DED0018564MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 31. August 1954 Bekanntgemacht am 12. Juli 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung betrifft einen Brennstoffverdampfer für Brennkammern, insbesondere von Gasturbinen, mit einem durch ein äußeres Rohr umschlossenen Luftmantel und Verdampferrohre, die einen entgegen der Luftströmung ausmündenden, parallel zur Achse des Flammrohres verlaufenden Auslaß aufweisen.

Es sind Brennkammern mit Verdampferrohren bereits bekannt, die jeweils von einer Grundplatte ίο ausgehen, die senkrecht zur Richtung der durchtretenden Luftströmung liegt. Diese Verdampferrohre verlaufen im wesentlichen gerade und zeigen nur vor ihrem Austrittsende eine halbkreisförmige Biegung in einer zur Richtung des Flammrohres senkrechten Ebene.

Außerdem sind bereits bei Brennkammern von Gasturbinentriebwerken Verdampferrohre vorgeschlagen worden, die Biegungen in Richtung des Flammrohres aufweisen. Auch diese bekannten Verdampferrohre gehen von einer gemeinsamen Grundplatte aus und erstrecken sich in Strömungsrichtung der Brenngase. Es ist bei Brennkammern für Gasturbinen ferner vorgeschlagen worden, keine Verdampferrohre, sondern Brennstoffröhren zu verwenden, die in zur Richtung des Flammrohres senkrechter Ebene gebogen sind. Diese be-

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kannten Brennstoff röhren gehen von einer gemeinsamen axial· zur Brennkammer angeordneten Ausgleichskammer aus und. erstrecken sich innerhalb der Brennkammer mit Abstand von der Brennkammerwandung.

Die Erfindung bezweckt, den Ein- und Ausbau der einzelnen Verdampferrohre zu erleichtern. Außerdem soll der Einbau von Verdampferrohren verschiedener Länge ermöglicht werden, bzw. es

ίο soll die Möglichkeit geschaffen werden, die Länge der Verdampferrohre zu ändern. Durch eine geeignete Gestaltung der Verdampferrohre soll insbesondere auch eine Drallwirkung des durch die Verdampferrohre der Brennkammer zugeführten Brennstoff-Luft-Gemisches erzielt werden.

Die Erfindung besteht darjn, daß der Brennstoffverdampfer mehrere einzeln und unabhängig voneinander von außen durch die seitliche Wandung des Flammrohres eingebrachte Verdampferrohre

besitzt, die, in Richtung des Flammrohres gesehen, eine Kreisbogen- oder Spiralform aufweisen. Das Flammrohr ist bei der erfindungsgemäßen Ausführung mit einem äußeren Luftmantel versehen. Die eingebauten Verdampferrohre durchdringen diesen Luftmantel· und sind in einem hutartigen, auf dem äußeren Luftmantel angebrachten Aufsatzstück befestigt, dessen innerer Durchmesser wesentlich größer als der Verdampferrohraußendurchmesser ist. Zweckmäßig wird der ein Verdampfer-'

jo rohr aufnehmende Durchbruch durch das Flammrohr mit einem bördelartigen Ansatz versehen, der nur einen kleinen Spalt um das Verdampferrohr für den Luftdurchtritt freigibt. Durch die gewählte schräge und bogenförmige Einmündung des Verdampferrohres in das Flammrohr ergibt sich in der Wandung des Verdampferrohres eine im Raum liegende flache Ellipse, die genügend Querschnitt zum Hindurchziehen des gewundenen Verdampferrohres freigibt.

In dem Verdampferrohr werden innerhalb des Aufsatzes Bohrungen angebracht, die so viel Luft in das Innere des Verdampferrohres eintreten lassen, daß eine gute Aufbereitung des aus einer am Befestigungsflansch des Aufsatzes angebrachten Zerstäuberdüse austretenden Kraftstoff Strahles bewirkt wird. Die kreisbogen- oder spiralförmig gebogenen Verdampferrohre bewirken in Verbindung mit dem in Längsrichtung verlaufenden Auslaßstück einen gewissen Drall des austretenden Kraftstoffdampfes.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einer ; Ausführungsform beispielsweise dargestellt.

Fig. ι zeigt einen Längsschnitt durch den vorderen Teil einer für eine Gasturbine bestimmten Brennkammer, wobei einzelne Teile in Ansicht wiedergegeben sind;

Fig. 2 ist ein Querschnitt durch das Flammrohr mit eingebauten Verdampferrohren.

