DE68909572T2

DE68909572T2 - Integrierter Brennstoffdüsendeckel für eine Gasturbinenbrennkammer.

Info

Publication number: DE68909572T2
Application number: DE89313189T
Authority: DE
Inventors: John Edward Ford; Albert Myers
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1988-12-22
Filing date: 1989-12-18
Publication date: 1994-04-07
Anticipated expiration: 2009-12-19
Also published as: JPH02213605A; DE68909572D1; EP0375311B1; US4930703A; EP0375311A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Brennkammern für Gasturbinentriebwerke und insbesondere auf Düsenabdeckungen und Verbrennungsdüsen, die in Brennkammern von Gasturbinentriebwerken verwendbar sind.
Ein großes Gasturbinentriebwerk kann mehrere Brennkammern enthalten, die in einem Kreis um andere Elemente herum angeordnet sind. Jeder Brennkammer werden Brennstoff und Luft zugeführt, um ein Brennstoff/Luft-Gemisch zu erzeugen.
Ein Brennkammertyp, der für die vorliegende Erfindung von Interesse ist, verwendet eine Kombination von Brennstoffen, beispielsweise zwei unterschiedliche Gase oder ein Gas und eine Luft-atomisierte Flüssigkeit, die jeder Düse zugeführt werden. Eine derartige Brennkammer verbrennt typisch gasförmigen Brennstoff während des normalen Betriebs. Alternativ kann ein flüssiger Brennstoff, der durch eine heftig wirbelnde Luftversorgung atomisiert bzw. zerstäubt ist und aus der Düse austritt, verbrannt werden. Es können auch Kombinationen von einem oder beiden Brennstoffen in veränderlichen Verhältnissen verbrannt werden. Eine derartige Brennkammer ist in der DE-A-2336044 gezeigt.
Eine Brennstoffabdeckung, die das stromaufwärtige Ende der Brennkammer bildet, enthält Verteiler darin zum Transportieren von Brennstoffgas und Luft zu den Stellen von allen der mehreren Düsen in dieser Düsenabdeckung. Die Düsen sind in der Düsenabdeckung angebracht, um Luft- und Brennstoffgas-Kanäle in den Düsen mit entsprechenden Verteilern in der Düsenabdeckung anzupassen. Flüssiger Brennstoff ist direkt mit jeder entsprechenden Düse verbunden.
Eine Düsenabdeckung wird üblicherweise dadurch gefertigt, daß einzelne Elemente maschinell bearbeitet, geschweißt und zusammengelötet werden, um die erforderlichen Verteiler zu bilden. Mit Gewinde versehene ringförmige Wände sind in einem speziellen Einsatz vorgesehen für einen Einbau der Düsen und für die Verbindung mit der Zufuhr von flüssigem Brennstoff und dem Brennstoffgas und Luft in den Verteilern. Bei einer Konstruktion ist die Düsenabdeckung aus siebzehn getrennten hartgelöteten oder geschweißten Teilen gebildet.
Eine Düsenabdeckung von einer Brennkammer ist ein großer Gegenstand, der in Querrichtung beispielsweise etwa 55 bis 60 cm (22 bis 27 Zoll) mißt. Die Einschränkungen des Schweißens bzw. Hartlötens erfordern eine erhebliche Präzision, damit aneinander anliegende Oberflächen, die geschweißt bzw. hartgelötet werden sollen, genügend nahe an einander sind, um eine erfolgreiche Schweißung bzw. Hartlötung zu gestatten.
Der bekannte Einsatz weist drei koaxiale, koplanare, ringförmige Wände auf, an denen die Düsenteile durch Gewinde befestigt sind. Der übliche Aufbau läßt wenig Raum für den Einsatz von Werkzeugen zur Herstellung der erforderlichen Gewinde auf den ringförmigen Wänden.
Es sind Verfahren bekannt (z.B. GB 771316) zum Ausformen hohler Gegenstände, aber diese Verfahren sind nie für eine Anwendung auf dem vorliegenden Gebiet geeignet gewesen aufgrund der Komplexität der dabei verwendeten Teile.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Düsenabdeckung zu schaffen, die die Nachteile des Standes der Technik überwindet.
Demzufolge werden hier eine Düsenabdeckung und eine Düsenanordnung beschrieben, die mit geringeren Kosten gefertigt werden können. Die hier vorgeschlagene Düsenabdeckung wird mit integral ausgebildeten Verteilern gegossen, die mit Kammern in darin eingebauten Düsen zusammenpassen. Sie kann eine optimale Form haben und hat ein verringertes Gewicht im Vergleich zu bekannten Düsenabdeckungen, die hartgelötet und geschweißt sind.
Insbesondere wird eine Düsenabdeckung für eine Brennkammer von einem Kombibrennstoff-Gasturbinentriebwerk angegeben, die als ein einteiliges integrales Teil gegossen ist, das nur eine maschinelle Bearbeitung für Löcher, Dichtungsflächen und Gewinde erfordert. Der Querschnitt der Düsenabdeckung ist vorzugsweise ein Teil von einem Ellipsoid, um die Festigkeit für eine gegebene Materialmenge möglichst groß zu machen. Eine Grenzfläche zwischen der Düsenabdeckung und jeder von mehreren Kombibrennstoffdüsen verwendet eine einzelne Gewindeöffnung, die zwei Düsen aufnimmt. Eine dritte Düse in jeder Kombibrennstoffdüse kann in Gewindegängen aufgenommen werden, die in einer abgestuften Wand in der Düsenabdeckung ausgebildet sind.
Erfindungsgemäß wird eine Düsenabdeckung für eine Brennkammer von einem Gasturbinentriebwerk mit wenigstens einem Düsenhalter und Mitteln zum Zuführen von ersten und zweiten Gasen zu dem Brennstoffhalter geschaffen, wobei die Düsenabdeckung dadurch gekennzeichnet ist, daß sie ein gegossenes, einstückiges, integrales Teil aufweist, das den wenigstens einen Düsenhalter enthält, wobei das einstückige integrale Teil auch wenigstens einen ersten Verteiler und einen zweiten Verteiler aufweist, die die Mittel zum Zuführen der ersten und zweiten Gase zu dem wenigstens einen Düsenhalter aufweisen.
Vorzugsweise werden weiterhin geschaffen eine erste Versorgungseinrichtung zum Zuführen eines ersten Gases zu dem ersten Verteiler, eine zweite Versorgungseinrichtung zum Zuführen eines zweiten Gases zu dem zweiten Verteiler, eine erste Verbindungseinrichtung in dem Düsenhalter zum Verbinden mit dem ersten Verteiler, eine Aufnahmeeinrichtung in dem Düsenhalter zum Aufnehmen einer ersten Düse, eine Zuführeinrichtung in dem Düsenhalter zum Zuführen des ersten Gases zu der ersten Düse, eine zweite Verbindungseinrichtung in dem Düsenhalter zum Verbinden mit dem zweiten Verteiler, eine Aufnahmeeinrichtung in dem Düsenhalter zum Aufnehmen einer zweiten Düse, wobei die zweite Düse koaxial mit der ersten Düse ist, und eine Zuführeinrichtung in den Düsenhalter zum Zuführen des zweiten Gases zu der zweiten Düse.
Die Düsenabdeckung kann von der Innenseite der Brennkammer eine im wesentlichen konkave Form haben.
Die Düsenabdeckung kann ferner eine äußere Ringwand des einstückigen integralen Teils enthalten, wobei die äußere Ringwand eine erstes Gewinde in ihrer einen Oberfläche aufweist, eine erste Düse für gasförmigen Brennstoff, ein zweites Gewinde auf der ersten Düse, das mit dem ersten Gewinde verschraubbar ist, eine zylindrische Vertiefung koaxial mit der äußeren Ringwand, ein drittes Gewinde auf der zylindrischen Vertiefung, eine Flüssig-Brennstoffdüse, wobei die Flüssig-Brennstoffdüse ein viertes Gewinde aufweist, das mit dem dritten Gewinde verschraubbar ist zur Halterung der Flüssig-Brennstoffdüse zentriert mit der ersten Düse, eine zweite Gasdüse, wobei die zweite Gasdüse ein fünftes Gewinde aufweist, das mit dem dritten Gewinde verschraubbar ist zur Halterung der zweiten Gasdüse zentriert über der Flüssig-Brennstoffdüse und innerhalb der ersten Düse, wobei die vierten und fünften Gewinde in einer axialen Folge auf dem dritten Gewinde angeordnet sind, das vierte Gewinde, das mit dem dritten Gewinde in Eingriff ist, weiter in der zylindrischen Vertiefung ist als das fünfte Gewinde, und eine Einrichtung, die eine Strömung eines zweites Gases aus dem ersten Verteiler über das vierte Gewinde gestattet, wodurch das zweite Gas die zweite Gasdüse erreichen kann.
Weiterhin wird erfindungsgemäß ein Verfahren zum Herstellen einer Düsenabdeckung für ein Gasturbinentriebwerk geschaffen, enthaltend: Herstellen einer Nachbildung der Düsenabdeckung in einem ersten Material, wobei die Nachbildung wenigstens einen Düsenhalter und wenigstens erste und zweite Verteiler aufweist; die ersten und zweiten Verteiler mit dem wenigstens einen Düsenhalter in Verbindung gebracht werden; Überdecken der Nachbildung mit einem zweiten Material; Entfernen der Nachbildung aus dem zweiten Material, um eine aufnehmende bzw. negative Kopie der Nachbildung in dem zweiten Material hervorzurufen; und Gießen eines Metalls in die aufnehmende bzw. negative Kopie, wodurch eine vor stehende bzw. positive Kopie der Nachbildung einschließlich der wenigstens ersten und zweiten Verteiler und dem wenigstens einen Düsenhalter als eine integrale Einheit gebildet wird.
Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlich, in denen gleiche Bezugszahlen gleiche Elemente bezeichnen, und in denen:
Figur 1 eine Seitenansicht von einem Teil einer Brennkammer ist, auf die bei der Beschreibung des Standes der Technik und der vorliegenden Erfindung Bezug genommen wird;
Figur 2 ein Querschnitt durch die Düsenabdeckung von einem bekannten Ausführungsbeispiel der Brennkammer gemäß Figur 1 ist;
Figur 3 ein vergrößerter Querschnitt von einem Düsenhaltereinsatz und einer damit zusammenpassenden Kombibrennstoffdüse gemäß dem Stand der Technik ist.
Figur 4 ein Querschnitt von einer Brennkammer entlang der Linie IV-IV in Figur 5 ist;
Figur 5 ein Schnitt von einer Brennkammer entlang der Linie V-V in Figur 4 ist, wobei die Kombibrennstoffdüse entfernt ist;
Figur 6 ein vergrößerter Schnitt von Figur 5 in der Nähe der Kombibrennstoffdüse ist, wobei die Kombibrennstoffdüse eingebaut ist;
Figur 7 eine Ansicht in der Richtung VII-VII in Figur 5 ist.
In Figur 1 ist allgemein bei 10 ein Teil von einer bekannten Brennkammer gezeigt. Ein Brennkammergehäuse 12 hat das eine Ende geschlossen durch eine im wesentlichen scheibenförmige Düsenabdeckung 14. Die Brennstoffdüsenabdeckung 14 ist durch übliche Mittel in ihrer Lage gehalten, beispielsweise einen Ring von Schraubbolzen 16 (von denen nur zwei gezeigt sind). Drei Verbindungsstücke sind an der Düsenabdeckung 14 befestigt, nämlich ein Gasbrennstoff-Verbindungsstück 18, ein Luft-Verbindungsstück 20 und ein Flüssigbrennstoff-Verbindungsstück 22, jedes für eine Verbindung seines entsprechenden Materials mit Düsen (nicht gezeigt) in der Brennkammer 10.
In einem vollständigen Gasturbinentriebwerk ist das Brennkammergehäuse 12 mit einer Kammer (nicht gezeigt) verbunden, die mit einer Druckluftversorgung in Verbindung steht. Die Druckluft kann durch das Brennkammergehäuse 12 durch bekannte Mittel von der Kammer (nicht gezeigt) zu dem Inneren des Brennkammergehäuses 12 strömen, um dieses zu kühlen und darin eine Verbrennung zu unterhalten. Da die Elemente außerhalb des Brennkammergehäuses 12 für den Fachmann bekannt sind und sich die Erfindung hierauf nicht bezieht, wird eine weitere Erläuterung in dieser Richtung nicht für notwendig erachtet, um die erfindungsgemäße Düsenabdeckung herzustellen und zu verwenden.
