DE60024958T2 - Gasturbinenbrennstoffeinspritzdüse und Montageverfahren - Google Patents

Gasturbinenbrennstoffeinspritzdüse und Montageverfahren Download PDF

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Description

  • Diese Erfindung betrifft allgemein Gasturbinentriebwerke und insbesondere eine Brennstoffeinspritzdüse zur Zuführung von Brennstoff zu der Brennkammer derartiger Triebwerke.
  • Ein Gasturbinentriebwerk enthält einen Verdichter, der unter Druck gesetzte Luft einer Brennkammer zuführt, in der die Luft mit Brennstoff vermischt und verbrannt wird, um heiße Verbrennungsgase zu erzeugen. Diese Gase strömen stromabwärts zu einer oder mehrerer Turbinen, die aus diesen Energie gewinnen, um den Verdichter anzutreiben, und die eine nützliche Arbeit, wie beispielsweise den Antrieb eines Flugzeugs im Flug, verrichten. In Brennkammern, die im Zusammenhang mit Flugtriebwerken verwendet werden, wird Brennstoff der Brennkammer durch Brennstoffeinspritzdüsen zugeführt, die an einem Ende des Brennraums angeordnet ist. Eine Brennstoffeinspritzdüse enthält gewöhnlich eine Sprühspitze, die dazu dient, Brennstoff in eine als Drallerzeuger oder Verwirbler (Swirler) bezeichnete Umgebungsanordnung präzise zu sprühen. Der Verwirbler empfängt ferner Druckluft von dem Verdichter und erteilt der Luft eine Drallbewegung, wodurch der Brennstoff und die Luft für die Verbrennung gründlich miteinander vermischt werden, vgl. z. B. GB-A-2 328 386.
  • Weil die Brennstoffeinspritzdüse in dem Austrittsgasstrom des Verdichters angeordnet ist, ist sie verhältnismäßig hohen Temperaturen ausgesetzt. Das Auftreten hoher Temperaturen um die Brennstoffeinspritzdüse herum kann dazu führen, dass der durch das Brennstoffzufuhrrohr der Düse hindurch tretende Brennstoff an deren inneren Wänden Kohlenstoffkörnchen bildet. Die Kohlenstoff- oder Koksbildung in dem Brennstoffrohr kann zu einer Belegung oder Verstopfung der Brennstoffeinspritzdüse führen. Überhöhte Temperaturen können ferner bewirken, dass der Brennstoff in der Brennstoffeinspritzdüse gummiartig verklebt, was ferner dazu führt, dass die Brennstoffeinspritzdüse verstopft. Außerdem kann der Brennstoff, wenn er überhitzt wird, in dem inneren Durchgang zu verdampfen beginnen, was eine zeitweilig unterbrochene oder nicht kontinuierliche Brennstoffzufuhr zu der Brennkammer zur Folge hat.
  • Infolgedessen enthalten herkömmliche Brennstoffeinspritzdüsen gewöhnlich ein Hitzeschutzschild in Form eines rohrförmigen Gehäuses, das das Brennstoffrohr und die Sprühspitze derart umgibt, dass dazwischen ein ringförmiger Luftspalt gebildet ist. Der Luftspalt oder die Düsenkavität dient als eine Wärmebarriere, um den Brennstoff in dem Brennstoffrohr gegen Verkokung zu schützen.
  • Während eines Triebwerkbetriebs ist die Temperatur des Gehäuses höher als die Temperatur des Brennstoffrohrs, was zu einer differenziellen Wärmeausdehnung führt. Diese differenzielle Größenzunahme kann dazu führen, dass die Sprühspitze aus ihrer richtigen Positionierung heraus in Bezug auf das Gehäuse axial verschoben wird. Betriebsbedingte Gefahren, wie beispielsweise eine Drucküberbeaufschlagung der Düsenkavität und Kohlenstoffanlagerung (d. h. der Aufbau eines harten Kohlenstoffs an den Innenflächen der Düse) kann ebenfalls zu einer axialen Verlagerung der Sprühspitze in Bezug auf das Gehäuse führen.
  • Diese Erfindung betrifft allgemein Gasturbinentriebwerke und insbesondere eine Brennstoffeinspritzdüse zur Zuführung von Brennstoff zu der Brennkammer derartiger Triebwerke.
  • Ein Gasturbinentriebwerk enthält einen Verdichter, der unter Druck gesetzte Luft einer Brennkammer zuführt, in der die Luft mit Brennstoff vermischt und verbrannt wird, um heiße Verbrennungsgase zu erzeugen. Diese Gase strömen stromabwärts zu einer oder mehrerer Turbinen, die aus diesen Energie gewinnen, um den Verdichter anzutreiben, und die eine nützliche Arbeit wie beispielsweise den Antrieb eines Flugzeugs im Flug, verrichten. In Brennkammern, die im Zusammenhang mit Flugtriebwerken verwendet werden, wird Brennstoff der Brennkammer durch Brennstoffeinspritzdüsen zugeführt, die an einem Ende des Brennraums angeordnet ist. Eine Brennstoffeinspritzdüse enthält gewöhnlich eine Sprühspitze, die dazu dient, Brennstoff in eine als Drallerzeuger oder Verwirbler (Swirler) bezeichnete Umgebungsanordnung präzise zu sprühen. Der Verwirbler empfängt ferner Druckluft von dem Verdichter und erteilt der Luft eine Drallbewegung, wodurch der Brennstoff und die Luft für die Verbrennung gründlich miteinander vermischt werden, vgl. z. B. GB-A-2 328 386.
  • Weil die Brennstoffeinspritzdüse in dem Austrittsgasstrom des Verdichters angeordnet ist, ist sie verhältnismäßig hohen Temperaturen ausgesetzt. Das Auftreten hoher Temperaturen um die Brennstoffeinspritzdüse herum kann dazu führen, dass der durch das Brennstoffzufuhrrohr der Düse hindurch tretende Brennstoff an deren inneren Wänden Kohlenstoffkörnchen bildet. Die Kohlenstoff- oder Koksbildung in dem Brennstoffrohr kann zu einer Belegung oder Verstopfung der Brennstoffeinspritzdüse führen. Überhöhte Temperaturen können ferner bewirken, dass der Brennstoff in der Brennstoffeinspritzdüse gummiartig verklebt, was ferner dazu führt, dass die Brennstoffeinspritzdüse verstopft. Außerdem kann der Brennstoff, wenn er überhitzt wird, in dem inneren Durchgang zu verdampfen beginnen, was eine zeitweilig unterbrochene oder nicht kontinuierliche Brennstoffzufuhr zu der Brennkammer zur Folge hat.
  • Infolgedessen enthalten herkömmliche Brennstoffeinspritzdüsen gewöhnlich ein Hitzeschutzschild in Form eines rohrförmigen Gehäuses, das das Brennstoffrohr und die Sprühspitze derart umgibt, dass dazwischen ein ringförmiger Luftspalt gebildet ist. Der Luftspalt oder die Düsenkavität dient als eine Wärmebarriere, um den Brennstoff in dem Brennstoffrohr gegen Verkokung zu schützen.
  • Während eines Triebwerkbetriebs ist die Temperatur des Gehäuses höher als die Temperatur des Brennstoffrohrs, was zu einer differenziellen Wärmeausdehnung führt. Diese differenzielle Größenzunahme kann dazu führen, dass die Sprühspitze aus ihrer richtigen Positionierung heraus in Bezug auf das Gehäuse axial verschoben wird. Betriebsbedingte Gefahren, wie beispielsweise eine Drucküberbeaufschlagung der Düsenkavität und Kohlenstoffanlagerung (d. h. der Aufbau eines harten Kohlenstoffs an den Innenflächen der Düse) kann ebenfalls zu einer axialen Verlagerung der Sprühspitze in Bezug auf das Gehäuse führen.
  • Eine derartige axiale Verlagerung kann Veränderungen des Auftrefforts des Brennstoffsprühstrahls in dem Verwirbler zur Folge haben, die das Ausgangstemperaturprofil der Brennkammer, Triebwerkemissionen und das Leistungsvermögen beim Triebwerkstart negativ beeinflussen können. Eine Fehlausrichtung der Sprühspitze kann ferner die wartungsfreie Nutzdauer der Brennstoffdüse sowie der Brennkammer verkürzen, wodurch Reparatur- und Wartungskosten erhöht werden. Ein bekannter Ansatz zur Verhinderung einer axialen Verlagerung besteht darin, mechanische Anschlagstücke im Bereich der Sprühspitze zu verwenden, um eine axiale Bewegung der Sprühspitze in der Rückwärtsrichtung zu verhindern. Jedoch befasst sich dieser Lösungsansatz nicht mit einer Axialbewegung in der Vorwärtsrichtung, die ebenfalls die vorstehend erwähnten Probleme herbeiführen kann.
