DE923284C

DE923284C - Brenner fuer Gasturbinen

Info

Publication number: DE923284C
Application number: DED14464A
Authority: DE
Inventors: Alfred Walter Pearce
Original assignee: Dowty Equipment Ltd
Current assignee: Dowty Equipment Ltd
Priority date: 1953-03-04
Filing date: 1953-03-04
Publication date: 1955-02-07

Description

Brenner für Gasturbinen Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner für Gasturbinen. Bei derartigen Brennern ist es bekannt, den in die Brennkammer eintauchenden Brennerkopf mit einer senkrecht zu seiner Längsachse verlaufenden Brennstoffzuleitung und einer Brennstoffrückleitung für den zuviel geförderten Brennstoff zu versehen und die Abdichtung der die Wirbel- und Überlaufkammern bildenden inneren Teile gegeneinander und gegenüber dem Brennerkopfgehäuse auf die Weise zu erzielen, daß diese Teile mittels eines in das Brennerkopfgehäuse eingeschraubten Schraubgliedes aufeinander und gegen die als Widerlager dienende Ringfläche des Gehäuses gepreßt werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Brenner der gekennzeichneten Art eine Brennerkopfkonstruktion zu schaffen, welche die Verwendung von zusammendrückbaren Ringdichtungen überflüssig macht. Damit soll erreicht werden, daß der Brennerkopf höhere Brennkammertemperaturen als die bisher bekannten Brennerköpfe aushält und auf diese Weise die Lebensdauer des gesamten Brenners erhöht wird.
Die Erfindung besteht darin, daß die Brennstoffzuleitung gegenüber der koaxial zu ihr, vorzugsweise innen angeordneten Brennstoffrückleitung an ihrem aus der Brennkammer herausragenden Ende mittels einer elastischen, eine Längs- und geringe Querbewegung der Rohrleitungen gegeneinander zulassenden Dichtung abgedichtet ist und die Abdichtung der inneren Teile des Brennerkopfes gegeneinander und gegenüber dem aus der Endarmatur der äußeren Brennstoffzuleitung bestehenden Gehäuse des Brennerkopfes unter Vermeidung von zusammendrückbaren Ringdichtungen durch ihre koaxial übereinander angeordneten Ringflansche erfolgt.
Erfindungsgemäß ist das kuppelartig ausgewö.lbte Abschlußstück der Brennstoffrückleitung zwischen den inneren, die Wirbelkammer einschließenden Teilen des Brennerkopfes eingeklemmt. Damit wird die Brennstoffrückleitung koaxial innerhalb der Brennstoffzuleitung gehalten, ohne daß noch weitere Abstützungen erforderlich sind. In eine Bohrung des kuppelartig ausgewölbten Endstückes der Brennstoffrückleitung ist senkrecht zu der Achse der letzteren ein mit einem Flansch versehener Hülsenteil eingepaßt, in den ein ebenfalls mit einem Flansch versehener Bolzenteil eingeführt ist, dessen.nach der Wirbelkammer zu verjüngtes Ende zusammen mit dem Hülsenteil die Überströmkammer bildet, die nii't der Wirbelkammer durch die >rTberlauföffnung und mit der Brennstoffrückleitung durch Öffnungen des Hülsenteiles -verbunden ist. In der Zeichnung ist im Längsschnitt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens veranschaulicht.
Der Kopf des Gasturbinenbrenners ist mit i i bezeichnet. Diesem Kopf wird über die Anschlußarmatur 13. und ein Rohr 12 der Brennstoff zugeleitet. Der zuviel geförderte Brennstoff fließt vom Brennerkopf z i über die Leitung 14 zu dem Anschlußstutzen 15 und von dort ans zuin Brennstofftank bzw. zur Ansaugseite der Brennstoffpumpe zurück.