In Figur 2 verdeutlicht ein Schnitt von einem Teil der Düsenabdeckung 14, daß eine Kombibrennstoffdüse 24, üblicherweise eine von mehreren, in einem Einsatz 26 eingebaut ist, der in einer Öffnung 28 in der Düsenabdeckung 14 dauerhaft befestigt ist. Ein Gas-Verbindungsstück 20 enthält eine Gasleitung 30, die zu einem Gasverteiler 32 führt, der um die Düsenabdeckung 14 herumführt. Ein Gaskanal 34 verbindet Gas von dem Gasverteiler 32 zu einem Gasdurchlaß 36 in dem Einsatz 26. Der Gaskanal 34 wird üblicherweise dadurch gebildet, daß die Düsenabdeckung 14 von außen angebohrt wird, wie es gezeigt ist, und die Bohrung mit einem Dichtungsstopfen 38 abgedichtet wird.
Das Luft-Verbindungsstück 18 ist mit einem Luftverteiler 40 verbunden, der zu einer Luftkammer 42 in einem Einsatz 26 führt. Der Zugang zu dem Luftverteiler 40 wird durch eine Kappe 44 abgedichtet, die in üblicherweise eingebaut werden kann, beispielsweise durch Hartlöten oder Schweißen.
Das Flüssigbrennstoff-Verbindungsstück 22 enthält mehrere Flüssigbrennstoff-Verteilerrohre 46-48, von denen eins zu jedem Einsatz 26 führt. Beispielsweise führt das Flüssigbrennstoff-Verteilerrohr 46, wie es dargestellt ist, zu dem Einsatz 26, der im Schnitt gezeigt ist. Das Flüssigbrennstoff-Verteilerrohr 48 führt zu einem weiteren Einsatz 26, der mit entfernter Kombibrennstoffdüse 24 dargestellt ist.
Es wird nun auf die vergrößerte Ansicht in der Nähe der Kombibrennstoffdüse 24 in Figur 3 Bezug genommen. Ein Außenteil auf einer inneren Ringwand 50 auf dem Einsatz 26 ist mit einem Gewinde versehen, um ein passendes Gewinde auf einem Innenteil einer Flüssigbrennstoffdüse 52 aufzunehmen. Ein Innenteil von einer ringförmigen Zwischenwand 54 auf dem Einsatz 26 ist mit einem Gewinde versehen, um ein passendes Gewinde auf einem Außenteil von einer Luftdüse 56 aufzunehmen. In ähnlicher Weise ist ein Innenteil von einer äußeren Ringwand 58 des Einsatzes 26 mit einem Gewinde versehen, um ein passendes Gewinde auf einem Außenteil von einer Gasbrennstoffdüse 60 aufzunehmen.
Der Rest der Kombibrennstoffdüse 24 ist üblich und wird nicht näher erläutert.
Es sei darauf hingewiesen, daß die ringförmige Innenwand 50, die ringförmige Zwischenwand 54 und die ringförmige Außenwand 58 konzentrisch zueinander sind und an etwa den gleichen axialen Positionen liegen. Es wurde gefunden, daß der Ringraum zwischen der ringförmigen Innenwand 50 und der ringförmigen Zwischenwand 54 es schwierig machen, ein Maschinenwerkzeug zum Bearbeiten der inneren Gewinde auf der ringförmigen Außenwand 58 einzusetzen. In ähnlicher Weise macht es der Ringraum zwischen der ringförmigen Innenwand 50 und der ringförmigen Zwischenwand 54 schwierig, ein Maschinenwerkzeug zum Bearbeiten der äußeren und inneren Gewinde darauf einzusetzen. Schließlich sei darauf hingewiesen, daß der Einsatz 26 eine relativ komplexe maschinelle Bearbeitung erfordert, um für ein entsprechendes Zusammenpassen mit den ankommenden Versorgungen von Luft, gasförmigem Brennstoff und flüssigem Brennstoff zu sorgen.
Figuren 4 und 5, auf die nun Bezug genommen wird, stehen derart in Beziehung zueinander, daß Figur 4 ein Querschnitt entlang der Linie IV-IV in Figur 5 ist, und Figur 5 ist ein Querschnitt entlang der Linie V-V in Figur 4. Ein Teil von einer Brennkammer 62 enthält ein Brennkammergehäuse 64, an dem eine einstückige Düsenabdeckung 66 befestigt ist.
Die einstückige Düsenabdeckung 66 ist vorzugsweise durch Präzisionsformguß hergestellt, wobei alle erforderlichen Formen zur gleichen Zeit erzeugt werden. Das Präzisionsformgießen, das gelegentlich auch als Verfahren mit verlorener Wachsform bezeichnet wird, ist eine übliche Technik zum Gießen von Metall und anderen Materialien. Kurz gesagt, wird eine Wachsform des zu gießenden Gegenstandes auf irgendeine zweckmäßige Weise gebildet, beispielsweise durch Skulpturieren oder Modelieren. Die Wachsform wird mit einer Zusammensetzung zum Gießen mit verlorener Gießform überdeckt, und die Zusammensetzung wird gehärtet. Die Zusammensetzung und die Wachsform darin werden erhitzt, so daß das Wachs schmilzt und abfließt, wobei eine genaue negative Form zurückbleibt, in die Metall oder ein anderes geschmolzenes Material gegossen wird.
Die Anwendung des Gießens mit verlorener Gießform zur Herstellung der einstückigen Düsenabdeckung 66 sorgt für Vorteile hinsichtlich der Form, Einsparungen, Material und Senkung der Kosten. Wie am besten aus Figur 5 ersichtlich ist, hat die einstückige Düsenabdeckung 66 eine Form, die im allgemeinen einem Teil von einem Ellipsoid nahekommt. Dies sorgt für die maximale Festigkeit für eine gegebene Materialmenge. Somit ist für eine gegebene Festigkeit von einer einstückigen Düsenabdeckung 66 weniger Material erforderlich, als erforderlich sein würde, wenn die einstückige Düsenabdeckung 66 aus einer ebenen Scheibe hergestellt würde. Zusätzlich werden ein Gasbrennstoff-Verteiler 68 und ein Luft-Verteiler 70 während des Gießens mit verlorener Gießform integral ausgebildet. Ein Flüssigbrennstoff-Kanal 74 wird zentriert in jedem Düsenhalter 72 ausgebildet. Ferner werden die Düsenhalter 72 und auch ihre Grenzflächen mit dem Gasbrennstoff-Verteiler 68 und dem Luft-Verteiler 70 integral ausgebildet, wenn das Teil gegossen wird. Weiterhin wird eine mit dem Luft-Verteiler 70 in Verbindung stehende Luft-Verbindung 76 gebildet, und es wird eine Gasbrennstoff-Verbindung 78 gebildet, die mit dem Gasbrennstoff-Verteiler 68 in Verbindung steht. Abgesehen von einer maschinellen Bearbeitung von Dichtungsflächen und Löchern und Bohrarbeiten wird die einstückige Düsenabdeckung 66 so verwendet, wie sie gegossen wird, ohne daß weitere Endbearbeitungsvorgänge erforderlich sind.
Trotz der engen Toleranzen, die bei der Verwendung des Gießens mit verlorener Gießform erzielbar sind, ist auch die Verwendung von anderen Gießverfahren möglich. Beispielsweise kann auch das Sandgießen verwendet werden. Beim Sandguß wird ein positives Modell der zur gießenden Vorrichtung zur Hälfte in einem unteren Rahmen vergraben, der einen speziellen Gießsand enthält. Ein oberer Rahmen wird über der oberen Hälfte des Modells angeordnet und mit dem Gießsand gefüllt. Dadurch wird die Form des Modells in dem Sand in den oberen und unteren Rahmen geformt. Dann wird der obere Rahmen abgenommen, und das positive Modell wird aus dem Gießsand entnommen. Der obere Rahmen wird wieder auf dem unteren Rahmen angeordnet, und Metall wird in den Hohlraum gegossen, um das gewünschte Stück zu bilden.
Die einstückige Düsenabdeckung kann mit bekannten Kombinationsbrennstoffdüsen 24 verwendet werden. Gemäß Figur 6 wird eine einstückige Düsenabdeckung 66 vorzugsweise mit einer verbesserten Kombibrennstoffdüse 80 gemäß der Erfindung verwendet. Eine ringförmige Außenwand 82 enthält Innengewinde, die mit dem Außengewinde auf einer Gasbrennstoffdüse 84 zusammenpassen. Ein Gaskanal 86 verbindet gasförmigen Brennstoff aus einem Gasbrennstoff-Verteiler 68 mit dem Inneren der Gasbrennstoffdüse 84.