  • Demgemäß besteht ein Bedarf nach einer Brennstoffeinspritzdüse, die die richtige axiale Positionierung der Sprühspitze in Bezug auf das Gehäuse sowohl in der Vorwärts- als auch der Rückwärtsrichtung aufrechterhält.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Brennstoffeinspritzdüse geschaffen, die aufweist:
    eine Sprühspitze;
    ein koaxial um die Sprühspitze angeordnetes Gehäuse;
    und
    eine Einrichtung zur Einschränkung einer bidirektionalen axialen Bewegung der Sprühspitze in Bezug auf das Gehäuse, wobei die Einrichtung zur Einschränkung einer bidi rektionalen axialen Bewegung eine erste und eine zweite Nase, die an einer der Komponenten, also entweder der Sprühspitze oder dem Gehäuse, ausgebildet ist, und eine dritte Nase aufweist, die an der anderen der Komponenten, also dem Gehäuse oder der Sprühspitze ausgebildet ist, wobei die dritte Nase zwischen der ersten und der zweiten Nase angeordnet ist und das Gehäuse die Sprühspitze über ihre gesamte axiale Ausdehnung hinweg umgibt.
  • Der vorerwähnte Bedarf wird durch die vorliegende Erfindung gedeckt, die eine Brennstoffeinspritzdüse mit einer Sprühspitze und einem Gehäuse bereitstellt, das um die Sprühspitze herum koaxial zu dieser angeordnet ist. Die Brennstoffeinspritzdüse enthält ferner eine Einrichtung zur Einschränkung einer bidirektionalen axialen Bewegung der Sprühspitze in Bezug auf das Gehäuse. Die Einrichtung zur Einschränkung einer bidirektionalen axialen Bewegung der Sprühspitze enthält vorzugsweise eine erste und eine zweite Nase, die entweder an dem Gehäuse oder der Sprühspitze ausgebildet sind, und eine dritte Nase, die auf der anderen Komponente aus dem Gehäuse und der Sprühspitze ausgebildet ist. Die dritte Nase ist zwischen der ersten und der zweiten Nase angeordnet, um eine bidirektionale axiale Bewegung einzuschränken.
  • Die vorliegende Erfindung und ihre Vorteile gegenüber dem Stand der Technik erschließen sich beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung und der angefügten Ansprüche mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen:
  • 1 zeigt eine axiale Schnittansicht des vorderen Abschnitts einer Brennkammer, die eine Brennstoffeinspritzdüse gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist.
  • 2 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht eines Abschnitts der Brennstoffdüse nach 1.
  • 3 zeigt eine Querschnittsansicht des Brennstoffeinspritzdüsengehäuses, geschnitten entlang der Linie 3-3 nach 2.
  • 4 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht unter Veranschaulichung eines Abschnitts einer Brennstoffeinspritzdüse gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Bezugnehmend auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen über die verschiedenen Ansichten hinweg die gleichen Elemente bezeichnen, veranschaulicht 1 das vordere Ende einer Brennkammeranordnung 10 von der Art, die zur Verwendung in einem Gasturbinentriebwerk geeignet ist und die einen hohlförmigen Körper 12 enthält, in dem eine Brennkammer 14 ausgebildet ist. Der Hohlkörper 12 weist eine im Wesentlichen ringförmige Gestalt auf und ist durch einen äußeren Mantel 16 und einen inneren Mantel 18 gebildet. Das stromaufwärts liegende Ende des Hohlkörpers 12 ist durch eine äußere Verkleidung 20, die an dem äußeren Mantel 16 befestigt ist, und eine innere Verkleidung 22, die an dem inneren Mantel 18 befestigt ist, im Wesentlichen abgeschlossen. Durch die äußere und innere Verkleidung 20 und 22 ist eine ringförmige Öffnung 24 ausgebildet, die zur Einleitung von Brennstoff und komprimierter Luft bzw.
  • Druckluft dient. Die Druckluft wird von einem (nicht veranschaulichten) Verdichter in die Brennkammeranordnung 10 in einer Richtung eingeleitet, die allgemein durch einen Pfeil A der 1 angezeigt ist. Die Druckluft tritt in erster Linie durch die Öffnung 24 hindurch, um eine Verbrennung zu unterstützen, und teilweise in den Bereich hinein, der den Hohlkörper 12 umgibt, wo sie dazu verwendet wird, sowohl die Mäntel 16 und 18 als auch weiter stromabwärts angeordnete Turbomaschinen zu kühlen.
  • Es sollte verständlich sein, dass, obwohl 1 eine bevorzugte Ausführungsform einer einzelnen ringförmigen Brennkammeranordnung veranschaulicht, die vorliegende Erfindung gleichfalls auf andere Arten von Brennkammeranordnungen, einschließlich doppelringförmiger Brennkammern und zylindrischer Brennkammern, anwendbar ist.
  • Zwischen dem äußeren und dem inneren Mantel 16 und 18 und diese verbindend ist in der Nähe ihrer stromaufwärts liegenden Enden eine ringförmige Domplatte 26 angeordnet. In der Domplatte 26 sind mehrere in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Verwirbleranordnungen 28 (von denen in 1 lediglich eine einzelne veranschaulicht ist) montiert. Das vordere Ende jeder Verwirbleranordnung 28 enthält eine Klemmhülse 30, die in koaxialer Anordnung eine entsprechende Brennstoffeinspritzdüse 32 aufnimmt. Jede Brennstoffeinspritzdüse 32 enthält eine Sprühspitze 34, die in der Klemmhülse 30 angeordnet ist, ein Brennstoff(zufuhr)rohr 36, das mit der Sprühspitze 34 verbunden ist, und ein im Wesentlichen rohrförmiges Gehäuse 38, das die Sprühspitze 34 und das Brennstoffrohr 36 umgibt. Brennstoff wird durch das Brennstoffrohr 36 zu der Sprühspitze 34 geführt und von dieser abgegeben. Die Verwirbleranordnungen 28 verwirbeln Luft, die über die Ringöffnung 24 empfangen wird. Die Wirbelluft wirkt mit Brennstoff zusammen, der aus der Sprühspitze 34 austritt, so dass in die Brennkammer 14 ein gründlich durchmischtes Brennstoff/Luft-Gemisch einströmt.
  • Bezugnehmend nun auf 2 ist eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Einzelheiten veranschaulicht. Ein Ende des Brennstoffrohrs 36 ist in eine Zentralöffnung in dem vorderen Ende der Sprühspitze 34 eingeführt, die eine im Wesentlichen zylindrische Gestalt aufweist. Wie in der Technik bekannt, ist innerhalb der Sprühspitze 34, stromabwärts des Endes des Brennstoffrohrs 36 ein Brennstoffverwirbler 40 angeordnet. In dem hinteren Ende der Sprühspitze 34 ist eine Austrittsöffnung 42 ausgebildet. In dieser Konfiguration wird Brennstoff durch das Brennstoffrohr 36 eingeführt, durch den Verwirbler 40 verwirbelt und anschließend durch die Austrittsöffnung 42 ausgesprüht. Der Aufbau der Sprühspitze 34, wie er soweit beschrieben ist, stellt lediglich einen einzelnen beispielhaften Aufbau dar, der verwendet wird, um das erfindungsgemäße Konzept zu veranschaulichen. Es sollte verständlich sein, dass die vorliegende Erfindung nicht auf Brennstoffeinspritzdüsen mit dieser speziellen Art einer Sprühspitze beschränkt ist.
  • Der innere Radius des Gehäuses 38 ist ausreichend groß, um einen ringförmigen Luftspalt oder eine ringförmige Düsenkavität 39 zwischen dem Gehäuse 38 und dem Brennstoffrohr 36 sowie der Sprühspitze 34 zu bilden. Das Gehäuse 38 und die Düsenkavität 39 dienen somit dazu, das Brennstoffrohr 36 vor den hohen Temperaturen zu schützen, denen die Brennstoffeinspritzdüse 32 ausgesetzt ist. Das Gehäuse 38 enthält einen Primär- bzw. Grundabschnitt 44 und eine Verschleißbuchse 46, die an dem distalen Ende des Primärabschnitts 44 durch ein geeignetes Mittel, beispielsweise durch Schweißung oder Hartlötung, befestigt ist. Die Verschleißbuchse 46 ist in der Klemmhülse 30 (um eine zentrale Achse 50 herum) koaxial angeordnet, und der hintere Abschnitt der Sprühspitze 34 ist in der Verschleißbuchse 46 koaxial angeordnet.
  • An der zylindrischen Außenfläche der Sprühspitze 34 ist eine erste Reihe von Nasen 52 ausgebildet. Die ersten Nasen 52 sind über dem Umfang der Sprühspitze 34 an der gleichen axialen Position in Bezug auf die zentrale Achse 50 angeordnet und erstrecken sich von der Sprühspitze 34 aus radial nach außen. In ähnlicher Weise ist eine zweite Reihe von nach außen ragenden Nasen 54 an der zylindrischen Außenfläche der Sprühspitze 34 an einer gemeinsamen axialen Position ausgebildet, die von der ersten Reihe von Nasen 52 axial stromabwärts im Abstand angeordnet ist. Obwohl sämtliche Nasen vorzugsweise im Ganzen mit der Sprühspitze 34 einstückig ausgebildet sind, wird der Ausdruck „daran ausgebildet" hier derart verwendet, dass er sowohl „gesondert daran befestigt" als auch „einstückig daran ausgeformt" bedeutet. Jede der beiden Reihen weist eine identische Anzahl von Nasen auf, wobei einander zugeordnete Nasen von jeder Reihe über den Umfang zueinander ausgerichtet sind. Dies bedeutet, dass sich jede zweite Nase 54 in Umfangsrichtung an der gleichen Stelle auf der Sprühspitze 34 wie eine zugehörige der ersten Nasen 52 befindet, um dazwischen einen axialen Zwischenraum zu bilden.
  • An der zylindrischen Innenfläche der Verschleißbuchse 46 ist eine dritte Reihe von Nasen 56 ausgebildet. Die dritten Nasen 56 erstrecken sich radial nach innen von der Innenfläche der Verschleißbuchse aus und sind alle an einer gemeinsamen axialen Position angeordnet, die sich zwischen den axialen Positionen der ersten Reihe von Nasen 52 und der zweiten Reihe von Nasen 54 befindet. Die Anzahl von dritten Nasen 56 ist vorzugsweise gleich der Anzahl der ersten und der zweiten Nasen 52 und 54. Wenn die Brennstoffeinspritzdüse 32 zusammengebaut ist, ist jede einzelne der dritten Nasen 56 in einem entsprechenden Zwischenraum der zwischen den ersten und den zweiten Nasen 52 und 54 gebildeten Zwischenräume angeordnet.
  • Aufgrund von Herstellungstoleranzen ist ein axialer Spielraum zwischen jeder dritten Nase 56 und der zugehörigen ersten und/oder zweiten Nase 52 und 54 vorhanden. Somit lässt der Aufbau eine normale oder erwartete Wärmeausdehnung des Gehäuses 38 in Bezug auf die Sprühspitze 34 in Axialrichtung und in Radialrichtung zu. Jedoch wird die Sprühspitze 34 an einer über eine Nominalbewegung hinausgehenden Bewegung in Bezug auf das Gehäuse 38 in beiden axialen Richtungen sowohl nach vorne als auch nach hinten gehindert, die durch übermäßige Wärmeausdehnung, Kohlenstoffanlagerung oder aus sonstigen Gründen verursacht sein kann. D. h., die drei Reihen von Nasen 52, 54, 56 wirken derart miteinander, dass sie eine bidirektionale axiale Bewegung der Sprühspitze 34 in Bezug auf das Gehäuse 38 einschränken, wodurch die richtige axiale Positionierung der Sprühspitze 34 in Bezug auf das Gehäuse 38 aufrechterhalten wird. Eine ordnungsgemäße Positionierung der Sprühspitze 34 verringert die Veränderung der Auftreffstelle des Brenn stoffsprühstrahls in der Verwirbleranordnung 28. Dies hat ein verbessertes Verhalten und eine erhöhte Lebensdauer der Brennstoffeinspritzdüse 32 und der Brennkammeranordnung 10 zur Folge.
  • Wie aus 3 ersichtlich, enthält die dritte Reihe drei Nasen 56, die jeweils eine Weite von ungefähr 60 Grad aufweisen und die um den Innenumfang der Verschleißbuchse 46 herum in gleichem Abstand zueinander angeordnet sind. Demgemäß sind zwischen den Nasen 56 drei Aussparungen festgelegt, die ebenfalls eine Weite von ungefähr 60 Grad haben. Die erste und die zweite Nase 52 und 54 sind in ähnlicher Weise an der Sprühspitze 34 gestaltet bzw. konfiguriert. Diese Anordnung ermöglicht eine Montage der Brennstoffeinspritzdüse 32 durch Platzierung der Verschleißbuchse 46 über dem hinteren Ende der Sprühspitze 34 und Einführung der ersten Nasen 52 durch die in Umfangsrichtung verlaufenden Aussparungen, die zwischen den dritten Nasen 56 festgelegt sind, so dass die dritten Nasen 56 an ihrer axialen Position zwischen den ersten und den zweiten Nasen 52 und 54 angeordnet sind. Die Verschleißbuchse 46 wird anschließend um 60 Grad in Bezug auf die Sprühspitze 34 verdreht, so dass jede dritte Nase 56 in einem zugehörigen Zwischenraum der zwischen den ersten und den zweiten Nasen 52 und 54 festgelegten Zwischenräume angeordnet ist. Wenn sie richtig positioniert ist, wird die Verschleißbuchse 46 an dem Primärabschnitt 44 des Gehäuses 38 sicher befestigt. Dies verhindert eine anschließende relative Verdrehung der Sprühspitze 34 und der Verschleißbuchse 46, so dass alle Reihen von Nasen 52, 54, 56 über den Umfang zueinander ausgerichtet bleiben.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung in 3 dargestellt ist, wie sie drei dritte Nasen 56 (und somit drei erste und zweite Nasen 52 und 54) aufweist, sollte bemerkt werden, dass die Anzahl von Nasen pro Reihe nicht auf drei beschränkt ist. Jedoch wird bevorzugt, dass jede Nasenreihe zwei oder mehrere Nasen aufweist. Obwohl die vorliegende Erfindung theoretisch auch mit lediglich einer einzelnen Nase pro Reihe funktionieren würde, wird durch die Verwendung wenigstens zweier gleichmäßig voneinander beabstandeter Nasen pro Reihe eine Verkippung der Sprühspitze 34 in der Verschleißbuchse 46 verhindert, die sich aus einem Moment ergeben würde, das durch auf die Brennstoffeinspritzdüse 32 einwirkende ungleiche Belastungen erzeugt wird.
  • 4 veranschaulicht eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform funktioniert in der gleichen Weise wie die erste Ausführungsform, wobei jedoch die erste Reihe von Nasen 52 und die zweite Reihe von Nasen 54 an der zylindrischen Innenfläche der Verschleißhülse 46 ausgebildet sind und sich von dieser aus radial nach innen erstrecken. Die dritte Reihe von Nasen 56 ist an der zylindrischen Außenfläche der Sprühspitze 34 ausgebildet, und diese Nasen 56 erstrecken sich von dieser aus radial nach außen. Wie im vorstehenden Fall, sind die ersten Nasen 52 alle an einer gemeinsamen axialen Position in Bezug auf die zentrale Achse 50 angeordnet, während die zweiten Nasen 54 alle an einer anderen gemeinsamen axialen Position angeordnet sind, die sich axial stromabwärts im Abstand zu der ersten Reihe von Nasen 52 befindet. Die dritten Nasen 56 sind alle an einer noch anderen gemeinsamen axialen Position angeordnet, die sich zwischen den axialen Positionen der ersten Reihe von Nasen 52 und der zweiten Reihe von Nasen 54 befindet. Jede einzelne der dritten Nasen 56 ist in einer zugehörigen der zwischen den ersten und den zweiten Nasen 52 und 54 gebildeten Zwischenräume angeordnet. Wie bei der ersten Ausführungsform schränkt diese Ausgestaltung eine bidirektionale axiale Bewegung der Sprühspitze 34 in Bezug auf das Gehäuse 38 derart ein, dass eine ordnungsgemäße axiale Positionierung aufrechterhalten wird, während eine normale oder erwartete wärmebedingte Ausdehnung des Gehäuses 38 in Bezug auf die Sprühspitze 34 sowohl in Axialrichtung als auch in Radialrichtung zugelassen wird.
  • Im Vorstehenden ist eine Brennstoffeinspritzdüse beschrieben, bei der eine bidirektionale axiale Bewegung der Sprühspitze in Bezug auf das Gehäuse eingeschränkt wird.

Claims (9)

  1. Brennstoffeinspritzdüse (32) mit einer Sprühspitze (34); mit einem Gehäuse (38), das koaxial um die Sprühspitze (34) herum angeordnet ist; und mit einer Einrichtung (52, 54, 56) zur Einschränkung einer bidirektionalen axialen Bewegung der Sprühspitze (34) in Bezug auf das Gehäuse (38), wobei die Einrichtung zur Einschränkung einer bidirektionalen axialen Bewegung eine erste und eine zweite Nase (52, 54), die entweder an der Sprühspitze (34) oder an dem Gehäuse (38) ausgebildet ist, und eine dritte Nase (56) aufweist, die an der anderen Komponente aus der Sprühspitze (34) und dem Gehäuse (38) ausgebildet ist, wobei die dritte Nase (56) zwischen der ersten und der zweiten Nase (52, 54) angeordnet ist und das Gehäuse die Sprühspitze über die gesamte axiale Ausdehnung umgibt.
  2. Brennstoffeinspritzdüse (32) nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung (52, 54, 56) zur Einschränkung einer bidirektionalen axialen Bewegung eine erste und eine zweite Nase (52, 54), die entweder an der Sprühspitze (34) oder an dem Gehäuse (38) ausgebildet ist, und eine dritte Nase (56) aufweist, die an der anderen Komponente, also der Sprühspitze (34) oder dem Gehäuse (38), ausgebildet ist, wobei die dritte Nase (56) zwischen der ersten und der zweiten Nase (52, 54) angeordnet ist.
  3. Brennstoffeinspritzdüse (32) nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung (52, 54, 56) zur Einschränkung einer bidirektionalen axialen Bewegung eine erste und eine zweite Reihe von Nasen (52, 54), die entweder an der Sprühspitze (34) oder an dem Gehäuse (38) ausgebildet sind, und eine dritte Reihe von Nasen (56) aufweist, die an der anderen Komponente aus der Sprühspitze (34) und dem Gehäuse (38) ausgebildet ist, wobei jede Nase der dritten Reihe von Nasen (56) zwischen einer Nase aus der ersten Reihe von Nasen (52) und einer Nase aus der zweiten Reihe von Nasen (54) angeordnet ist.
  4. Brennstoffeinspritzdüse (32) nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Einrichtung (52, 54, 56) zur Einschränkung einer bidirektionalen Bewegung eine wärmebedingte Ausdehnung des Gehäuses (38) in Bezug auf die Sprühspitze (34) zulässt.
  5. Brennstoffeinspritzdüse (32) nach Anspruch 2, wobei das Gehäuse (38) koaxial um die Sprühspitze (32) angeordnet ist.
  6. Brennstoffeinspritzdüse (32) nach Anspruch 2, wobei die erste und die zweite Nase (52, 54) axial voneinander beabstandet sind.
  7. Brennstoffeinspritzdüse (32) nach Anspruch 2, wobei die erste, die zweite und die dritte Nase (52, 54, 56) über den Umfang zueinander ausgerichtet sind.
  8. Brennstoffeinspritzdüse (32) nach Anspruch 3, wobei das Gehäuse (38) einen Grundabschnitt (44) und eine Verschleißbuchse (46) aufweist, wobei die dritte Reihe von Nasen (56) an der Verschleißbuchse (46) ausgebildet ist.
  9. Brennstoffeinspritzdüse (32) nach Anspruch 8, wobei jede Nase der ersten Reihe von Nasen (52) im gleichmäßigen Abstand um die Sprühspitze (34) angeordnet ist, jede Nase der zweiten Reihe von Nasen (54) im gleichmäßigen Abstand um die Sprühspitze (34) angeordnet ist und jede Nase der dritten Reihe von Nasen (56) im gleichmäßigen Abstand um die Verschleißbuchse (46) angeordnet ist.
DE60024958T 1999-12-17 2000-12-15 Gasturbinenbrennstoffeinspritzdüse und Montageverfahren Expired - Lifetime DE60024958T2 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
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US09/466,557 US6460340B1 (en) 1999-12-17 1999-12-17 Fuel nozzle for gas turbine engine and method of assembling

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DE60024958D1 DE60024958D1 (de) 2006-01-26
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DE60024958T Expired - Lifetime DE60024958T2 (de) 1999-12-17 2000-12-15 Gasturbinenbrennstoffeinspritzdüse und Montageverfahren

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6460340B1 (de)
EP (1) EP1108958B1 (de)
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