Die Leitungen x2 und 14 sind koaxial zueinander angeordnet. Ihre Achsen stehen senkrecht auf den im Brennerkopf i i untergebrachten Drehteilen. Das Gehäuse des Brennerkopfes ist mit 16 bezeichnet. Es wächst unmittelbar aus der Brennstoffzuleitung 12 heraus, Der Anfang der Brennstoffrückleitung, der im Brennerkopf untergebracht ist; zeigt. eine kuppelförmige Auswölbung. Sein Ende ist innerhalb der Bohrung 18 der Eri,darmatur i9 der Brennstoffzuleitung 12 mittels des elastischen Dichtungsringes 2o abgedichtet. Der elastische Dichtungsring 2o gestattet eine begrenzte Bewegung des Rohres 14 innerhalb des Rohres 12 in Richtung der Rohrlängsachse und senkrecht dazu. Der Brenner ist mit einem Flansch 21 ausgerüstet, der dazu dient, um den Brenner an der Wand der Brennkammer zu befestigen.
Der Brennerkopf besteht aus den drei Teilen 22, 23 und 24, deren Achsen senkrecht zur Achse der Brennstoffzuleitung 12 und -der -Brennstoffrückleitung 14 stehen. Der Teil 22, der an seinem unteren Ende eine Abflußöffnung 32_ für den Brennstoff aufweist, ist mit einem. Ringflansch 25 ausgerüstet, der auf-der Ringfläche a6 des Brennerkopfgehäuses 16 aufliegt. Der Teil 22 hat eine in: das Innere des Brennerkopfes hineinragende, hülsenartige Verlängerung 27, deren Ende auf einer ringförmigen Abflachung - der kuppelförmigen Auswölbung 17 der Brennstoffrückleitung 14 aufliegt. Der Teil 23 ist in die Bohrung der kuppelfö.rmigen Auswölbung 17 eingepaßt .und ragt noch ein Stück in die hülsenförmige Verlängerung 27 des Teiles 22 hinein. Der Teil 24 weist an seinem oberen Ende einen Ringflansch 28 auf, dessen innere Ringfläche auf der anderen Seite der kuppelartigen Auswölbung 17 der Brennstoffrückleitung 14 aufliegt. Das in den Brennerkopf i i hineinragende Ende der Brennstoffrückleitung 14 ist also zwischen der hülsenartigen Verlängerung 27 des Teiles 22 und dem Flansch 28 des Hülsenteiles 23 eingepreßt.
Der Teil 24 hat einen Ringflansch 29, der auf dem Flansch 28 des Teiles 23 aufliegt. Der bolzenartig abgedrehte untere Teil 3o des Teiles 24 ragt in den Hülsenteil 23 hinein. Der Raum 3 i, der nach dem Zusammenbau der Teile 22, 23 und 24 entsteht, ist die sogenannte Wirbelkammer des Brennerkopfes. Diese Wirbelkammer weist eine Brennstoffabflußöffnung 32 und tangential angebrachte Einströmöffnungen 33 für den Brennstoff auf, die zur Brennstoffzuleitung I2 führen. Der Hülsenteil 23 hat in seinem der Wirbelkammer 3,1 zugewandten Ende eine Überlauföffnung 34, in welche das bolzenförmige Ende 3o des Teiles 24 hineinragt .Wie die Zeichnung zeigt, bleibt also eine ringförmige Überlauföffnung 34 übrig.
Die in gleicher Höhe an den Hülsenteil23 angebrachten Öffnungen 35 verbinden die von dem Hülsenteil 23 und dem bolzenförmigen Ende 3o des Teiles. 24 gebildete überströmkammer 44 mit der Brennstoffrückleitung 14. Der Flansch 29 des Teiles 24 liegt auf. denn Flansch 28 des Teiles 23 auf, die Teile 22 und 23 klemmen das kuppelförmig ausgewölbte Ende 17 der Brennstoffrückleitung 14 zwischen sich ein. Alle die vorgenannten Teile werden gegen die Ringfläche 26 des Gehäuses i6 gepreßt, wenn in das entgegengesetzte Ende des $rennerkopfgehäus@es 16. das Schraubglied 36 eingeschraubt wird.
Aus der Zeichnung ist zu ersehen, daß alle die relativ gegeneinander zu bewegenden Teile 22, 17, 23, 14 und 36 in ihrer axialen Bewegungsfreiheit durch die Ringfläche 26 des Brennerkopfes 16 begrenzt sind. Es ist unnötig, geringe Passungsdifferenzen zwischen den vorgenannten Teilen durch Dichtungsringe auszugleichen. Zusammendrückbare Ringdichtungen werden für die Teile des Brennerkopfes auf keinen Fall benötigt.
Das Schraubglied 36 weist in Achsenrichtung am Umfang eine Nut 37 auf, -in welche eine Zunge 38 einer -Metalldichtung 39 hineinragt. Das Gehäuse 16 ist mit einer _Elnkerbung 4o versehen, in welche . ein Teil des Metalldichtringes 39 eingebördelt wird, -um eine Drehung ,des Schraubgliedes -36 innerhalb. des Gehäuses 16 .zu verhindern.@Das Gehäuse 16 ist oben:-durch eine .Schraubkappe 41 abgeschlossen, welche auf das Schraubglied-36 aufgeschraubt wird und nach dem Aufschrauben auf dem Metalldichtring 39 aufliegt. Die Kappe 41- weist- eine Einkerbung 42 auf, in welche ein Teil des Metalldichtringes 39 - umgebördelt ist, damit die Kappe-41 gegen Verdrehung gesichert ist.