Eine zylindrische Vertiefung 88, die um den Flüssigbrennstoff-Kanal 74 zentriert ist, weist Gewindegänge entlang im wesentlichen der gesamten Länge ihrer inneren Oberfläche auf. Ein nach außen gerichteter Flansch 90 auf einer Flüssigbrennstoff-Düse 92 enthält Gewindegänge auf seiner äußeren Oberfläche, die mit den Gewindegängen auf der inneren Oberfläche der zylindrischen Vertiefung 88 zusammenpassen. Die Flüssigbrennstoff-Düse 92 ist mit einer Dichtungsfläche 94 an der Basis der zylindrischen Vertiefung 88 durch irgendein zweckmäßiges Mittel, wie beispielsweise eine Dichtung 96, abgedichtet. Eine derartige Abdichtung sorgt für eine flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen dem Flüssigbrennstoff-Kanal 74 und der Flüssigbrennstoff-Düse 92 zum Zuführen von flüssigem Brennstoff zu stromabwärtigen Elementen in der Flüssigbrennstoff-Düse 92.
Die stromabwärtigen Elemente in der Flüssigbrennstoff-Düse 92 sind alle üblich und dem Fachmann bekannt. Deshalb werden diese Elemente hier nicht weiter beschrieben.
Es sei darauf hingewiesen, daß der nach außen gerichtete Flansch 90 nur den innersten Teil der zylindrischen Vertiefung 88 einnimmt. Dies läßt Raum für den Einbau von einer Luft-Düse 98 auf den gleichen Gewindegängen in der zylindrischen Vertiefung 88. Die innere Oberfläche der Luft-Düse 98 und die äußere Oberfläche der FLüssigbrennstoff-Düse 92 bilden eine Luftströmungskammer 100. Ein Luftkanal 101 stellt eine Verbindung zwischen dem Luftverteiler 70 und der Kombibrennstoffdüse 80 her. Mehrere Luftöffnungen 102 in dem nach außen gerichteten Flansch 90 gestatten eine Luftströmung von dem Luftkanal 101 zur Luftströmungskammer 100. Die Elemente stromabwärts von der Luftströmungskammer 100 sind üblich und werden deshalb hier nicht näher beschrieben.
Die Anordnung aus der Kombibrennstoffdüse 80 und dem Düsenhalter 92 löst die Probleme der Herstellung von Gewindegängen in eingeschränkten Räumen, wie es bei der bekannten Kombibrennstoffdüse der Fall ist. Der abgestufte Aufbau der ringförmigen Außenwand 92 und der zylindrischen Vertiefung 88 gestattet einen großen Zugangsraum zu ihren Oberflächen zur Herstellung der erforderlichen Gewindegänge. Dies wird inbesondere begünstigt durch die Doppelverwendung von Gewindegängen auf der zylindrischen Vertiefung 88, um sowohl die Dichtfläche 94 als auch die Luftdüse 98 zu haltern. Weiterhin gestattet die Aussparung, die durch die zylindrische Vertiefung 88 erzeugt ist, die Ausnutzung des gesamten Durchmessers innerhalb der ringförmigen Außenwand 92 für die Handhabung von Werkzeugen für die Herstellung von Gewindegängen darauf.
In Figur 7 macht eine Draufsicht auf den Düsenhalter 72 deutlich, daß der Luftkanal 101 im wesentlichen mondförmig ist und weniger als 180 Grad einnimmt. Weiterhin ist der Gaskanal 86 im wesentlichen mondförmig und ist in einer Lage gegenüber dem Luftkanal 101 angeordnet.
Die vor stehend beschriebenen Düsenabdeckungen und Kombinationsdüsen wurden auf die Verwendung von Brennstoffgas, flüssigem Brennstoff und Luft gerichtet. Die Luft wird überwiegend zum Zerstäuben und Mischen des flüssigen Brennstoffs verwendet. Für den Fachmann wird deutlich, daß ein zweites Gas die Luft ersetzen könnte, um wenigstens einige der Funktionen zu übernehmen, für die Luft verwendet wird. Im Rahmen der hier beschriebenen Erfindung könnte ein Inertgas, wie beispielsweise Stickstoff, oder ein Aktivgas, wie beispielsweise Sauerstoff, die Luft in irgendeinem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele ersetzen.
Weiterhin ist es im Rahme der hier beschriebenen Erfindung möglich, die Düsenabdeckung und Düsen gemäß der Erfindung zu verwenden, um der Brennkammer zwei unterschiedliche Brennstoffgase zuzuführen. Dies kann wertvoll sein, wenn ein Gas mit geringem Brennstoffwert und ein Gas mit hohem Brennstoffwert zur Verfügung stehen. Mit der Erfindung können die einen niedrigen und einen hohen Brennstoffwert aufweisenden Gase den Düsen alternativ oder in irgendeiner Kombination zugeführt werden.

Claims

1. Düsenabdeckung für eine Brennkammer von einem Gasturbinentriebwerk mit wenigstens einem Düsenhalter (72) und Mitteln (101, 86) zum Zuführen von ersten und zweiten Gasen zu dem Düsenhalter (72), dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenabdeckung ein gegossenes, einstückiges, integrales Teil (66) aufweist, das den wenigstens einen Düsenhalter (72) enthält, wobei das einstückige integrale Teil (66) auch wenigstens einen ersten Verteiler (70) und einen zweiten Verteiler (68) aufweist, die die Mittel (101, 86) zum Zuführen der ersten und zweiten Gase zu dem wenigstens einen Düsenhalter (72) aufweisen.

2. Düsenabdeckung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

eine erste Versorgungseinrichtung (76) zum Zuführen eines ersten Gases zu dem ersten Verteiler (70);

eine zweite Versorgungseinrichtung (78) zum Zuführen eines zweiten Gases zu dem zweiten Verteiler (68);

eine erste Verbindungseinrichtung in dem Düsenhalter (72) zum Verbinden mit dem ersten Verteiler (70);

eine Aufnahmeeinrichtung (88) in dem Düsenhalter (72) zum Aufnehmen einer ersten Düse (98)

eine zuführeinrichtung (101) in dem Düsenhalter (72) zum Zuführen des ersten Gases zu der ersten Düse (98)

eine zweite Verbindungseinrichtung in dem Düsenhalter (72) zum Verbinden mit dem zweiten Verteiler (68);

eine Aufnahmeeinrichtung (82) in dem Düsenhalter (72) zum Aufnehmen einer zweiten Düse (84);

wobei die zweite Düse (84) koaxial mit der ersten Düse (98) ist; und

eine zuführeinrichtung (86) in dem Düsenhalter (72) zum Zuführen des zweiten Gases zu der zweiten Düse (84).

3. Düsenabdeckung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch:

eine Aufnahmeeinrichtung (88) in dem Düsenhalter (72) zum Aufnehmen einer dritten Düse (92);

wobei die dritte Düse (92) koaxial mit den ersten und zweiten Düsen (98, 84) ist; und

eine Zuführeinrichtung (74) zum Zuführen eines flüssigen Brennstoffes zu der dritten Düse (92).

4. Düsenabdeckung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gas Luft ist und das zweite Gas ein gasförmiger Brennstoff ist.

5. Düsenabdeckung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gas ein erster gasförmiger Brennstoff ist und das zweite Gas ein zweiter gasförmiger Brennstoff ist.

6. Düsenabdeckung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenabdeckung einen im wesentlichen elliptischen Querschnitt aufweist.

7. Düsenabdeckung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenabdeckung aus der Sicht von der Innenseite der Brennkammer eine im wesentlichen konkave Form hat.

8. Düsenabdeckung nach einem der Ansprüche bis 7, gekennzeichnet durch eine äußere Ringwand (82) des einstückigen integralen Teils (66);

wobei die äußere Ringwand (82) ein erstes Gewinde in ihrer einen Oberfläche aufweist;

eine erste Düse (84) für gasförmigen Brennstoff;

ein zweites Gewinde auf der ersten Düse (84), das mit dem ersten Gewinde verschraubbar ist;

eine zylindrische Vertiefung (88) koaxial mit der äußeren Ringwand (82);

ein drittes Gewinde auf der zylindrischen Vertiefung (88);

eine Flüssig-Brennstoffdüse (92);

wobei die Flüssig-Brennstoffdüse (92) ein viertes Gewinde aufweist, das mit dem dritten Gewinde verschraubbar ist zur Halterung der Flüssig-Brennstoffdüse (92) zentriert mit der ersten Düse (82);

eine zweite Gasdüse (98);

wobei die zweite Gasdüse (98) ein fünftes Gewinde aufweist, das mit dem dritten Gewinde verschraubbar ist zur Halterung der zweiten Gasdüse (98) zentriert über der Flüssig-Brennstoffdüse (92) und innerhalb der ersten Düse (84);

wobei die vierten und fünften Gewinde in einer axialen Folge auf dem dritten Gewinde angeordnet sind;

das vierte Gewinde, das mit dem dritten Gewinde in Eingriff ist, weiter in der zylindrischen Vertiefung (88) ist als das fünfte Gewinde; und

eine Einrichtung, die eine Strömung ein zweites Gases aus dem ersten Verteiler (70) über das vierte Gewinde gstattet, wodurch das zweite Gas die zweite Gasdüse (98) erreichen kann.

9. Verfahren zum Herstellen einer Düsenabdeckung für ein Gasturbinentriebwerk, enthaltend:

Herstellen einer Nachbildung der Düsenabdeckung in einem ersten Material;

wobei die Nachbildung wenigstens einen Düsenhalter und wenigstens erste und zweite Verteiler aufweist;

die ersten und zweiten Verteiler mit dem wenigstens einen Düsenhalter in Verbindung gebracht werden;

Überdecken der Nachbildung mit einem zweiten Material;

Entfernen der Nachbildung aus dem zweiten Material, um eine aufnehmende bzw. negative Kopie der Nachbildung in dem zweiten Material hervorzurufen; und

Gießen eines Metalls in die aufnehmende bzw. negative Kopie, wodurch eine vorstehende bzw. positive Kopie der Nachbildung einschließlich der wenigstens ersten und zweiten Verteiler und dem wenigstens einen Düsenhalter als eine integrale Einheit gebildet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachbildung bei einer Schmelztemperatur geschmolzen werden kann;

das zweite Material eine Zusammensetzung zum Gießen mit verlorener Gießform ist; und

die Nachbildung aus dem zweiten Material entnommen wird, indem die Temperatur der die Nachbildung enthaltenden Zusammensetzung zum Gießen mit verlorener Gießform auf eine Temperatur erhöht wird, die die Schmelztemperatur der Nachbildung überschreitet, wodurch das erste Material aus der Zusammensetzung zum Gießen mit verlorener Gießform verloren wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Material ein Gießmaterial ist; und

ein Metall in die aufnehmende bzw. negative Kopie gegossen wird, wodurch eine vorstehende bzw. positive Kopie der Nachbildung einschließlich der wenigstens ersten und zweiten Verteiler und des wenigstens einen Düsenhalters als eine integrale Einheit gebildet wird.