Luft-Mischkanal 150 bilden. Die Öffnungen 154 vergrößern sich
progressiv in ihrer Querschnittsfläche zwischen dem stromaufwärtigen Ende 156 des Brennstoff-Luft-Mischkanals 150 und
dem stromabwärtigen
Ende 158 dieses Brennstoff-Luft-Mischkanals 150.
Es ist ein einziger Brennstoffinjektor 160 vorgesehen,
um Brennstoff in das stromaufwärtige Ende 156 des
Brennstoff-Luft-Mischkanals 150 einzuleiten.
Der Brennstoffinjektor 160 wird mit Brennstoff aus einer
Brennstoffleitung gespeist.
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Ein weiterer Primär-Brennstoff-Luft-Mischkanal 170 gemäß der Erfindung
ist in 13 dargestellt,
und dieser ist ähnlich
jenem nach 3. Der Primär-Brennstoff-Luft-Mischkanal 170 weist
Wände 174 und 176 auf,
die mit mehreren radial und umfangsmäßig distanzierten Öffnungen 176 bzw. 178 versehen
sind und die einen Primär-Lufteinlass
bilden, um Luft in den Primär-Brennstoff-Luft-Mischkanal 170 einzuleiten.
Der Primär-Brennstoff-Luft-Mischkanal 170 weist
außerdem
mehrere Brennstoffinjektoren 172 auf, die im Primär-Brennstoff-Luft-Mischkanal 170 stromauf
der Öffnungen 176 und 178 angeordnet
sind. Zusätzlich
ist eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Öffnungen 180 vorgesehen,
um einen Teil des Primär-Lufteinlasses
stromauf der Brennstoffinjektoren 172 zu bilden. Die Öffnungen 180 liefern
bis zu 10% der Primär-Luftströmung stromauf
der Injektoren 172. Die Öffnungen 180 sind
vorgesehen, um die Erzeugung einer stagnierenden Zone zu verhindern,
d. h. einer Zone mit keiner Gesamtgeschwindigkeit am stromaufwärtigen Ende
des Primär-Brennstoff-Luft-Mischkanals 170.
Die stagnierende Zone besteht im Betrieb hauptsächlich aus Brennstoff und einem
kleinen Anteil von Luft, was zu einer langen Verweilzeit für den Brennstoff
führt,
was mit einer erhöhten
Gefahr einer Selbstzündung
des Brennstoffs im Primär- Die Einführung von
Luft stromauf der Brennstoffinjektoren hat nur einen geringen Einfluss auf
das Brennstoff-Luft-Verhältnis,
wie aus 15 ersichtlich
ist. Hierbei zeigt die Linie H das Brennstoff-Luft-Verhältnis in 3 und die Linie I das Brennstoff-Luft-Verhältnis in 13 an.
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Ein weiterer gemäß der Erfindung ausgebildeter
Sekundär-Brennstoff-Luft-Mischkanal 190 ist
in 14 dargestellt. Dieser
ist ähnlich
ausgebildet wie jener in 4.
Der Sekundär-Brennstoff-Luft-Mischkanal 190 weist
eine innere Ringwand 194 und eine äußere Ringwand 196 auf.
Die innere Ringwand 194 ist mit mehreren axial und im Umfangsrichtung
distanzierten Öffnungen 198 versehen,
die einen Sekundär-Lufteinlass
bilden, um Luft in den Sekundär-Brennstoff-Luft-Mischkanal 190 einzuleiten.
Der Sekundär-Brennstoff-Luft-Mischkanal 190 weist
außerdem
einen ringförmigen
Brennstoffinjektorschlitz 192 in dem Sekundär-Brennstoff-Luft-Mischkanal 190 stromauf
der Öffnungen 198 auf.
Außerdem
ist eine Vielzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Öffnungen 200 vorgesehen,
um einen Teil des Sekundär-Lufteinlasses
stromauf des Brennstoffinjektorschlitzes 192 zu bilden.
Die Öffnungen 200 liefern bis
zu 10% der Sekundär-Luftströmung. Diese Öffnungen 200 verhindern
auch die Bildung einer stagnierenden Zone und eine Selbstzündung am
stromaufwärtigen
Ende des Sekundär-Brennstoff-Luft-Mischkanals 190.
Der Sekundär-Brennstoff-Luft-Mischkanal 190 weist
eine sich in Strömungsrichtung
vergrößernde Querschnittsfläche auf. Eine ähnliche
Anordnung zusätzlicher Öffungen
kann dem Tertiär-Brennstoff-Luft-Mischkanal
zugeführt werden,
um die Bildung einer stagnierenden Zone und eine Selbstzündung zu
vermeiden.
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Die Öffnungen in den Wänden des
Brennstoff-Luft-Mischkanals können
kreisförmig,
langgestreckt, beispielsweise als Schlitze oder in irgendeiner anderen
geeigneten Gestalt ausgebildet sein. Die Öffnungen in den Wänden des
Brennstoff-Luft-Mischkanals
können
senkrecht zu den Wänden
des Brennstoff-Luft-Mischkanals oder in irgendeinem anderen geeigneten
Winkel verlaufen.
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Der den Brennstoffinjektoren zugeführte Brennstoff
kann ein flüssiger
Brennstoff oder ein gasförmiger
Brennstoff sein.
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Der den Brennstoffinjektoren zugeführte Brennstoff
kann ein flüssiger
Brennstoff oder ein gasförmiger
Brennstoff sein.
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Die Erfindung ist außerdem anwendbar
für weitere
Brennstoff-Luft-Mischkanäle.
Beispielsweise können
die Brennstoff-Luft-Mischkanäle
irgendeine geeignete Querschnittsgestalt aufweisen, solange dabei
eine Vielzahl von Punkten aufrecht erhalten wird, über die
Luft eingeblasen wird und die in Längsrichtung in Richtung der
Strömung
durch den Brennstoff-Luft-Mischkanal distanziert sind. Die Öffnungen können in
irgendeiner Wand oder mehreren Wänden angeordnet
sein, die den Brennstoff-Luft-Mischkanal bilden.
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Die Erfindung ist auch für andere
Luftinjektoren anwendbar, beispielsweise können hohle, perforierte Körper vorgesehen
werden, die sich in den Brennstoff-Luft-Mischkanal hinein erstrecken, um Luft
in den Brennstoff-Luft-Mischkanal einzuführen.
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Der Brennstoff-Luft-Mischkanal kann
eine Verwirbelungseinrichtung aufweisen oder alternativ kann er
auch ohne eine solche ausgebildet sein. Der Brennstoff-Luft-Mischkanal kann zwei
koaxiale im Gegensinn wirbelnde Verwirbelungseinrichtungen aufweisen.
Die Verwirbelungseinrichtung kann eine axiale Strömungs-Verwirbelungseinrichtung
sein.
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Die Erfindung wurde unter Bezugnahme
auf eine industrielle Gasturbinenanlage beschrieben; sie ist jedoch
auch in gleicher Weise anwendbar für Flugzeug-Gasturbinentriebwerke oder Schiffs-Gasturbinentriebwerke.