Das Schraubglied 36 hat mehrere Öffnungen 43, die das Innere der Brennstoffzuleitung 12 mit dem Raum zwischen dem Schraubglied 36 und dem Deckel 41 verbinden, um damit ein Sammeln von Flüssigkeit in diesem Raum zu vermeiden.
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens kann sich die innere Brennstoffrückleitung 14 innerhalb der sie umgebenden Brennstoffzuleitung 12 bewegen. Eine solche Bewegung kann notwendig sein, wenn der Hülsenteil 23 mit dem Teil 24 in die Bohrung der kuppelförtnigen Erweiterung der Brennstoffrückleitung 14 und das daraus hervorragende Ende des Hülsenteiles 23 in die hülsenförmige Verlängerung 27 des Teiles 22 einsgeführt wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Brenner für Gasturbinen, dessen in die Brennkammer eintauchender Brennerkopf mit einer senkrecht zu seiner Längsachse verlaufenden Brennstoffzuleitung und einer Brennstoffrückleitung für den zuviel geförderten Brennstoff versehen ist und bei dem die Abdichtung der die Wirbel- und Überlaufkammer bildenden inneren Teile gegeneinander und gegenüber dem Brennerkopfgehäuse auf die Weise erzielt wird, daß diese Teile mittels eines in das Brennerkopfgehäuse eingeschraubten Schraubgliedes aufeinander und gegen die als Widerlager dienende Ringfläche des Gehäuses gepreßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffzuleitung (i2) gegenüber der koaxial zu ihr, vorzugsweise innen angeordneten Brennstoffrückleitung (14) an ihrem aus der Brennkammer herausragenden. Ende mittels einer elastischen, eine Längs- und geringe Ouerbewegung der Rohrleitungen gegeneinander zulassenden Dichtung (2o) abgedichtet ist und die Abdichtung der inneren Teile (22, 23, 24) des Brennerkopfes (i i) gegeneinander und gegenüber dem aus der Endarmatur der äußeren Brennstoffzuleitung (12) bestehenden Brennerkopfgehäuse (16) unter Vermeidung von zusammendrückbaren Ringdichtungen durch ihre koaxial übereinander angeordneten Ringflansche (25, 28,:29) erfolgt. z. Brenner nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das kuppelarti;g ausgewölbte Abschlußstück (17) der Brennstoffrückleitung (14) zwischen den inneren, die Wirbelkammer (31) einschließenden Teilen (22 und 23) des Brennerkopfes (ii) eingeklemmt ist und der Wirbelkammer (31) Brennstoff durch von der Brennstoffzuleitung (12) ausgehende, tangential angeordnete Einlaßöffnungen (33) zugeführt wird. 3. Brenner nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in eine Bohrung des kuppelartig ausgewölbten Endstücks (17) der Brennstoffrückleitung (14) senkrecht zu der Achse der letzteren ein mit einem Flansch (28) versehener Hülsenteil (23) eingepaßt ist, in den ein ebenfalls mit einem Flansch (29) versehener Bolzenteil (2.I) eingeführt ist, dessen nach der Wirbelkammer. (31) zu verjüngtes Ende zusammen mit dem Hülsenteil (23) die überströmkammer (44) bildet, die mit der Wirbelkammer (3i) durch die Überlauföffnung (34) und mit der Brennstoffrückleitung (14) durch Öffnungen (35) des Hülsenteiles (23) verbunden ist. 4. Brenner nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das in das Brennerkopfgehäuse (16) eingeschraubte, auf dem Bolzenteil (24) nach dem Einschrauben aufliegende Schraubglied (36) mit Bohrungen (43) versehen ist, welche den Raum zwischen dem Schraubglied (36) und der darüber geschraubten Kappe (41) des Brennerkopfes (i t) mit der Brennstoffzuleitung (i2) verbinden. Angezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 613 997.