Das Flammrohr 1. ist zentral in einem Rohr 2 angeordnet, welches von Luft durchströmt wird, so daß sich um das Flammrohr 1 ein Luftmantel 3 ergibt. Die von außen in das Flammrohr 1 eingebrachten Verdampferrohre 4 sind kreisbogen- oder spiralförmig gebogen und durchdringen die Rohre 1 und 2 in schräger Richtung. Die Verdampferrohre 4 enden in parallel zur Achse des Flammrohres ι verlaufenden Auslaßenden 5, welche den domförmig ausgebildeten Lufteinlässen 6 gegenüberliegen. Die Verdampferrohre 4 sind mittels eines Flansches oder einer Verschraubung 7 in dem hutartigen Aufsatzstück 8 befestigt, das auf dem Rohr 2 angebracht ist. Der innere Durchmesser des Aufsatzstückes 8 ist wesentlich größer als der Außendurchmesser des Verdampferrohres 4, so daß sich innerhalb des Aufsatzstückes 8 ein Luftraum ergibt. Der Durchbruch 9 durch das Flammrohr 1 ist mit einem bördelartigen Ansatz versehen, der einen kleinen Spalt um das Verdampferrohr 4 freiläßt,, so daß auch dort das Verdampferrohr 4 von einem dünnen Luftmantel umgeben ist. Bei dem in dieser Weise ausgebildeten Flammrohr und den erfindungsgemäß ausgebildeten und angeordneten Verdampferrohren ergibt sich an dem' Durchbruch des Flammrohres 1 nach dem Innenraum dieses Rohres eine sehr flache Ellipse, durch welche der Ein- und Ausbau der Verdampferrohre bequem erfolgen kann.

In den Verdampferrohren 4 sind innerhalb des Aufsatzes 8 Bohrungen 10 angebracht, die so viel Luft in die Verdampferrohre 4 einlassen, daß eine gute Aufbereitung des aus einer am Flansch des Aufsatzes 8 angebrachten Zerstäuberdüse 11 austretenden Kraftstoffstrahles erzielt wird.

Zum Anlassen bzw., Aufheizen der Verdampferrohre 4 dient eine in der Achse des Flammrohres 1 angeordnete Kraftstoff düse 12, welche den Kraftstoff in Strömungsrichtung der Luft unter einem großen Kegel in das Flammrohr 1 einspritzt. Die Kraftstoff düse 12 ist von einer Luftdüse 13 umgeben, welche mit Leitschaufeln versehen ist, die der einströmenden Luft einen Drall geben und , hierdurch eine gute Durchmischung von Kraftstoff und Luft bewirken. Vor den Verdampferrohren 4 ist im Bereich des Kraftstoff Strahles eine Zündvorrichtung 14 angeordnet.

Durch die Erfindung ist die Möglichkeit gegeben, die einzelnen Verdampferrohre bequem ein- und auszubauen. Die Verdampferrohre weisen einen einfachen Verlauf ohne eine plötzliche Richtungsänderung auf. Eine zusätzliche Kühlung ist für diese Verdampferrohre nicht notwendig, da sie aus dem von Luft umgebenen hutartigen Aufsatz durch den Durchbruch 9 in dem Flammrohr in das Innere des Flammrohres einmünden und an der Einmündungsstelle ebenfalls von . einem Luftschleier umgeben sind.

Claims (5)

1. Patentansprüche-:

   i. Brennstoffverdampfer für Brennkammern, insbesondere von Gasturbinen, mit einem durch ein äußeres Rohr umschlossenen Luftmantel und Verdampferrohren, die einen entgegen der Luftströmung . ausmündenden, parallel zur Achse des Flammrohres verlaufenden Auslaß aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoffverdampfer mehrere einzeln und un-

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   abhängig voneinander von außen durch die seitliche Wandung des Flammrohres eingebrachte Verdampferrohre besitzt, die, in Richtung des Flammrohres gesehen, eine Kreisbogen- oder Spiralform aufweisen.
2. 2. Brennstoff verdampf er nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampferrohre (4) in hutartigen auf dem äußeren Rohr (2) des Luftmantels (3) angebrachten Aufsatzstücken (8) befestigt sind, deren innerer Durchmesser wesentlich größer ist als der Verdampf errohraußendurchmesser.
3. 3. Brennstoffverdampfer nach den Ansprüchen ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ein Verdampferrohr (4) aufnehmende Durchbruch (9) durch das Flammrohr (1) mit einem bördelartigen Ansatz versehen ist, der einen kleinen Spalt um das Verdampferrohr (4) für einen dünnen Luftschleier freigibt.
4. 4. Brennstoffverdampfer nach den Ansprüchen 1' bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der ein Verdampferrohr (4) aufnehmende Durchbruch (9) eine im Raum liegende, sehr flache Ellipse ist, die genügend Querschnitt zum Hindurchziehen des gewundenen Verdampferrohres (4) freigibt.
5. 5. Brennstoffverdampfer nach den Ansprüchen ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Verdampferrohr (4) innerhalb des Aufsatzes (8) Bohrungen (10) angebracht sind, die so viel Luft in das Innere des Verdampferrohres (4) eintreten lassen, daß eine gute Aufbereitung des aus einer am Befestigungsflansch (7) des Aufsatzes (8) angebrachten Zerstäuberdüse (11) austretenden Kraftstoff Strahles bewirkt wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 918364, 882925, 805463, 805 462; schweizerische Patentschrift Nr. 258412;
   »Interavia«, Bd. 7 (1952), Nr. 7, S. 395 bis 400.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen,