EP3134677A1 - Burner comprising a fluidic oscillator, for a gas turbine, and a gas turbine comprising at least one such burner - Google Patents

Burner comprising a fluidic oscillator, for a gas turbine, and a gas turbine comprising at least one such burner

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EP3134677A1
EP3134677A1 EP15763533.5A EP15763533A EP3134677A1 EP 3134677 A1 EP3134677 A1 EP 3134677A1 EP 15763533 A EP15763533 A EP 15763533A EP 3134677 A1 EP3134677 A1 EP 3134677A1
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EP
European Patent Office
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burner
fuel
chamber
interaction chamber
interaction
Prior art date
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EP15763533.5A
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EP3134677B1 (en
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Andreas Böttcher
Olga Deiss
Thomas Grieb
Matthias Hase
Werner Krebs
Patrick Lapp
Sebastian Pfadler
Daniel Vogtmann
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/286—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply having fuel-air premixing devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/36—Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
    • F23R3/16—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration with devices inside the flame tube or the combustion chamber to influence the air or gas flow
    • F23R3/18—Flame stabilising means, e.g. flame holders for after-burners of jet-propulsion plants
    • F23R3/20—Flame stabilising means, e.g. flame holders for after-burners of jet-propulsion plants incorporating fuel injection means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
    • F23C2900/07001—Air swirling vanes incorporating fuel injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/00014—Reducing thermo-acoustic vibrations by passive means, e.g. by Helmholtz resonators

Definitions

  • the invention relates to a burner for a gas turbine with a central burner axis and a burner axis at least partially surrounding Vormischpassage.
  • the premix passage thus has a passage cross-sectional area which runs around the burner axis .
  • the central burner axis is an imaginary, infinitely long line.
  • the passage cross-sectional area can ⁇ example, be arranged as a full circle around the burner axis or annular.
  • the premix passage can run coaxially (same axis of rotation) to the burner axis.
  • the diameter of the ring or full circle may vary along the burner axis section.
  • the premix passage can be formed, at least in sections, as a ring-chamber passage (annular cross-section), which can transition into a premix passage section, which is designed as a full circle in cross-section.
  • the Vormischpassage is externally be of a wall adjacent ⁇ radially.
  • the premix passage can be flowed through during operation of compressor air. It serves to mix fuel and air, wherein a burner lance or burner hub and a number of fuel injectors are arranged in the premix passage.
  • the fuel injectors extending from the burner lance / hub toward the wall are fluidly coupled to fuel nozzles that are at least partially interconnected by the burner lance / hub.
  • the fuel injectors may include, for example, both fuel nozzles for gaseous fuel and fuel nozzles for oil operation.
  • the burner lance can also be called a burner hub in the context of this invention.
  • the burner lance can be arranged centrally in the premix passage.
  • the burner lance can protrude from upstream into the premix passage, so that the passage is limited only in sections radially inward from the burner lance.
  • the premix passage may have a full circular cross-sectional area downstream of the burner lance.
  • the burner lance may also extend substantially to the exit of the premix passage.
  • the premix passage can be bounded radially inward, at least in sections, by a burner hub with a substantially truncated cone-shaped surface arranged centrally in the passage, which delimits the premix passage from radially upstream to an end region of the hub.
  • the premix passage can pass downstream of the hub into a premix area which is completely circular in cross section.
  • the hub thus has the Vormischpassage an annular passage cross-sectional area whose diam ⁇ ser can be reduced in the flow direction.
  • further premix passages may be arranged in the burner hub or, for example, a central pilot burner.
  • the premix passage may also be referred to as premix channel in the context of this invention.
  • Fuel is injected into the premix passage via the fuel injectors and can pass through the premix passage downstream of the premix passage
  • premix burners have low pollutant emissions during operation, they are more susceptible to the formation of pressure pulsations.
  • Object of the present invention is to provide a burner of the type mentioned above for a gas turbine with which the operation of the burner, a reduction of harmful emissions ⁇ or a reduction of pressure pulsations is enables.
  • the fuel supply arrangement comprises at least one fluidic oscillator with an interaction chamber, wherein an input of the interaction chamber is connected to a fuel passage of the fuel supply arrangement and a first output channel of the interaction chamber extends at least up to a first fuel nozzle and a second output ⁇ channel extends at least to a second Brennstoffdü ⁇ se, wherein the fluidic oscillator per tillka ⁇ nal a feedback line comprises, the remindp- ment line with its one end in the range downstream the at least one fuel nozzle opens out in the respective réelleka ⁇ nal and with the other end in a decidedsbe ⁇ area of the interaction chamber.
  • the at least first and the at least second fuel nozzle or the first and second group of fuel nozzles can be arranged on a common fuel injector and distributed in the radial direction in order to distribute the fuel as homogeneously as possible in the premix passage.
  • the at least first fuel nozzle could for example also on a suction side and the second fuel nozzle min ⁇ least angeord- on a pressure side of a swirl blade-like Brennstoffinj ector be net.
  • the first and second group of fuel nozzles may be Kgs ⁇ NEN example, arranged at different Brennstoffinj ek- factors.
  • Fluidic oscillators have long been known as fluid ⁇ controls that manage without expensive valves. In ⁇ game as they are used for supplying air into the boundary layer from airfoil to avoid separation of the boundary layer.
  • Fluidic oscillators are operated with a pressurized fluid stream at their inlet. This fluid flow is in the interaction chamber in a
  • Fluidic oscillators with feedback lines are known in the prior art which connect an output region of the interaction chamber to an input region of the interaction chamber to stabilize the oscillation in the interaction chamber.
  • the invention it is now proposed not to open the feedback lines into the exit area of the interaction chamber, as in the prior art, but rather into an exit channel into a region downstream of at least one fuel nozzle or fuel nozzle group to which the exit channel extends.
  • This makes it possible according to the invention to incorporate the pressure conditions in the premix passage in the immediate premix passage area in front of the fuel nozzles into the feedback signal.
  • the output channel may have downstream of the fuel nozzle or the fuel nozzle group, an end piece, in which opens the feedback channel.
  • the feedback signal falls in the invention shown SEN training feedback line low and the fuel is longer ge in the off ⁇ passage flow than the reverse pressure conditions before the fuel nozzles of the output channel in the Vormischpassa-. If the static pressure in the Vormischpassage the region of a fuel nozzle group of low flows at Beaufschla ⁇ supply of the associated output of the interaction chamber more fuel through the corresponding output channel and the dyna ⁇ mix pressure in the output channel is higher.
  • the associated feedback line opens into the output channel downstream of the at least one fuel nozzle of the output channel, the pressure in the feedback line opening into the end region of the outlet channel is higher and the associated fuel jet will more rapidly detach from the side wall in the input region of the interaction chamber and the next outlet apply fuel.
  • the oscillation of the fuel jet in the interaction chamber will cause the output channel to be exposed to fuel for a longer period of time.
  • at least one fuel nozzle opens into a region of the premixed gas mixture in which a higher pressure prevails. This compensates for the effect that, in general, less fuel escapes from fuel nozzles which open into a region of higher passenger pressure or more fuel
  • thermoacoustic oscillation and delay time it should be noted that in a combustion chamber to an interaction of acoustic vibrations and fluctuations in the heat release can occur. These can swell each other if they are frequencies that coincide with so-called eigenmodes of the gas turbine. These eigenmodes depend on the size and design of the respective gas turbine. Such thermoacoustic Schwingun ⁇ insulation can cause significant damage to the components, forcing a shutdown of the plant easier during operation of the gas turbine.
  • the delay time profile of the burner which arises during operation can be as wide as possible, the delay time the time is required for a fluid leaving the fuel nozzle to reach the flame.
  • the through the fluidic oscillator with fuel versorg- th fuel nozzles and fuel nozzle groups of the burner have caused a fluctuation of the fuel concentration profile in the prior ⁇ beiströmenden compressor air on the basis of both temporal and local pulsating fuel jet at the outlet of the nozzle, which in turn thermo- improved acoustic stability due to a widened delay ⁇ time profile of the burner - for example in Ver ⁇ equal to burners with conventional pressure-swirl nozzles or full-jet nozzles.
  • a frequency of the pulsating injection of the fuel can be adjusted for example by the size of the interaction-effect chamber.
  • the burner may comprise a plurality of fluidic oscillators, which supply at least two output channels each with at least one fuel nozzle or group of fuel nozzles with fuel.
  • fluidic oscillators which differ in their construction.
  • the invention is not limited to a specific type of these fluidic oscillators. All these types have in common that they have an interaction chamber into which a pressurized fluid jet enters through an entrance.
  • the jet periodically abuts different sidewalls of the interaction chamber so as to speak of an interaction of the beam with the sidewalls of the chamber, thereby exciting oscillation of the beam so that the beam passes through the chamber in different ways flows therethrough and consequently exits in the output region periodically through different outputs of the interaction chamber or leaves in different directions a central exit of the interaction chamber.
  • the beam thus lies at least at two opposite side wall areas perio- or dissolves again, which is caused by delaying the flow.
  • the operation of fluidic oscillators is prior art, so that the fluidic oscillators are only briefly explained here.
  • the drawing also shows some types of fluidic oscillators.
  • the invention is independent of the type of fluidic oscillator used.
  • the invention is preferably made of a fluidic oscillator which results in a fanning of the oscillation of the incoming beam of divergent side walls in workedsbe ⁇ area of the interaction chamber.
  • the invention preferably proceeds from a substantially rotationally symmetrical design of the interaction chamber with the input about the rotation axis at one end of the chamber and the output region with the at least one output arranged opposite one another.
  • the operation of the feedback lines has already been explained above.
  • the first output channel extends up to a first group of fuel nozzles and the second output channel extends up to a two ⁇ th group fuel nozzles, wherein the remindp ⁇ ment line in each case in an area downstream of the respective group Fuel nozzles opens into the output channel.
  • the first and second group of fuel nozzles and the first and second fuel nozzle may be located in a GE ector example ⁇ common Brennstoffinj.
  • Stoffinj can be, for example, a swirl bucket of a swirl generator. Since different pressures prevail in the premix passage on the suction and pressure sides of the blade, the first fuel nozzle or the first group of fuel nozzles can be arranged on the suction and the second fuel nozzle or fuel nozzle group on the pressure side of the swirl blade. According to the invention, an approximately equal amount of fuel can be injected on both sides of the blade.
  • the feedback line is connected downstream of the at least one fuel nozzle to the output channel.
  • the output channel and the feedback line may in this case have different diameters.
  • the at least first fuel nozzle and the at least second fuel nozzle are arranged in different fuel injectors.
  • the two fuel injectors are arranged substantially opposite one another on the burner lance.
  • the fuel concentration in the premix passage in the at least two opposite regions can be matched to one another despite different pressure conditions in the regions.
  • the at least two fuel nozzles and at least two fuel ⁇ nozzle groups are in a common Brennstoffinj ector angeord- net and differ in their radial arrangement in the Vormischpassage, so that the fuel concentration in the radial direction, despite different
  • the fluidic oscillator can be arranged in the burner hub or in the fuel injector.
  • the fluidic oscillator can be arranged in the burner hub or in the fuel injector.
  • Burner more than two such connected to the fluidic oscillator groups of fuel nozzles in different Brennstoffinj comprises sectors. This makes it possible to even out the fuel concentration in the premix passage downstream of the different fuel injectors.
  • a further advantageous embodiment of the invention can provide that the different reflectors Brennstoffinj are arranged circumferentially on the burner lance and the zuge culinaryi ⁇ gen output channels circumferentially on the interaction chamber.
  • the at least one fuel injector comprises a main body on which the fuel nozzles covered by the fuel injector are arranged, wherein the main body is in particular a swirl blade of a swirl generator.
  • the main body is in particular a swirl blade of a swirl generator.
  • Interaction chamber at one end of the input and at an opposite end comprises an output region and is bounded by side walls or side wall portions which extend from the entrance of the chamber to the exit area enclosing the exit area, wherein at least two oppositely disposed side walls or sidewall areas diverge towards the exit at least in the entrance area.
  • the oscillation of a fuel jet entering the interaction chamber through the inlet under pressure is, according to this embodiment of the invention, ignited by alternately applying the jet to the divergently formed fuel jet. Deten sidewall areas.
  • the excitation of the oscillation in the interaction chamber according to the invention is based on the flow delay caused in the entrance area by the diverging sidewalls / sidewall regions.
  • Minim ⁇ least two oppositely disposed side walls in a ⁇ transition area of the interaction chamber in the direction of output diverge at an angle greater than 7.5 degrees to a direction of inflow of the input of the interaction chamber.
  • Aperture angles of the interaction chamber suitable for inducing oscillation are known in the art.
  • the interaction chamber is essentially rotationally symmetrical, with the interaction chamber expanding in a diffuser-like manner at least in the entrance area in the direction of exit.
  • the fluidic oscillator for example, be centrally located in the burner lance and rotatably circumferentially arranged on the burner lance Brennstoffinj provide fuel with fuel, each extending at least one Augangskanal the fluidic oscillator to each of a group of fuel nozzles of a Brennstoffinj ector.
  • the reflectors to ⁇ current Brennstoffinj may together comprise two fuel stages. Each stage can have its own
  • a further object of the invention is to specify a burner arrangement with a number of burners, - Wherein main burners are arranged in one or more concentrically arranged circles, with which a reduction of pollutant emissions or a reduction of pressure pulsations is made possible during operation of the burner assembly.
  • At least one burner is designed according to one of claims 1 to 11.
  • the burner may be a centrally located pilot burner of the burner assembly.
  • the main burner of the burner assembly according to one of claims 1 to 11 may be formed.
  • the burner according to the invention or the Bren ⁇ neran angel invention allows a particularly stable combustion, especially in partial load operation.
  • Another object of the invention is to provide a combustion chamber for a gas turbine and a gas turbine, with wel ⁇ cher a reduction of pollutant emissions or a reduction of pressure pulsations in the combustion chamber is made possible during operation.
  • the combustion chamber comprises at least one burner according to one of claims 1 to 12 and the gas turbine at least one combustion chamber according to claim 13.
  • FIG. 4 shows schematically a detail of a combustion chamber 10 of
  • FIG. 5 schematically shows a main burner of the burner assembly shown in Figure 4 in a longitudinal section
  • FIG. 6 shows schematically a burner according to the invention according to a first embodiment of the invention in a longitudinal section
  • FIG. 7 schematically shows a burner according to the invention according to a second embodiment of the invention in a longitudinal section.
  • the gas turbine 1 shows a sectional view of a gas turbine 1 according to the prior art in a schematically simplified representation.
  • the gas turbine 1 has in its interior a rotatably mounted about a rotation axis 2 rotor 3 with a shaft 4, which is also referred to as a turbine runner.
  • a turbine runner Along the rotor 3 follow one another an intake housing 6, a compressor 8, a combustion system 9 with a number of combustion chambers 10, each comprising a burner assembly with burners 11, a fuel supply system for the burners (not shown) and a housing 12, a turbine 14 and an exhaust case 15.
  • the combustion chamber 10 may be, for example, an annular combustion chamber.
  • the gas turbine could also include tube combustion chambers, which are arranged, for example, annularly on the turbine inlet.
  • the combustion system 9 communicates with a beispielswei ⁇ ring hot gas channel.
  • Each turbine nenlargement is formed of vane rings. Viewed in the flow direction of a working medium follows in the hot runner formed by a number 17 vanes row formed from blades 18 row.
  • the guide vanes 17 are secured to an inner housing of a stator 19 while the rotor blades 18 ⁇ a number, for example, by means of a Turbi ⁇ nenrace on the rotor 3 are attached.
  • ⁇ is coupled to the rotor 3, a generator, for example (not shown).
  • air is sucked in and compressed by the compressor 8 through the intake housing 6.
  • the compressor air L "provided at the turbine-side end of the compressor 8 is guided along a burner plenum 7 to the combustion system 9 and conducted there in the region of the burner arrangement into the burners 11 and mixed with fuel therein and / or with fuel in the outlet region of the burner 11 enriched. fuel delivery versor ⁇ gene, the burner in this case with fuel.
  • the mixture or the compressor air and fuel are introduced from the burners 11 in the combustion chamber 10 and burned to form a hot working gas stream in a combustion zone within the combustor housing 12 of the combustion chamber. from there, flows of the working gas stream along the hot gas channel to the guide vanes 17 and the blades 18 over.
  • the Fig ur 2 shows a fluidic oscillator of a first type according to the prior art in longitudinal section.
  • the oscillator 24a comprises an interaction chamber 26 having an input 28 with an input region 30 and an oppositely arranged output region 32 having a first output 34 and a second output 36. For each output, a relatively thin feedback line 38 is arranged, which connects the input region to the output region combines. The side wall portions 40 diverge toward the exit so that the interaction chamber 26 has a triangular longitudinal section.
  • the oscillator 24a is not rotationssym ⁇ metric constructed, but has normal to the plane of egg NEN constant longitudinal section.
  • FIG. 3 shows a prior art fluidic oscillator 24b of the prior art in longitudinal section.
  • the oscillator 24b is also built up not rotationally symmetrical but has normal to the plane of a konstan ⁇ th longitudinal section.
  • the input 28 is arranged centrally in the Wech ⁇ selviershunt 26 within a guide means 42, so that an incoming pressurized jet head is directed to the opposite side wall 44th The jet flows alternately left and right at the guide in
  • Direction of the output region 32 and acts here ⁇ alternately the outputs 34 and 36 with the fluid, so that the beam alternately exits through the one and the other output from the chamber at a frequency which is determined by the size of the interaction chamber 26.
  • Fig. 4 shows schematically a section of a prior art combustion chamber 10 with a burner assembly 48 at a head end of the combustion chamber.
  • the combustion chamber comprises a combustion chamber wall with a flame tube 50 comprising a combustion zone and a transition piece 52 which adjoins the flame tube and which extends as far as a turbine inlet of the gas turbine.
  • thermoacoustic oscillations resonators 54 are arranged at the level of the flame on the combustion chamber wall.
  • Burner assembly 48 includes a central pilot burner 56 having a central pilot lance 58 and a pilot burner premix passage 60.
  • the pilot burner 56 includes a conically expanding pilot cone 62.
  • Arranged around the central pilot burner are main burners 64.
  • the main burners 64 each have a burner axis 66, and a concentrically to the burner axis is arrange ⁇ te Vormischpassage 68, wherein said Vormischpassage 68 by is bounded radially outside of a wall 70 and in the operation of compressor air L "is flowed through and a mixing of fuel and air L" is used, wherein in the Vormischpassa ⁇ ge 68 a central burner lance 72 and a number of fuel Injectors are arranged, which extending from the burner lance toward the wall 70 and fluidly connected to a fuel supply arrangement encompassed by the burner lance 72 and having fuel nozzles.
  • the fuel injectors are as swirl blades of a
  • Swirl generator 74 is formed, wherein fuel nozzles are arranged on the swirl blades.
  • FIG. 5 shows a main burner 64 of the burner arrangement of FIG. 4 schematically in longitudinal section.
  • the burner 64 has a central burner axis 66 and a burner passage at least partially surrounding Vormischpassage 68, wherein the Vormischpassage radially outward of a wall 70 be ⁇ limits and during operation of compressor air L "is flowed through and serves a mixing of fuel and air
  • a central burner lance 72 and a number of fuel injectors 79 are disposed in the premix passage 68.
  • the fuel injectors 79 each include a base body 71 disposed in the premix passage, which is formed as swirl vanes 76 of a swirler 74.
  • the fuel injectors 79 include fuel nozzles 80, which open at the surface of the swirl vanes 76 into the premix passage 68.
  • the fuel nozzles 80 are fluidly connected to a fuel supply assembly 73 for fuel supply.
  • the fuel supply assembly 73 includes a fuel passage 82 and fuel passage extending in the burner lance in the swirl vanes 76 to the respective fuel nozzles 80.
  • FIG. 6 schematically shows a burner 84 according to the invention in longitudinal section according to a first exemplary embodiment of the invention.
  • the fuel supply arrangement 73 has at least one fluidic oscillator 85 with an interaction chamber 26, wherein an input 28 of the interaction chamber to the fuel passage 82 of the
  • Fuel supply assembly 73 is connected.
  • the interaction chamber 26 has, opposite the input region 30 with input 28, an output region 32 with two outputs 34 and 36.
  • a first exit passage 86 extends from the exit 34 to a first group of fuel nozzles 80a in a first fuel injector 79a.
  • a second output channel 88 extends from the output 36 to a two-th group of fuel nozzles 80b in an oppositely disposed Brennstoffinj ector 79b, wherein the fluidic oscillator 85 includes a feedback line for each output channel 38a, 38b, wherein the feedback line 38a, 38b ⁇ with ih rem, one end into the respective output channel 86, 88 downstream of the fuel nozzle 80a, 80b encompassed by the output channel, and with the other end into the input region 30 of the interaction chamber 26.
  • the fuel nozzles may, for example, be full-jet nozzles or pressure-swirl nozzles.
  • the feedback line 38a connects downstream of the fuel nozzles 80a to the output channel 86 and couples the pressure prevailing at the end of the output channel back to the input region 30 of the interaction chamber.
  • the pressure prevailing at the end of the outlet channel is in this case influenced by the pressure in the premix passage immediately in front of the fuel nozzles 80a, so that, at a high pressure in this region, the fuel supply slows down second group fuel nozzles 80b is switched over, as would be the case at a lower pressure.
  • the group of fuel nozzles is a longer time inject fuel into the flowing past the compressor air stream prior to the pressure in the Vormischpassage is higher, so that 72 is a gleichmäßi ⁇ Gere on both sides of the burner lance, even with different pressure conditions ⁇ Nissen at from ⁇ passage of the burner Adjust fuel concentration. This counteracts an increase in pressure pulsations and reduces the generation of pollutant emissions.
  • FIG. 7 schematically shows a burner 90 according to the invention in accordance with a second exemplary embodiment of the invention.
  • the burner 90 has a central burner axis 66, an annular space which runs concentrically with the burner axis 66
  • Vormischpassage 92 which is bounded on the outside by a wall 70, and a centrally arranged burner scar 94.
  • a diagonal lattice 96 The diagonal grating is arranged, wel ⁇ ches of the air flowing in the Vormischpassage compressor air L "imposes a swirl. Consists of a
  • the fludische oscillator is fluidically between the Brennstoffka- nal 82 and at least a first and second group are arranged from internal ⁇ nozzles that are 100 is supplied via a first and a second output channel (not Darge ⁇ represents) of the fluidic oscillator with fuel in the Brennstoffinj ector.
  • the Br fuel nozzles of the first group are designated 80a and arranged on the fuel injectors on the hub side. net, wherein the fuel nozzles of the second group are distinguished with 80b be and radially further outside of the Brennstoffinj ek tor inject fuel into the premix passage.
  • the exporting ⁇ approximately example allows flow velocities also at different Strö or pressure conditions in the exterior area of the hub-side Vormischpassage or a homogeneous in the radial direction of the fuel concentration to obtain Before mixing passage at the output.

Abstract

The invention relates to a burner comprising a pre-mixing passage (68) that is delimited radially outwardly by a wall and, in operation, is used to mix fuel and air, a burner lance (72, 94) and a plurality of fuel injectors being arranged in said pre-mixing passage, and said injectors extending from the burner lance (72) in the direction of the wall and comprising fuel nozzles (80, 80a, 80b). During operation, the burner allows pollutant emissions and pressure pulsations to be reduced. According to the invention, said fuel supply arrangement comprises at least one fluidic oscillator (85) that has an interaction chamber (26), an inlet (28) to said interaction chamber being connected to a fuel channel (82) of the fuel supply arrangement, a first outlet channel (86) of said interaction chamber extending at least to a first fuel nozzle (80a) and a second outlet channel (88) extending at least to a second fuel nozzle (80b), said fluidic oscillator comprising one feedback line (38a, 38b) for each outlet channel, one end of the feedback line terminating into the respective outlet channel in the region downstream of the at least one fuel nozzle, and the other end thereof terminating into an inlet region (30) of said interaction chamber.

Description

Beschreibung description
BRENNER MIT FLUIDISCHEM OSZILLATOR, FÜR EINE GASTURBINE BURNER WITH FLUIDIC OSCILLATOR, FOR A GAS TURBINE
UND GASTURBINE MIT MINDESTENS EINEM DERARTIGEN BRENNER AND GAS TURBINE WITH AT LEAST ONE SUCH A BURNER
Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner für eine Gasturbine mit einer zentralen Brennerachse und einer die Brennerachse zumindest abschnittsweise umgebenden Vormischpassage . Die Vormischpassage weist somit eine Passagen- Querschnittsfläche auf, welche um die Brennerachse herum ver¬ läuft. Die zentrale Brennerachse ist eine gedachte, unendlich lange Linie. Die Passagen-Querschnittsfläche kann beispiels¬ weise ringförmig oder als Vollkreis um die Brennerachse herum angeordnet sein. Mit anderen Worten kann die Vormischpassage koaxial (gleiche Rotationsachse) zur Brennerachse verlaufen. Der Durchmesser des Rings oder Vollkreises kann entlang des Brennerachsenabschnittes variieren. Insbesondere kann die Vormischpassage zumindest abschnittsweise als Ringraumpassage (Querschnitt ringförmig) ausgebildet sein, welche in einen Vormischpassagenabschnitt übergehen kann, der im Querschnitt als Vollkreis ausgebildet ist. The invention relates to a burner for a gas turbine with a central burner axis and a burner axis at least partially surrounding Vormischpassage. The premix passage thus has a passage cross-sectional area which runs around the burner axis . The central burner axis is an imaginary, infinitely long line. The passage cross-sectional area can ¬ example, be arranged as a full circle around the burner axis or annular. In other words, the premix passage can run coaxially (same axis of rotation) to the burner axis. The diameter of the ring or full circle may vary along the burner axis section. In particular, the premix passage can be formed, at least in sections, as a ring-chamber passage (annular cross-section), which can transition into a premix passage section, which is designed as a full circle in cross-section.
Die Vormischpassage ist nach radial außen von einer Wand be¬ grenzt. Die Vormischpassage ist im Betrieb von Verdichterluft durchströmbar. Sie dient einem Vermischen von Brennstoff und Luft, wobei in der Vormischpassage eine Brennerlanze oder Brennernabe und eine Anzahl Brennstoffinj ektoren angeordnet sind. Die Brennstoffinj ektoren, welche sich von der Brenner- lanze/-nabe in Richtung der Wand erstrecken, sind fluidisch mit einer zumindest teilweise von der Brennerlanze/-nabe um- fassten Brennstoffzufuhranordnung verbundende und weisen Brennstoffdüsen auf. Die Brennstoffinj ektoren können beispielsweise sowohl Brennstoffdüsen für gasförmigen Brennstoff als auch Brennstoffdüsen für einen Ölbetrieb umfassen. Glei- ches gilt für die Brennerlanze/-nabe, welche alternativ auch ohne Brennstoffdüsen ausgebildet sein kann. Die Brennerlanze kann im Rahmen dieser Erfindung auch mit Brennernabe bezeichnet werden. The Vormischpassage is externally be of a wall adjacent ¬ radially. The premix passage can be flowed through during operation of compressor air. It serves to mix fuel and air, wherein a burner lance or burner hub and a number of fuel injectors are arranged in the premix passage. The fuel injectors extending from the burner lance / hub toward the wall are fluidly coupled to fuel nozzles that are at least partially interconnected by the burner lance / hub. The fuel injectors may include, for example, both fuel nozzles for gaseous fuel and fuel nozzles for oil operation. The same applies to the burner lance / hub, which alternatively can be designed without fuel nozzles. The burner lance can also be called a burner hub in the context of this invention.
Die Brennerlanze kann zentral in der Vormischpassage angeord- net sein. Die Brennerlanze kann von stromauf in die Vormisch¬ passage hineinragen, so dass die Passage nur abschnittsweise nach radial innen von der Brennerlanze begrenzt wird. Die Vormischpassage kann beispielsweise in diesem Fall stromab der Brennerlanze eine vollkreisförmige Querschnittsfläche aufweisen. Die Brennerlanze kann sich aber auch im Wesentlichen bis zum Ausgang der Vormischpassage erstrecken. The burner lance can be arranged centrally in the premix passage. The burner lance can protrude from upstream into the premix passage, so that the passage is limited only in sections radially inward from the burner lance. For example, in this case, the premix passage may have a full circular cross-sectional area downstream of the burner lance. However, the burner lance may also extend substantially to the exit of the premix passage.
Alternativ kann die Vormischpassage nach radial innen zumindest abschnittsweise von einer zentral in der Passage ange- ordneten Brennernabe mit im Wesentlichen kegelstumpfmantel- förmiger Oberfläche begrenzt sein, welche die Vormischpassage von stromauf bis zu einem Endbereich der Nabe nach radial innen begrenzt. Die Vormischpassage kann stromab der Nabe in einen im Querschnitt vollkreisförmigen Vormischbereich über- gehen. Entlang der Nabe weist die Vormischpassage somit eine ringförmige Passagen-Querschnittsfläche auf, deren Durchmes¬ ser sich in Strömungsrichtung verringern kann. Insbesondere können in der Brennernabe weitere Vormischpassagen angeordnet sein oder beispielsweise ein zentraler Pilotbrenner. Alternatively, the premix passage can be bounded radially inward, at least in sections, by a burner hub with a substantially truncated cone-shaped surface arranged centrally in the passage, which delimits the premix passage from radially upstream to an end region of the hub. The premix passage can pass downstream of the hub into a premix area which is completely circular in cross section. Along the hub thus has the Vormischpassage an annular passage cross-sectional area whose diam ¬ ser can be reduced in the flow direction. In particular, further premix passages may be arranged in the burner hub or, for example, a central pilot burner.
Die Vormischpassage kann im Rahmen dieser Erfindung auch mit Vormischkanal bezeichnet werden. Über die Brennstoffinj ekto- ren wird Brennstoff in die Vormischpassage eingedüst und kann sich bis zum stromab angeordneten Ausgang der Vormischpassage mit einem die Vormischpassage durchströmenden The premix passage may also be referred to as premix channel in the context of this invention. Fuel is injected into the premix passage via the fuel injectors and can pass through the premix passage downstream of the premix passage
Verdichterluftstrom vermischen, so dass der Vormischbrenner an seinem Ausgang ein Brennstoff/Luft-Gemisch zur Entladung in eine Brennkammer bereitstellt. Zusätzlich kann auch Brennstoff über direkt an der Brennerlanze angeordnete Brennstoff- düsen eingedüst werden Mit den gattungsgemäßen Brennern wird eine möglichst schad¬ stoffarme Verbrennung und eine Vermeidung thermoakustischen Instabilitäten bei der Verbrennung angestrebt. Mix compressor air flow so that the premix burner provides at its exit a fuel / air mixture for discharge into a combustion chamber. In addition, fuel can also be injected via fuel nozzles arranged directly on the burner lance With the generic burners as possible harmless ¬ low fuel combustion and avoidance of thermoacoustic instabilities in the combustion is sought.
Insbesondere Vormischbrenner weisen im Betrieb zwar geringe Schadstoffemissionen auf, sind dafür aber anfälliger für die Ausbildung von Druckpulsationen. Although premix burners have low pollutant emissions during operation, they are more susceptible to the formation of pressure pulsations.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Brenner der eingangs genannten Art für eine Gasturbine anzugeben, mit welchem im Betrieb des Brenners eine Verringerung von Schad¬ stoffemissionen oder eine Verringerung von Druckpulsationen ermöglicht ist. Object of the present invention is to provide a burner of the type mentioned above for a gas turbine with which the operation of the burner, a reduction of harmful emissions ¬ or a reduction of pressure pulsations is enables.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Brenner der ein- gangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Brennstoffzu- fuhranordnung mindestens einen fluidischen Oszillator mit einer Wechselwirkungskammer umfasst, wobei ein Eingang der Wechselwirkungskammer an einen Brennstoffkanal der Brennstoffzufuhranordnung angeschlossen ist und ein erster Aus- gangskanal der Wechselwirkungskammer sich mindestens bis zu einer ersten Brennstoffdüse erstreckt und ein zweiter Aus¬ gangskanal sich mindestens bis zu einer zweiten Brennstoffdü¬ se erstreckt, wobei der fluidische Oszillator je Ausgangska¬ nal eine Rückkopplungsleitung umfasst, wobei die Rückkopp- lungsleitung mit ihrem einen Ende in den Bereich stromab der mindestens einen Brennstoffdüse in den jeweiligen Ausgangska¬ nal einmündet und mit dem anderen Ende in einen Eingangsbe¬ reich der Wechselwirkungskammer. Beispielsweise kann die mindestens erste und die mindestens zweite Brennstoffdüse bzw. die erste und zweite Gruppe an Brennstoffdüsen an einem gemeinsamen Brennstoffinj ektor angeordnet sein und für eine möglichst homogene Verteilung des Brennstoffs in der Vormischpassage in radialer Richtung ver- teilt angeordnet sein. Die mindestens erste Brennstoffdüse könnte beispielsweise auch auf einer Saugseite und die min¬ destens zweite Brennstoffdüse auf einer Druckseite eines drallschaufelartig ausgebildeten Brennstoffinj ektors angeord- net sein. Die erste und zweite Gruppe an Brennstoffdüsen kön¬ nen beispielsweise auch an unterschiedlichen Brennstoffinj ek- toren angeordnet sein. Beispielsweis in im Wesentlichen ge¬ genüberliegend an der Brennerlanze angeordneten Brennstoffin- jektoren. The object is achieved in a burner of the type mentioned above in that the fuel supply arrangement comprises at least one fluidic oscillator with an interaction chamber, wherein an input of the interaction chamber is connected to a fuel passage of the fuel supply arrangement and a first output channel of the interaction chamber extends at least up to a first fuel nozzle and a second output ¬ channel extends at least to a second Brennstoffdü ¬ se, wherein the fluidic oscillator per Ausgangska ¬ nal a feedback line comprises, the Rückkopp- ment line with its one end in the range downstream the at least one fuel nozzle opens out in the respective Ausgangska ¬ nal and with the other end in a Eingangsbe ¬ area of the interaction chamber. By way of example, the at least first and the at least second fuel nozzle or the first and second group of fuel nozzles can be arranged on a common fuel injector and distributed in the radial direction in order to distribute the fuel as homogeneously as possible in the premix passage. The at least first fuel nozzle could for example also on a suction side and the second fuel nozzle min ¬ least angeord- on a pressure side of a swirl blade-like Brennstoffinj ector be net. The first and second group of fuel nozzles may be Kgs ¬ NEN example, arranged at different Brennstoffinj ek- factors. Example Weis injectors in substantially ge ¬ genüberliegend arranged on the burner lance Brennstoffin-.
Fluidische Oszillatoren sind seit langem bekannt als fluid¬ ische Steuerelemente, die ohne teure Ventile auskommen. Bei¬ spielsweise werden diese zur Zufuhr von Luft in die Grenz- schicht von Tragflächen eingesetzt zur Vermeidung einer Ablösung der Grenzschicht. Fluidic oscillators have long been known as fluid ¬ controls that manage without expensive valves. In ¬ game as they are used for supplying air into the boundary layer from airfoil to avoid separation of the boundary layer.
Fluidische Oszillatoren werden mit einem an ihrem Eingang anliegenden und unter Druck stehenden Fluidstrom betrieben. Dieser Fluidstrom wird in der Wechselwirkungskammer in eineFluidic oscillators are operated with a pressurized fluid stream at their inlet. This fluid flow is in the interaction chamber in a
Oszillation versetzt, so dass der mindestens eine Ausgang der Kammer abwechselnd mit dem austretenden Strahl beaufschlagt wird. Aus den Ausgangskanälen des fluidischen Oszillators tritt somit ein pulsierender Fluidstrom aus, wobei die Aus- gangskanäle abwechselnd das Fluid ausdüsen. Aus dem Stand der Technik sind Fluidische Oszillatoren mit Rückkopplungsleitungen bekannt, welche zur Stabilisierung der Oszillation in der Wechselwirkungskammer einen Ausgangsbereich der Wechselwirkungskammer mit einem Eingangsbereich der Wechselwirkungskam- mer verbinden. Die Rückkopplungsleitungen des Standes derOscillation added, so that the at least one output of the chamber is alternately applied to the exiting beam. A pulsating fluid flow thus emerges from the output channels of the fluidic oscillator, the output channels alternately emitting the fluid. Fluidic oscillators with feedback lines are known in the prior art which connect an output region of the interaction chamber to an input region of the interaction chamber to stabilize the oscillation in the interaction chamber. The feedback lines of the prior
Technik münden mit ihrem einen Ende jeweils nahe eines Aus¬ gangs der Wechselwirkungskammer in die Wechselwirkungskammer ein und münden mit ihrem anderen Ende stromauf des Ausgangs nahe am Eingang der Wechselwirkungskammer in die Wechselwir- kungskammer ein. Wird der jeweilige Ausgang im Laufe der Oszillation mit einem Fluidstrom beaufschlagt, führt dies zu einem erhöhten Druck am einen Ende der Rückkopplungsleitung, welcher durch die Leitung auf den Eingangsbereich weitergeleitet wird in den Bereich, an dem die Strömung gerade an ei- ner Seitenwand der Wechselwirkungskammer anliegt. Dadurch neigt die oszillierende Strömung dazu sich von der Seitenwand abzulösen. Dies führt zu einer die Oszillation stabilisieren- den Rückkopplung der Druckverhältnisse zwischen Ausgang- und Eingangsbereich der Wechselwirkungskammer. Technique open with their one end in each case close to a transition from ¬ the interaction chamber in the interaction chamber and open near its other end upstream of the output at the input of the interaction chamber into the interaction chamber. If the respective output is subjected to a fluid flow in the course of the oscillation, this leads to an increased pressure at one end of the feedback line, which is forwarded by the line to the input area in the region where the flow is just at a side wall of the interaction chamber is applied. As a result, the oscillating flow tends to detach from the sidewall. This leads to stabilizing the oscillation the feedback of the pressure conditions between the output and input region of the interaction chamber.
Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, die Rückkopplungslei- tungen nicht wie im Stand der Technik in den Ausgangsbereich der Wechselwirkungskammer münden zu lassen, sondern in jeweils einen Ausgangskanal in einen Bereich stromab einer mindestens einen Brennstoffdüse oder Brennstoffdüsengruppe, zu der sich der Ausgangskanal erstreckt. Dies ermöglicht es er- findungsgemäß , die Druckverhältnisse in der Vormischpassage im unmittelbaren Vormischpassagenbereich vor den Brennstoffdüsen in das Rückkopplungssignal mit einfließen zu lassen. Der Ausgangskanal kann stromab der Brennstoffdüse bzw. der Brennstoffdüsengruppe ein Endstück aufweisen, in das der Rückkopplungskanal einmündet. According to the invention, it is now proposed not to open the feedback lines into the exit area of the interaction chamber, as in the prior art, but rather into an exit channel into a region downstream of at least one fuel nozzle or fuel nozzle group to which the exit channel extends. This makes it possible according to the invention to incorporate the pressure conditions in the premix passage in the immediate premix passage area in front of the fuel nozzles into the feedback signal. The output channel may have downstream of the fuel nozzle or the fuel nozzle group, an end piece, in which opens the feedback channel.
Ist der statische Druck in der Vormischpassage im Bereich ei¬ ner Brennstoffdüsengruppe höher, fließt weniger Brennstoff durch den Ausgangskanal und der dynamische Druck in dem Aus- gangkanal ist geringer. Dadurch fällt bei der erfindungsgemä¬ ßen Ausbildung der Rückkopplungsleitung das Rückkopplungssignal geringer aus und der Brennstoff wird länger in dem Aus¬ gangkanal strömen als bei umgekehrten Druckverhältnissen vor den Brennstoffdüsen des Ausgangskanals in der Vormischpassa- ge . Ist der statische Druck in der Vormischpassage im Bereich einer Brennstoffdüsengruppe niedriger, fließt bei Beaufschla¬ gung des zugehörigen Ausgangs der Wechselwirkungskammer mehr Brennstoff durch den zugehörigen Ausgangskanal und der dyna¬ mische Druck in dem Ausgangskanal ist höher. Da die zugehöri- ge Rückkopplungsleitung stromab der mindestens einen Brennstoffdüse des Ausgangskanals in den Ausgangskanal mündet, ist der Druck in der in den Endbereich des Ausgangskanals mündenden Rückkopplungsleitung höher und der zugehörige Brennstoffstrahl wird schneller von der Seitenwand im Eingangsbereich der Wechselwirkungskammer sich ablösen und den nächsten Ausgang mit Brennstoff beaufschlagen. Somit wird die Oszillation des BrennstoffStrahls in der Wechselwirkungskammer den Ausgangskanal länger mit Brennstoff beaufschlagen, dessen min- destens eine Brennstoffdüse in einen Bereich der Vormischpas- sage mündet, in welchem ein höherer Druck herrscht. Dadurch wird der Effekt ausgeglichen, dass im allgemeinen weniger Brennstoff aus Brennstoffdüsen austritt, die in einen Bereich höheren Passagendrucks einmünden bzw. mehr Brennstoff If the static pressure in the Vormischpassage in the range ei ¬ ner fuel nozzle group higher, less fuel flowing through the output channel and the dynamic pressure in the output channel is smaller. Thereby, the feedback signal falls in the invention shown SEN training feedback line low and the fuel is longer ge in the off ¬ passage flow than the reverse pressure conditions before the fuel nozzles of the output channel in the Vormischpassa-. If the static pressure in the Vormischpassage the region of a fuel nozzle group of low flows at Beaufschla ¬ supply of the associated output of the interaction chamber more fuel through the corresponding output channel and the dyna ¬ mix pressure in the output channel is higher. Since the associated feedback line opens into the output channel downstream of the at least one fuel nozzle of the output channel, the pressure in the feedback line opening into the end region of the outlet channel is higher and the associated fuel jet will more rapidly detach from the side wall in the input region of the interaction chamber and the next outlet apply fuel. Thus, the oscillation of the fuel jet in the interaction chamber will cause the output channel to be exposed to fuel for a longer period of time. at least one fuel nozzle opens into a region of the premixed gas mixture in which a higher pressure prevails. This compensates for the effect that, in general, less fuel escapes from fuel nozzles which open into a region of higher passenger pressure or more fuel
eingedüst wird in Bereiche geringen Drucks. Durch diesen Aus¬ gleich kann erfindungsgemäß eine homogenere Brennstoffkon- zentration in der Vormischpassage erzeugt werden. Somit re¬ gelt sich die Eindüsung des Brennstoffs durch die mindestens zwei an den fluidischen Oszillator angeschlossenen Brennstoffdüsengruppen bzw. Brennstoffdüsen selbstständig, ohne dass eine zusätzliche Steuervorrichtung notwendig wäre. Die resultierende homogenere Verteilung der Brennstoffkonzentra- tion in der Vormischpassage führt zu reduzierten Schadstoff- emissionen. Durch die zeitlich und örtlich flukturierende Brennstoffeindüsung wird zudem eine gute Durchmischung des von den Brennstoffdüsengruppen ausgedüsten Brennstoffs mit der vorbeiströmenden Verdichterluft bewirkt. Erfindungsgemäß wird aufgrund der flukturierenden Brennstoffeindüsung durch den fluidischen Oszillator auch eine Verbreiterung des Verzugszeitenprofils des Brenners bewirkt, wodurch eine Wechsel¬ wirkung des Brenners mit der Flamme und ein Anfachen thermo- akustischer Schwingungen verringert wird. Zur Erläuterung des Begriffs thermoakustische Schwingung und Verzugszeit sei angemerkt, dass es in einer Brennkammer zu einer Wechselwirkung von akustischen Schwingungen und Schwankungen in der Wärmefreisetzung kommen kann. Diese können sich gegenseitig aufschaukeln, wenn es sich um Frequenzen handelt, die mit sogenannten Eigenmoden der Gasturbine zusammenfallen. Diese Eigenmoden sind abhängig von der Größe und Bauform der jeweiligen Gasturbine. Derartige thermoakustische Schwingun¬ gen können beim Betrieb der Gasturbine zu erheblichen Schäden an den Bauteilen führen und eine Abschaltung der Anlage er- zwingen. Injected into areas of low pressure. By this equalization equal ¬ a homogeneous fuel concentration can be generated in the premix passage according to the invention. Thus, re ¬ the injection of the fuel gelt independently through the at least two of the fluidic oscillator connected fuel nozzle groups, or fuel nozzle, without an additional control device would be required. The resulting more homogeneous distribution of fuel concentration in the premix passage leads to reduced pollutant emissions. Due to the temporally and locally fluctuating fuel injection, a good mixing of the fuel, which is spouted out by the fuel nozzle groups, with the compressor air flowing past is also brought about. According to the invention, a broadening of the delay time profile of the burner is caused due to the fluctuating fuel injection by the fluidic oscillator, whereby an interaction ¬ effect of the burner with the flame and a fan of thermo-acoustic vibrations is reduced. To explain the term thermoacoustic oscillation and delay time, it should be noted that in a combustion chamber to an interaction of acoustic vibrations and fluctuations in the heat release can occur. These can swell each other if they are frequencies that coincide with so-called eigenmodes of the gas turbine. These eigenmodes depend on the size and design of the respective gas turbine. Such thermoacoustic Schwingun ¬ insulation can cause significant damage to the components, forcing a shutdown of the plant easier during operation of the gas turbine.
Um das Anregen von thermoakustischen Schwingungen zu vermeiden, kann das sich im Betrieb einstellende Verzugszeitenpro¬ fil des Brenners möglichst breit sein, wobei die Verzugszeit die Zeit ist, die ein aus der Brennstoffdüse austretendes Fluid bis zum Erreichen der Flamme benötigt. In order to avoid the stimulation of thermoacoustic oscillations, the delay time profile of the burner which arises during operation can be as wide as possible, the delay time the time is required for a fluid leaving the fuel nozzle to reach the flame.
Die durch den fluidischen Oszillator mit Brennstoff versorg- ten Brennstoffdüsen bzw. Brennstoffdüsengruppen des Brenners weisen aufgrund des sowohl zeitlich als auch örtlich pulsierende BrennstoffStrahls am Austritt der Düsen bedingt eine Fluktuation des Brennstoff-Konzentrationsprofils in der vor¬ beiströmenden Verdichterluft auf, was wiederum die thermo- akustische Stabilität aufgrund eines verbreiterten Verzugs¬ zeitenprofils des Brenners verbessert- beispielsweise im Ver¬ gleich zu Brennern mit herkömmlichen Druck-Drall Düsen oder Vollstrahldüsen. Eine Frequenz der pulsierenden Eindüsung des Brennstoffs kann beispielsweise durch die Größe der Wechsel- Wirkungskammer eingestellt werden. Der Brenner kann mehrere fluidische Oszillatoren umfassen, welche jeweils mindestens zwei Ausgangskanäle mit jeweils mindestens einer Brennstoff¬ düse bzw. Gruppe von Brennstoffdüsen mit Brennstoff versorgen . The through the fluidic oscillator with fuel versorg- th fuel nozzles and fuel nozzle groups of the burner have caused a fluctuation of the fuel concentration profile in the prior ¬ beiströmenden compressor air on the basis of both temporal and local pulsating fuel jet at the outlet of the nozzle, which in turn thermo- improved acoustic stability due to a widened delay ¬ time profile of the burner - for example in Ver ¬ equal to burners with conventional pressure-swirl nozzles or full-jet nozzles. A frequency of the pulsating injection of the fuel can be adjusted for example by the size of the interaction-effect chamber. The burner may comprise a plurality of fluidic oscillators, which supply at least two output channels each with at least one fuel nozzle or group of fuel nozzles with fuel.
Es sind unterschiedliche Typen von fluidischen Oszillatoren bekannt, welche sich in ihrem Aufbau unterscheiden. Die Erfindung ist nicht auf einen speziellen Typ dieser fluidischen Oszillatoren beschränkt. All diesen Typen ist gemein, dass diese eine Wechselwirkungskammer aufweisen, in die ein unter Druck stehender Fluidstrahl durch einen Eingang eintritt. Der Strahl legt sich periodisch an unterschiedliche Seitenwände bzw. Seitenwandbereiche der Wechselwirkungskammer an, so dass man von einer Wechselwirkung des Strahls mit den Seitenwänden der Kammer sprechen kann, wobei eine Oszillation des Strahls angefacht wird, so dass der Strahl periodisch auf unterschiedlichen Wegen durch die Kammer hindurch strömt und im Ausgangsbereich folglich periodisch durch unterschiedliche Ausgänge der Wechselwirkungskammer diese verlässt bzw. in un- terschiedlichen Richtungen einen zentralen Ausgang der Wechselwirkungskammer verlässt. Der Strahl legt sich somit mindestens an zwei gegenüberliegende Seitenwandbereiche perio- disch an bzw. löst sich wieder ab, was durch Verzögerung der Strömung hervorgerufen wird. Different types of fluidic oscillators are known which differ in their construction. The invention is not limited to a specific type of these fluidic oscillators. All these types have in common that they have an interaction chamber into which a pressurized fluid jet enters through an entrance. The jet periodically abuts different sidewalls of the interaction chamber so as to speak of an interaction of the beam with the sidewalls of the chamber, thereby exciting oscillation of the beam so that the beam passes through the chamber in different ways flows therethrough and consequently exits in the output region periodically through different outputs of the interaction chamber or leaves in different directions a central exit of the interaction chamber. The beam thus lies at least at two opposite side wall areas perio- or dissolves again, which is caused by delaying the flow.
Die Funktionsweise fluidischer Oszillatoren ist Stand der Technik, so dass die fluidischen Oszillatoren hier nur kurz erläutert sind. In der Zeichnung sind zudem einige Typen an fluidischen Oszillatoren dargestellt. Die Erfindung ist unabhängig von dem verwendeten Typ des fluidischen Oszillators. Die Erfindung geht bevorzugt von einem fluidischen Oszillator aus, der aufgrund divergierender Seitenwände im Eingangsbe¬ reich der Wechselwirkungskammer zu einem Anfachen der Oszillation des eintretenden Strahls führt. Insbesondere geht die Erfindung bevorzugt von einer im Wesentlichen rotationssymmetrischen Ausbildung der Wechselwirkungskammer aus mit dem Eingang um die Rotationsachse an einem Ende der Kammer und dem Ausgangsbereich mit dem mindestens einen Ausgang gegenüberliegend angeordnet. Zum Anfachen der Oszillation erwei¬ tert sich die Wechselwirkungskammer bei dieser Art der Wechselwirkungskammer mindestens im Eingangsbereich der Kammer in Richtung Ausgangsbereich diffusorartig . Die Funktionsweise der Rückkopplunsleitungen wurde bereits weiter oben erläutert . The operation of fluidic oscillators is prior art, so that the fluidic oscillators are only briefly explained here. The drawing also shows some types of fluidic oscillators. The invention is independent of the type of fluidic oscillator used. The invention is preferably made of a fluidic oscillator which results in a fanning of the oscillation of the incoming beam of divergent side walls in Eingangsbe ¬ area of the interaction chamber. In particular, the invention preferably proceeds from a substantially rotationally symmetrical design of the interaction chamber with the input about the rotation axis at one end of the chamber and the output region with the at least one output arranged opposite one another. For fomenting the oscillation expan ¬ the interaction chamber tert diffuser-like towards the exit area in this type of interaction chamber at least at the entrance of the chamber. The operation of the feedback lines has already been explained above.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in der nach- folgenden Beschreibung und den Unteransprüchen angegeben, deren Merkmale einzeln und in beliebiger Kombination miteinander angewendet werden können. Advantageous embodiments of the invention are specified in the following description and the subclaims, the features of which can be used individually and in any combination with one another.
Es kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der erste Ausgangs- kanal sich bis zu einer ersten Gruppe von Brennstoffdüsen erstreckt und der zweite Ausgangskanal sich bis zu einer zwei¬ ten Gruppe Brennstoffdüsen erstreckt, wobei die Rückkopp¬ lungsleitung jeweils in einen Bereich stromab der jeweiligen Gruppe an Brennstoffdüsen in den Ausgangskanal einmündet. It can be advantageously provided that the first output channel extends up to a first group of fuel nozzles and the second output channel extends up to a two ¬ th group fuel nozzles, wherein the Rückkopp ¬ ment line in each case in an area downstream of the respective group Fuel nozzles opens into the output channel.
Die erste und zweite Gruppe an Brennstoffdüsen bzw. die erste und zweite Brennstoffdüse kann beispielsweise in einem ge¬ meinsamen Brennstoffinj ektor angeordnet sein. Bei dem Brenn- Stoffinj ektor kann es sich beispielsweise um eine Drallschaufel eines Drallerzeugers handeln. Da auf der Saug- und der Druckseite der Schaufel unterschiedliche Drücke in der Vormischpassage herrschen, kann die erste Brennstoffdüse bzw. die erste Gruppe Brennstoffdüsen auf der Saug- und die zweite Brennstoffdüse bzw. Brennstoffdüsengruppe auf der Druckseite der Drallschaufel angeordnet sein. Erfindungsgemäß kann dadurch eine annähernd gleiche Menge an Brennstoff beid¬ seitig der Schaufel eingedüst werden. The first and second group of fuel nozzles and the first and second fuel nozzle may be located in a GE ector example ¬ common Brennstoffinj. In the case of Stoffinj can be, for example, a swirl bucket of a swirl generator. Since different pressures prevail in the premix passage on the suction and pressure sides of the blade, the first fuel nozzle or the first group of fuel nozzles can be arranged on the suction and the second fuel nozzle or fuel nozzle group on the pressure side of the swirl blade. According to the invention, an approximately equal amount of fuel can be injected on both sides of the blade.
Es kann auch als vorteilhaft angesehen werden, dass die Rückkopplungsleitung sich stromab der mindestens einen Brennstoffdüse an den Ausgangskanal anschließt. Der Ausgangskanal und die Rückkopplungsleitung können hierbei unterschiedliche Durchmesser aufweisen. It may also be considered advantageous that the feedback line is connected downstream of the at least one fuel nozzle to the output channel. The output channel and the feedback line may in this case have different diameters.
Es kann auch als vorteilhaft angesehen werden, dass die mindestens erste Brennstoffdüse und die mindestens zweite Brenn- stoffdüse in unterschiedlichen Brennstoffinj ektoren angeordnet sind. It can also be considered advantageous that the at least first fuel nozzle and the at least second fuel nozzle are arranged in different fuel injectors.
Insbesondere kann es als vorteilhaft angesehen werden, dass die beiden Brennstoffinj ektoren im Wesentlichen gegenüberlie- gend an der Brennerlanze angeordnet sind. In particular, it may be considered advantageous that the two fuel injectors are arranged substantially opposite one another on the burner lance.
Somit lässt sich die Brennstoffkonzentration in der Vormischpassage in den mindestens beiden gegenüberliegenden Bereichen trotz unterschiedlicher Druckverhältnisse in den Bereichen aneinander angleichen. Thus, the fuel concentration in the premix passage in the at least two opposite regions can be matched to one another despite different pressure conditions in the regions.
Es kann auch als vorteilhaft angesehen werden, dass die mindestens zwei Brennstoffdüsen bzw. mindestens zwei Brennstoff¬ düsengruppen in einem gemeinsamen Brennstoffinj ektor angeord- net sind und sich in ihrer radialen Anordnung in der Vormischpassage unterscheiden, so dass sich die Brennstoffkonzentration in radialer Richtung trotz unterschiedlicher It can also be regarded as advantageous that the at least two fuel nozzles and at least two fuel ¬ nozzle groups are in a common Brennstoffinj ector angeord- net and differ in their radial arrangement in the Vormischpassage, so that the fuel concentration in the radial direction, despite different
Druckverhältnisse im brennerlanzennahen und brennerlanzenfer- nen Bereich der Vormischpassage vergleichmäßigen lässt. Der fluidische Oszillator kann in der Brennernabe oder auch im Brennstoffinj ektor angeordnet sein. Vorteilhafterweise kann weiter vorgesehen sein, dass derPressure conditions in the burner-near and burner lancet equalize the area of the premix passage. The fluidic oscillator can be arranged in the burner hub or in the fuel injector. Advantageously, it can further be provided that the
Brenner mehr als zwei derart mit dem fluidischen Oszillator verbundene Gruppen von Brennstoffdüsen in unterschiedlichen Brennstoffinj ektoren umfasst. Dies ermöglicht eine Vergleichmäßigung der Brennstoffkonzent- ration in der Vormischpassage stromab der unterschiedlichen Brennstoffinj ektoren . Burner more than two such connected to the fluidic oscillator groups of fuel nozzles in different Brennstoffinj comprises sectors. This makes it possible to even out the fuel concentration in the premix passage downstream of the different fuel injectors.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, dass die unterschiedlichen Brennstoffinj ektoren umlaufend an der Brennerlanze angeordnet sind und die zugehöri¬ gen Ausgangskanäle umlaufend an der Wechselwirkungskammer. A further advantageous embodiment of the invention can provide that the different reflectors Brennstoffinj are arranged circumferentially on the burner lance and the zugehöri ¬ gen output channels circumferentially on the interaction chamber.
Es kann auch als vorteilhaft angesehen werden, dass It can also be considered advantageous that
der mindestens eine Brennstoffinj ektor einen Grundkörper umfasst, an welchem die von dem Brennstoffinj ektor umfassten Brennstoffdüsen angeordnet sind, wobei der Grundkörper insbesondere eine Drallschaufel eines Drallerzeugers ist. Vorteilhafterweise kann weiter vorgesehen sein, dass diethe at least one fuel injector comprises a main body on which the fuel nozzles covered by the fuel injector are arranged, wherein the main body is in particular a swirl blade of a swirl generator. Advantageously, it can further be provided that the
Wechselwirkungskammer an ihrem einen Ende den Eingang und an einem gegenüberliegenden Ende einen Ausgangsbereich umfasst und von Seitenwänden oder Seitenwandbereichen begrenzt ist, die sich vom Eingang der Kammer bis zu dem die Ausgänge um- fassenden Ausgangsbereich erstrecken, wobei mindestens zwei gegenüberliegend angeordnete Seitenwände oder Seitenwandbe- reiche mindestens im Eingangsbereich in Richtung des Ausgangs divergieren . Die Oszillation eines unter Druck in die Wechselwirkungskammer durch den Eingang eintretenden BrennstoffStrahls wird gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung angefacht durch ein abwechselndes Anlegen des Strahls an die divergent ausgebil- deten Seitenwandbereiche . Die Anfachung der Oszillation in der erfindungsgemäßen Wechselwirkungskammer beruht auf der im Eingangsbereich durch die divergierenden Seitenwän- de/Seitenwandbereiche hervorgerufenen Strömungsverzögerung. Interaction chamber at one end of the input and at an opposite end comprises an output region and is bounded by side walls or side wall portions which extend from the entrance of the chamber to the exit area enclosing the exit area, wherein at least two oppositely disposed side walls or sidewall areas diverge towards the exit at least in the entrance area. The oscillation of a fuel jet entering the interaction chamber through the inlet under pressure is, according to this embodiment of the invention, ignited by alternately applying the jet to the divergently formed fuel jet. Deten sidewall areas. The excitation of the oscillation in the interaction chamber according to the invention is based on the flow delay caused in the entrance area by the diverging sidewalls / sidewall regions.
Es kann auch als vorteilhaft angesehen werden, dass mindes¬ tens zwei gegenüberliegend angeordnete Seitenwände im Ein¬ gangsbereich der Wechselwirkungskammer in Richtung Ausgang divergieren unter einem Winkel größer als 7,5 Grad zu einer Einströmrichtung des Eingangs der Wechselwirkungskammer. It can also be regarded as advantageous that the Minim ¬ least two oppositely disposed side walls in a ¬ transition area of the interaction chamber in the direction of output diverge at an angle greater than 7.5 degrees to a direction of inflow of the input of the interaction chamber.
Öffnungswinkel der Wechselwirkungskammer, die zum Anfachen einer Oszillation geeignet sind, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Ein Winkel von mindestens 7,5 Grad zur Aperture angles of the interaction chamber suitable for inducing oscillation are known in the art. An angle of at least 7.5 degrees to
Einströmrichtung hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen. Inflow has proven to be particularly advantageous.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Wechselwirkungskammer im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet ist, wobei die Wechselwirkungskammer sich mindestens im Ein- gangsbereich in Richtung Ausgang diffusorartig erweitert. Advantageously, it can be provided that the interaction chamber is essentially rotationally symmetrical, with the interaction chamber expanding in a diffuser-like manner at least in the entrance area in the direction of exit.
Durch den rotationssymmetrischen Aufbau des fluidischen Oszillators erhält man eine umlaufende Beaufschlagung der im Ausgangsbereich der Wechselwirkungskammer beginnenden Aus- gangskanäle mit Brennstoff. Due to the rotationally symmetrical design of the fluidic oscillator, a circumferential loading of the starting channels starting in the exit region of the interaction chamber with fuel is obtained.
Der fluidische Oszillator kann beispielsweise zentral in der Brennerlanze angeordnet sein und rotierend umlaufend an der Brennerlanze angeordnete Brennstoffinj ektoren mit Brennstoff versorgen, wobei jeweils mindestens ein Augangskanal des fluidischen Oszillators sich zu jeweils einer Gruppe von Brennstoffdüsen eines Brennstoffinj ektors erstreckt. Die um¬ laufenden Brennstoffinj ektoren können gemeinsam zwei Brennstoffstufen umfassen. Für jede Stufe kann ein eigener The fluidic oscillator, for example, be centrally located in the burner lance and rotatably circumferentially arranged on the burner lance Brennstoffinj provide fuel with fuel, each extending at least one Augangskanal the fluidic oscillator to each of a group of fuel nozzles of a Brennstoffinj ector. The reflectors to ¬ current Brennstoffinj may together comprise two fuel stages. Each stage can have its own
fluidischer Oszillator vorgesehen sein. be provided fluidic oscillator.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Brenneranord¬ nung mit einer Anzahl von Brennern anzugeben, - wobei Hauptbrenner in einem oder mehreren konzentrisch zueinander angeordneten Kreisen angeordnet sind, mit welcher im Betrieb der Brenneranordnung eine Verringerung von Schadstoffemissionen oder eine Verringerung von Druckpulsationen ermöglicht ist. A further object of the invention is to specify a burner arrangement with a number of burners, - Wherein main burners are arranged in one or more concentrically arranged circles, with which a reduction of pollutant emissions or a reduction of pressure pulsations is made possible during operation of the burner assembly.
Hierzu ist mindestens ein Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildet ist. Bei dem Brenner kann es sich beispielsweise um einen zentral angeordneten Pilotbrenner der Brenneranordnung handeln. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel können zusätzlich oder alternativ auch die Hauptbrenner der Brenneranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildet sein. For this purpose, at least one burner is designed according to one of claims 1 to 11. For example, the burner may be a centrally located pilot burner of the burner assembly. According to a further embodiment additionally or alternatively, the main burner of the burner assembly according to one of claims 1 to 11 may be formed.
Der erfindungsgemäße Brenner bzw. die erfindungsgemäße Bren¬ neranordnung ermöglicht eine besonders stabile Verbrennung, insbesondere auch im Teillastbetrieb. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Brennkammer für eine Gasturbine und eine Gasturbine anzugeben, mit wel¬ cher im Betrieb eine Verringerung von Schadstoffemissionen oder eine Verringerung von Druckpulsationen in der Brennkammer ermöglicht ist. The burner according to the invention or the Bren ¬ neranordnung invention allows a particularly stable combustion, especially in partial load operation. Another object of the invention is to provide a combustion chamber for a gas turbine and a gas turbine, with wel ¬ cher a reduction of pollutant emissions or a reduction of pressure pulsations in the combustion chamber is made possible during operation.
Hierzu umfasst die Brennkammer mindestens einen Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 12 und die Gasturbine mindestens eine Brennkammer nach Anspruch 13. Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfin¬ dung sind Gegenstand der Beschreibung von Ausführungsbeispie¬ len der Erfindung unter Bezug auf die Figur der Zeichnung, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleich wirkende Bauteile ver¬ weisen . For this purpose, the combustion chamber comprises at least one burner according to one of claims 1 to 12 and the gas turbine at least one combustion chamber according to claim 13. Further expedient refinements and advantages of the inven ¬ tion are the subject of description of Ausführungsbeispie ¬ len of the invention with reference to the figure of the drawing , wherein the same reference numerals on identical components ver ¬ show.
Dabei zeigt die Fig. 1 schematisch eine Gasturbine des Standes der Technik in einem Längsschnitt, It shows the 1 schematically shows a gas turbine of the prior art in a longitudinal section,
Fig. 2, 3 schematisch zwei Typen von fluidischen Oszillatoren gemäß dem Stand der Technik in einem Längsschnitt, 2, 3 schematically show two types of fluidic oscillators according to the prior art in a longitudinal section,
Fig.4 schematisch einen Ausschnitt einer Brennkammer 10 des 4 shows schematically a detail of a combustion chamber 10 of
Standes der Technik in einem Längsschnitt,  Prior art in a longitudinal section,
Fig.5 schematisch einen Hauptbrenner der in Fig.4 dargestellten Brenneranordnung in einem Längsschnitt, 5 schematically shows a main burner of the burner assembly shown in Figure 4 in a longitudinal section,
Fig.6 schematisch einen erfindungsgemäßen Brenner gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Längsschnitt, und 6 shows schematically a burner according to the invention according to a first embodiment of the invention in a longitudinal section, and
Fig.7 schematisch einen erfindungsgemäßen Brenner gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Längsschnitt. 7 schematically shows a burner according to the invention according to a second embodiment of the invention in a longitudinal section.
Die Figur 1 zeigt eine Schnittansicht einer Gasturbine 1 nach dem Stand der Technik in schematisch vereinfachter Darstellung. Die Gasturbine 1 weist in ihrem Inneren einen um eine Rotationsachse 2 drehgelagerten Rotor 3 mit einer Welle 4 auf, der auch als Turbinenläufer bezeichnet wird. Entlang des Rotors 3 folgen aufeinander ein Ansauggehäuse 6, ein Verdichter 8, ein Verbrennungssystem 9 mit einer Anzahl an Brennkammern 10, die jeweils eine Brenneranordnung mit Brennern 11, ein BrennstoffVersorgungssystem für die Brenner (nicht dargestellt) und ein Gehäuse 12 umfassen, eine Turbine 14 und ein Abgasgehäuse 15. Die Brennkammer 10 kann beispielsweise eine Ringbrennkammer sein. Die Gasturbine könnte aber auch Rohrbrennkammern umfassen, welche beispielsweise ringförmig an dem Turbineneintritt angeordnet sind. 1 shows a sectional view of a gas turbine 1 according to the prior art in a schematically simplified representation. The gas turbine 1 has in its interior a rotatably mounted about a rotation axis 2 rotor 3 with a shaft 4, which is also referred to as a turbine runner. Along the rotor 3 follow one another an intake housing 6, a compressor 8, a combustion system 9 with a number of combustion chambers 10, each comprising a burner assembly with burners 11, a fuel supply system for the burners (not shown) and a housing 12, a turbine 14 and an exhaust case 15. The combustion chamber 10 may be, for example, an annular combustion chamber. The gas turbine could also include tube combustion chambers, which are arranged, for example, annularly on the turbine inlet.
Das Verbrennungssystem 9 kommuniziert mit einem beispielswei¬ se ringförmigen Heißgaskanal. Dort bilden mehrere hinterei¬ nander geschaltete Turbinenstufen die Turbine 14. Jede Turbi- nenstufe ist aus Schaufelringen gebildet. In Strömungsrichtung eines Arbeitsmediums gesehen folgt im Heißkanal einer aus Leitschaufeln 17 gebildeten Reihe eine aus Laufschaufeln 18 gebildete Reihe. Die Leitschaufeln 17 sind dabei an einem Innengehäuse eines Stators 19 befestigt, wohingegen die Lauf¬ schaufeln 18 einer Reihe beispielsweise mittels einer Turbi¬ nenscheibe am Rotor 3 angebracht sind. An dem Rotor 3 ange¬ koppelt ist beispielsweise ein Generator (nicht dargestellt) . Während des Betriebes der Gasturbine wird vom Verdichter 8 durch das Ansauggehäuse 6 Luft angesaugt und verdichtet. Die am turbinenseitigen Ende des Verdichters 8 bereitgestellte Verdichterluft L" wird entlang eines Brennerplenums 7 zu dem Verbrennungssystem 9 geführt und dort im Bereich der Brenner- anordnung in die Brenner 11 geleitet und in diesen mit Brennstoff vermischt und/oder im Austrittsbereich des Brenners 11 mit Brennstoff angereichert. Brennstoffzuführsysteme versor¬ gen die Brenner hierbei mit Brennstoff. Das Gemisch bzw. die Verdichterluft und der Brennstoff werden von den Brennern 11 in die Brennkammer 10 eingeleitet und verbrennen unter Bildung eines heißen Arbeitsgasstromes in einer Verbrennungszone innerhalb des Brennkammergehäuses 12 der Brennkammer. Von dort strömt der Arbeitsgasstrom entlang des Heißgaskanals an den Leitschaufeln 17 und den Laufschaufeln 18 vorbei. An den Laufschaufeln 18 entspannt sich der Arbeitsgasstrom impulsübertragend, so dass die Laufschaufeln 18 den Rotor 3 antrei¬ ben und dieser den an ihn angekoppelten Generator (nicht dargestellt) . Die Figur 2 zeigt einen fluidischen Oszillator eines ersten Typs nach dem Stand der Technik im Längsschnitt. The combustion system 9 communicates with a beispielswei ¬ ring hot gas channel. There are several hinterei ¬ Nander turbine stages form the turbine 14. Each turbine nenstufe is formed of vane rings. Viewed in the flow direction of a working medium follows in the hot runner formed by a number 17 vanes row formed from blades 18 row. The guide vanes 17 are secured to an inner housing of a stator 19 while the rotor blades 18 ¬ a number, for example, by means of a Turbi ¬ nenscheibe on the rotor 3 are attached. ¬ is coupled to the rotor 3, a generator, for example (not shown). During operation of the gas turbine, air is sucked in and compressed by the compressor 8 through the intake housing 6. The compressor air L "provided at the turbine-side end of the compressor 8 is guided along a burner plenum 7 to the combustion system 9 and conducted there in the region of the burner arrangement into the burners 11 and mixed with fuel therein and / or with fuel in the outlet region of the burner 11 enriched. fuel delivery versor ¬ gene, the burner in this case with fuel. the mixture or the compressor air and fuel are introduced from the burners 11 in the combustion chamber 10 and burned to form a hot working gas stream in a combustion zone within the combustor housing 12 of the combustion chamber. from there, flows of the working gas stream along the hot gas channel to the guide vanes 17 and the blades 18 over. at the rotor blades 18, the working gas flow relaxed transferring its momentum, so that the blades 18 of the rotor 3 antrei ¬ ben and that the coupled to it generator (not shown). the Fig ur 2 shows a fluidic oscillator of a first type according to the prior art in longitudinal section.
Der Oszillator 24a umfasst eine Wechselwirkungskammer 26 mit einem Eingang 28 mit einem Eingangsbereich 30 und einem ge- genüberliegend angeordneten Ausgangsbereich 32 mit einem ersten Ausgang 34 und einem zweiten Ausgang 36. Je Ausgang ist eine relativ dünne Rückkopplungsleitung 38 angeordnet, die den Eingangsbereich mit dem Ausgangbereich verbindet. Die Seitenwandbereiche 40 divergieren in Richtung Ausgang, so dass die Wechselwirkungskammer 26 einen dreieckigen Längsschnitt aufweist. Der Oszillator 24a ist nicht rotationssym¬ metrisch aufgebaut, sondern weist normal zur Zeichenebene ei- nen konstanten Längsschnitt auf. The oscillator 24a comprises an interaction chamber 26 having an input 28 with an input region 30 and an oppositely arranged output region 32 having a first output 34 and a second output 36. For each output, a relatively thin feedback line 38 is arranged, which connects the input region to the output region combines. The side wall portions 40 diverge toward the exit so that the interaction chamber 26 has a triangular longitudinal section. The oscillator 24a is not rotationssym ¬ metric constructed, but has normal to the plane of egg NEN constant longitudinal section.
Die Figur 3 zeigt einen fluidischen Oszillator 24b eines zweiten Typs nach dem Stand der Technik im Längsschnitt. Der Oszillator 24b ist ebenfalls nicht rotationssymmetrisch auf- gebaut, sondern weist normal zur Zeichenebene einen konstan¬ ten Längsschnitt auf. Der Eingang 28 ist mittig in der Wech¬ selwirkungskammer 26 angeordnet innerhalb eines Leitmittels 42, so dass ein unter Druck eintretender Strahl frontal auf die gegenüberliegende Seitenwand 44 gelenkt wird. Der Strahl strömt abwechselnd links und rechts an dem Leitmittel inFIG. 3 shows a prior art fluidic oscillator 24b of the prior art in longitudinal section. The oscillator 24b is also built up not rotationally symmetrical but has normal to the plane of a konstan ¬ th longitudinal section. The input 28 is arranged centrally in the Wech ¬ selwirkungskammer 26 within a guide means 42, so that an incoming pressurized jet head is directed to the opposite side wall 44th The jet flows alternately left and right at the guide in
Richtung des Ausgangsbereichs 32 und beaufschlagt hierbei ab¬ wechselnd die Ausgänge 34 und 36 mit dem Fluid, so dass der Strahl abwechselnd durch den einen und den anderen Ausgang aus der Kammer austritt mit einer Frequenz, die durch die Größe der Wechselwirkungskammer 26 bestimmt wird. Direction of the output region 32 and acts here ¬ alternately the outputs 34 and 36 with the fluid, so that the beam alternately exits through the one and the other output from the chamber at a frequency which is determined by the size of the interaction chamber 26.
Fig. 4 zeigt schematisch einen Ausschnitt einer Brennkammer 10 des Standes der Technik mit einer Brenneranordnung 48 an einem Kopfende der Brennkammer. Die Brennkammer umfasst eine Brennkammerwand mit einem eine Verbrennungszone umfassenden Flammrohr 50 und einem sich an das Flammrohr anschließenden Übergangstück 52, welches sich bis zu einem Turbineneintritt der Gasturbine erstreckt. Zur Dämpfung von im Betrieb auftre¬ tenden thermoakustischen Schwingungen sind auf Höhe der Flam- me Resonatoren 54 an der Brennkammerwand angeordnet. DieFig. 4 shows schematically a section of a prior art combustion chamber 10 with a burner assembly 48 at a head end of the combustion chamber. The combustion chamber comprises a combustion chamber wall with a flame tube 50 comprising a combustion zone and a transition piece 52 which adjoins the flame tube and which extends as far as a turbine inlet of the gas turbine. To dampen auftre ¬ border thermoacoustic oscillations resonators 54 are arranged at the level of the flame on the combustion chamber wall. The
Brenneranordnung 48 umfasst einen zentralen Pilotbrenner 56 mit einer zentralen Pilotbrennerlanze 58 und einer Pilotbren- ner-Vormischpassage 60. Der Pilotbrenner 56 umfasst einen sich in Strömungsrichtung konisch erweiternden Pilotkonus 62. Um den zentralen Pilotbrenner sind kreisförmig Hauptbrenner 64 angeordnet. Die Hauptbrenner 64 weisen jeweils eine Brennerachse 66 und eine konzentrisch zur Brennerachse angeordne¬ te Vormischpassage 68 auf, wobei die Vormischpassage 68 nach radial außen von einer Wand 70 begrenzt ist und im Betrieb von Verdichterluft L" durchströmbar ist und einem Vermischen von Brennstoff und Luft L" dient, wobei in der Vormischpassa¬ ge 68 eine zentrale Brennerlanze 72 und eine Anzahl Brenn- stoffinj ektoren angeordnet sind, welche sich von der Brennerlanze in Richtung der Wand 70 erstrecken und fluidisch mit einer von der Brennerlanze 72 umfassten Brennstoffzufuhran- ordnung verbundenden sind und Brennstoffdüsen aufweisen. Die Brennstoffinj ektoren sind als Drallschaufeln eines Burner assembly 48 includes a central pilot burner 56 having a central pilot lance 58 and a pilot burner premix passage 60. The pilot burner 56 includes a conically expanding pilot cone 62. Arranged around the central pilot burner are main burners 64. The main burners 64 each have a burner axis 66, and a concentrically to the burner axis is arrange ¬ te Vormischpassage 68, wherein said Vormischpassage 68 by is bounded radially outside of a wall 70 and in the operation of compressor air L "is flowed through and a mixing of fuel and air L" is used, wherein in the Vormischpassa ¬ ge 68 a central burner lance 72 and a number of fuel Injectors are arranged, which extending from the burner lance toward the wall 70 and fluidly connected to a fuel supply arrangement encompassed by the burner lance 72 and having fuel nozzles. The fuel injectors are as swirl blades of a
Drallerzeugers 74 ausgebildet, wobei Brennstoffdüsen an den Drallschaufeln angeordnet sind. Swirl generator 74 is formed, wherein fuel nozzles are arranged on the swirl blades.
Die Figur 5 zeigt einen Hauptbrenner 64 der Brenneranordnung der Fig.4 schematisch im Längsschnitt. Der Brenner 64 weist eine zentrale Brennerachse 66 auf und eine die Brennerachse zumindest abschnittsweise umgebende Vormischpassage 68, wobei die Vormischpassage nach radial außen von einer Wand 70 be¬ grenzt ist und im Betrieb von Verdichterluft L" durchströmbar ist und einem Vermischen von Brennstoff und Luft dient. In der Vormischpassage 68 ist eine zentrale Brennerlanze 72 und eine Anzahl an Brennstoffinj ektoren 79 angeordnet. Die Brennstoffinj ektoren 79 umfassen jeweils einen in der Vormischpassage angeordneten Grundkörper 71, welcher als Drallschaufeln 76 eines Drallerzeugers 74 ausgebildet ist. Die Brennstoffin- jektoren 79 umfassen Brennstoffdüsen 80, welche sich an der Oberfläche der Drallschaufeln 76 in die Vormischpassage 68 öffnen. Die Brennstoffdüsen 80 sind zur Versorgung mit Brennstoff fluidisch mit einer Brennstoffzufuhranordnung 73 verbunden. Die Brennstoffzufuhranordnung 73 umfasst einen in der Brennerlanze verlaufen Brennstoffkanal 82 und Brennstoffzu- fuhrkanäle 78, die sich in die Drallschaufeln 76 bis zu den jeweiligen Brennstoffdüsen 80 erstrecken. FIG. 5 shows a main burner 64 of the burner arrangement of FIG. 4 schematically in longitudinal section. The burner 64 has a central burner axis 66 and a burner passage at least partially surrounding Vormischpassage 68, wherein the Vormischpassage radially outward of a wall 70 be ¬ limits and during operation of compressor air L "is flowed through and serves a mixing of fuel and air A central burner lance 72 and a number of fuel injectors 79 are disposed in the premix passage 68. The fuel injectors 79 each include a base body 71 disposed in the premix passage, which is formed as swirl vanes 76 of a swirler 74. The fuel injectors 79 include fuel nozzles 80, which open at the surface of the swirl vanes 76 into the premix passage 68. The fuel nozzles 80 are fluidly connected to a fuel supply assembly 73 for fuel supply. The fuel supply assembly 73 includes a fuel passage 82 and fuel passage extending in the burner lance in the swirl vanes 76 to the respective fuel nozzles 80.
Die Figur 6 zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen Brenner 84 im Längsschnitt gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Im Unterschied zu dem in Figur 5 dargestellten Brenner 64 des Standes der Technik weist die Brennstoffzu- fuhranordnung 73 mindestens einen fluidischen Oszillator 85 mit einer Wechselwirkungskammer 26 auf, wobei ein Eingang 28 der Wechselwirkungskammer an den Brennstoffkanal 82 der FIG. 6 schematically shows a burner 84 according to the invention in longitudinal section according to a first exemplary embodiment of the invention. In contrast to the burner 64 of the prior art shown in FIG. 5, the fuel supply arrangement 73 has at least one fluidic oscillator 85 with an interaction chamber 26, wherein an input 28 of the interaction chamber to the fuel passage 82 of the
Brennstoffzufuhranordnung 73 angeschlossen ist. Die Wechselwirkungskammer 26 weist gegenüberliegend des Eingangsbereichs 30 mit Eingangs 28 einen Ausgangsbereich 32 mit zwei Ausgängen 34 und 36 auf. Ein erster Ausgangskanal 86 erstreckt sich vom Ausgang 34 bis zu einer ersten Gruppe Brennstoffdüsen 80a in einem ersten Brennstoffinj ektor 79a. Ein zweiter Ausgangskanal 88 erstreckt sich von dem Ausgang 36 bis zu einer zwei- ten Gruppe Brennstoffdüsen 80b in einem gegenüberliegend angeordneten Brennstoffinj ektor 79b, wobei der fluidische Oszillator 85 je Ausgangskanal eine Rückkopplungsleitung 38a, 38b umfasst, wobei die Rückkopplungsleitung 38a, 38b mit ih¬ rem einen Ende in den jeweiligen Ausgangskanal 86, 88 stromab der von dem Ausgangskanal umfassten Brennstoffdüsen 80a, 80b einmündet und mit dem anderen Ende in den Eingangsbereich 30 der Wechselwirkungskammer 26. Fuel supply assembly 73 is connected. The interaction chamber 26 has, opposite the input region 30 with input 28, an output region 32 with two outputs 34 and 36. A first exit passage 86 extends from the exit 34 to a first group of fuel nozzles 80a in a first fuel injector 79a. A second output channel 88 extends from the output 36 to a two-th group of fuel nozzles 80b in an oppositely disposed Brennstoffinj ector 79b, wherein the fluidic oscillator 85 includes a feedback line for each output channel 38a, 38b, wherein the feedback line 38a, 38b ¬ with ih rem, one end into the respective output channel 86, 88 downstream of the fuel nozzle 80a, 80b encompassed by the output channel, and with the other end into the input region 30 of the interaction chamber 26.
Wird der Eingang 28 des fluidischen Oszillators 85 im Betrieb des Brenners mittels des Brennstoffkanals 82 mit einem mit Druck beaufschlagten Brennstoffström versorgt, wird der If the input 28 of the fluidic oscillator 85 is supplied by the fuel passage 82 with a pressurized Brennstoffström in the operation of the burner, the
Brennstoffström in der Wechselwirkungskammer 26 aufgrund der divergierenden Seitenwände im Eingangsbereich 30 zu einem oszillierenden Anliegen an den Seitenwänden der Kammer angeregt und versorgt somit abwechselnd die Ausgänge 34 und 36 mit Brennstoff. Durch die Ausgangskanälen 86, 88 fließt der Fuel flow in the interaction chamber 26, due to the diverging sidewalls in the entrance region 30, is excited to oscillate on the sidewalls of the chamber and thus alternately supplies the outputs 34 and 36 with fuel. Through the output channels 86, 88 of the flows
Brennstoff zu den jeweiligen Brennstoffdüsengruppen, so dass aus diesen ein pulsierender Brennstoffström in die Vormisch- passage 68 eingedüst wird. Bei den Brennstoffdüsen kann es sich beispielsweise um Vollstrahldüsen oder Druck-Drall-Düsen handeln. Die Rückkopplungsleitung 38a schließt stromab der Brennstoffdüsen 80a an den Ausgangskanal 86 an und koppelt den am Ende des Ausgangskanals herrschenden Druck auf den Eingangsbereich 30 der Wechselwirkungskammer zurück. Der am Ende des Ausgangskanals herrschende Druck wird hierbei von dem Druck in der Vormischpassage unmittelbar vor den Brennstoffdüsen 80a beeinflusst, so dass bei einem hohen Druck in diesem Bereich die BrennstoffVersorgung langsamer auf die zweite Gruppe Brennstoffdüsen 80b umgeschaltet wird, als dies bei einem niedrigeren Druck der Fall wäre. Somit wird die Gruppe Brennstoffdüsen eine längere Zeit Brennstoff in den vorbeiströmenden Verdichterluftstrom eindüsen, vor der der Druck in der Vormischpassage höher ist, so dass sich am Aus¬ gangs des Brenners auch bei unterschiedlichen Druckverhält¬ nissen auf beiden Seiten der Brennerlanze 72 eine gleichmäßi¬ gere Brennstoffkonzentration einstellen. Dies wirkt einem Anfachen von Druckpulsationen entgegen und reduziert die Ent- stehung von Schadstoffemissionen. Fuel to the respective fuel nozzle groups, so that from these a pulsating Brennstoffström is injected into the Vormisch- passage 68. The fuel nozzles may, for example, be full-jet nozzles or pressure-swirl nozzles. The feedback line 38a connects downstream of the fuel nozzles 80a to the output channel 86 and couples the pressure prevailing at the end of the output channel back to the input region 30 of the interaction chamber. The pressure prevailing at the end of the outlet channel is in this case influenced by the pressure in the premix passage immediately in front of the fuel nozzles 80a, so that, at a high pressure in this region, the fuel supply slows down second group fuel nozzles 80b is switched over, as would be the case at a lower pressure. Thus, the group of fuel nozzles is a longer time inject fuel into the flowing past the compressor air stream prior to the pressure in the Vormischpassage is higher, so that 72 is a gleichmäßi ¬ Gere on both sides of the burner lance, even with different pressure conditions ¬ Nissen at from ¬ passage of the burner Adjust fuel concentration. This counteracts an increase in pressure pulsations and reduces the generation of pollutant emissions.
Die Figur 7 zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen Brenner 90 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Brenner 90 weist eine zentrale Brennerachse 66 auf, eine kon- zentrisch zur Brennerachse 66 verlaufende ringraumförmigeFIG. 7 schematically shows a burner 90 according to the invention in accordance with a second exemplary embodiment of the invention. The burner 90 has a central burner axis 66, an annular space which runs concentrically with the burner axis 66
Vormischpassage 92, die nach außen von einer Wand 70 begrenzt ist, und eine zentral angeordnete Brennernarbe 94. In der Vormischpassage 92 ist ein Diagonalgitter 96 angeordnet, wel¬ ches der in der Vormischpassage strömenden Verdichterluft L" einen Drall aufprägt. Das Diagonalgitter besteht aus einerVormischpassage 92 which is bounded on the outside by a wall 70, and a centrally arranged burner scar 94. In the Vormischpassage 92, a diagonal lattice 96 The diagonal grating is arranged, wel ¬ ches of the air flowing in the Vormischpassage compressor air L "imposes a swirl. Consists of a
Anzahl um die Nabe umlaufend angeordneter Brennstoffinj ekto- ren 98, deren in der Vormischpassage angeordneter Grundkörper der vorbeiströmenden Verdichterluft L" eine in Umfangsrich- tung der Passage weisende Geschwindigkeitskomponente auf- prägt. In der Brennernabe 94 verläuft mindestens ein Brenn¬ stoffkanal 82, der im Konus der Brennernabe umlaufend ausge¬ bildet sein kann und über den Brennstoffdüsen 80, 80a, 80b der Brennstoffinj ektoren 98 mit Brennstoff versorgt werden. Gemäß dem Ausführungsbeispiel erstrecken sich in mindestens einen Brennstoffinj ektor 100 mindestens zwei Ausgangskanäle eines fluidischen Oszillators (nicht dargestellt) . Der fludische Oszillator ist fluidisch zwischen den Brennstoffka- nal 82 und mindestens eine erste und zweite Gruppe von Brenn¬ stoffdüsen angeordnet, die in dem Brennstoffinj ektor 100 über einen ersten und einen zweiten Ausgangskanal (nicht darge¬ stellt) des fluidischen Oszillators mit Brennstoff versorgt werden. Die Brennstoffdüsen der ersten Gruppe sind mit 80a bezeichnet und nabenseitig an dem Brennstoffinj ektor angeord- net, wobei die Brennstoffdüsen der zweiten Gruppe mit 80b be zeichnet sind und radial weiter außen an dem Brennstoffinj ek tor Brennstoff in die Vormischpassage eindüsen. Das Ausfüh¬ rungsbeispiel ermöglicht es, auch bei unterschiedlichen Strö mungsgeschwindigkeiten bzw. Druckverhältnissen im Außen- bzw nabenseitigen Bereich der Vormischpassage ein in radialer Richtung homogene Brennstoffkonzentration am Ausgang der Vor mischpassage zu erhalten. Number around the hub circumferentially arranged Brennstoffinj ectodermal ren 98, which is arranged in the Vormischpassage base body of passing compressor air L "a forward in the circumferential direction of the passage velocity component up shapes. In the Brennernabe 94 at least one fuel ¬ fuel passage 82 runs, which in the may be circumferentially-forming ¬ cone of Brennernabe and the fuel nozzles 80, 80a, 80b of the Brennstoffinj ectors are supplied 98 with fuel. According to the embodiment extending in at least one Brennstoffinj ector 100 at least two output channels of a fluidic oscillator (not shown). the fludische oscillator is fluidically between the Brennstoffka- nal 82 and at least a first and second group are arranged from internal ¬ nozzles that are 100 is supplied via a first and a second output channel (not Darge ¬ represents) of the fluidic oscillator with fuel in the Brennstoffinj ector. The Br fuel nozzles of the first group are designated 80a and arranged on the fuel injectors on the hub side. net, wherein the fuel nozzles of the second group are distinguished with 80b be and radially further outside of the Brennstoffinj ek tor inject fuel into the premix passage. The exporting ¬ approximately example allows flow velocities also at different Strö or pressure conditions in the exterior area of the hub-side Vormischpassage or a homogeneous in the radial direction of the fuel concentration to obtain Before mixing passage at the output.

Claims

Patentansprüche claims
1. Brenner (56, 64, 84) mit einer zentralen Brennerachse und einer die Brennerachse zumindest abschnittsweise umgebenden Vormischpassage (60, 68, 92), wobei die Vormischpassage nach radial außen von einer Wand (70) begrenzt ist im Betrieb von Verdichterluft durchströmbar ist und einem Vermischen von Brennstoff und Luft dient, wobei in der Vormischpassage eine Brennerlanze (58, 72, 94) oder Brennernabe und eine Anzahl Brennstoffinj ektoren (79, 79a, 79b, 98, 100) angeordnet sind, welche sich von der Brennerlanze oder Brennernabe in Richtung der Wand (70) erstrecken und fluidisch mit einer zumindest teilweise von der Brennerlanze oder Brennernabe umfassten Brennstoffzufuhranordnung (73) verbundende Brennstoffdüsen (80, 80a, 80b) aufweisen, A burner (56, 64, 84) with a central burner axis and a burner axis at least partially surrounding Vormischpassage (60, 68, 92), wherein the Vormischpassage is bounded radially outwardly by a wall (70) is permeable in the operation of compressor air and mixing fuel and air, wherein in the premix passage a burner lance (58, 72, 94) or burner hub and a number of fuel injectors (79, 79a, 79b, 98, 100) are disposed extending from the burner lance or burner hub extend in the direction of the wall (70) and have fluid nozzles (80, 80a, 80b) fluidly connected to a fuel supply assembly (73) at least partially comprised of the burner lance or burner hub,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Brennstoffzufuhranordnung (73) mindestens einen fluidischen Oszillator (24a, 24b, 85) mit einer Wechselwirkungs¬ kammer (26) umfasst, wobei ein Eingang (28) der Wechselwir- kungskammer an einen Brennstoffkanal (82) der Brennstoffzu¬ fuhranordnung angeschlossen ist und ein erster Ausgangskanal (86) der Wechselwirkungskammer sich mindestens bis zu einer ersten Brennstoffdüse (80a) erstreckt und ein zweiter Aus¬ gangskanal (88) sich mindestens bis zu einer zweiten Brenn- stoffdüse (80b) erstreckt, wobei der fluidische Oszillator je Ausgangskanal (86, 88) eine Rückkopplungsleitung (38, 38a, 38b) umfasst, wobei die Rückkopplungsleitung mit ihrem einen Ende in den Bereich stromab der mindestens einen Brennstoff¬ düse in den jeweiligen Ausgangskanal einmündet und mit dem anderen Ende in einen Eingangsbereich (30) der Wechselwirkungskammer (26) . characterized in that the fuel supply arrangement (73) comprises at least one fluidic oscillator (24a, 24b, 85) with an interaction ¬ chamber (26), wherein an input (28) of the interaction kungskammer to a fuel passage (82) of the Brennstoffzu ¬ drive arrangement connected and a first output channel (86) of the interaction chamber at least to a first fuel nozzle (80a) and a second off ¬ passage (88) extends at least up to a second fuel nozzle (80b), wherein the fluidic oscillator for each output channel (86, 88) comprises a feedback line (38, 38a, 38b), wherein the feedback line opens with its one end in the region downstream of the at least one fuel ¬ nozzle in the respective output channel and with the other end in an input region (30) of Interaction chamber (26).
2. Brenner (56, 64, 84) nach Anspruch 1, 2. burner (56, 64, 84) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der erste Ausgangskanal (86) sich bis zu einer ersten Gruppe von Brennstoffdüsen (80a) erstreckt und der zweite Ausgangs¬ kanal (88) sich bis zu einer zweiten Gruppe Brennstoffdüsen (80b) erstreckt, wobei die Rückkopplungsleitung (38a, 38b) jeweils in einen Bereich stromab der jeweiligen Gruppe an Brennstoffdüsen (80, 80a, 80b) in den jeweiligen Ausgangskanal einmündet. the first output channel (86) extends up to a first group of fuel nozzles (80a) and the second output ¬ channel (88) extends to a second group of fuel nozzles (80b), wherein the feedback line (38a, 38b) each in an area downstream of the respective group of fuel nozzles (80, 80a, 80b) opens into the respective output channel.
3. Brenner nach einem der Ansprüche 1 oder 2, 3. Burner according to one of claims 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Rückkopplungsleitung (38a, 38b) sich stromab der mindestens einen Brennstoffdüse (80a, 80b) an den Ausgangskanal (86, 88) anschließt. the feedback line (38a, 38b) adjoins the output channel (86, 88) downstream of the at least one fuel nozzle (80a, 80b).
4. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 4. Burner according to one of claims 1 to 3,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die mindestens erste Brennstoffdüse und die mindestens zweite Brennstoffdüse in unterschiedlichen Brennstoffinj ektoren (79a, 79b) angeordnet sind. the at least first fuel nozzle and the at least second fuel nozzle are arranged in different fuel injectors (79a, 79b).
5. Brenner nach dem vorhergehenden Anspruch, 5. Burner according to the preceding claim,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die beiden Brennstoffinj ektoren (79a, 79b) im Wesentlichen gegenüberliegend an der Brennerlanze (72) angeordnet sind. the two fuel injectors (79a, 79b) are arranged substantially opposite to the burner lance (72).
6. Brenner nach Anspruch 4 oder 5, 6. Burner according to claim 4 or 5,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Brenner mehr als zwei derart mit dem fluidischen Oszilla- tor verbundene Gruppen von Brennstoffdüsen (80a, 80b) in unterschiedlichen Brennstoffinj ektoren (79a, 79b) umfasst. the burner comprises more than two groups of fuel nozzles (80a, 80b) connected in such a way to the fluidic oscillator in different fuel injectors (79a, 79b).
7. Brenner nach Anspruch 6, 7. Burner according to claim 6,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die unterschiedlichen Brennstoffinj ektoren (79a, 79b) umlaufend an der Brennerlanze (72) angeordnet sind und die zugehö¬ rigen Ausgangskanäle (86, 88) umlaufend an der Wechselwir¬ kungskammer (26) . Brennstoffinj the different reflectors (79a, 79b) are arranged circumferentially on the burner lance (72) and the zugehö ¬ membered output channels (86, 88) circumferentially on the interactions ¬ effect chamber (26).
8. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 8. Burner according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der mindestens eine Brennstoffinj ektor (79) einen Grundkörper (71) umfasst, an welchem die von dem Brennstoffinj ektor um- fassten Brennstoffdüsen (80) angeordnet sind, wobei der the at least one fuel injector (79) comprises a main body (71) on which the fuel injectors are arranged fuel nozzles (80), wherein the
Grundkörper insbesondere eine Drallschaufel (76) eines Main body in particular a swirl blade (76) of a
Drallerzeugers (74) ist. Swirl generator (74) is.
9. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 9. Burner according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Wechselwirkungskammer an ihrem einen Ende den Eingang (28) und an einem gegenüberliegenden Ende einen Ausgangsbereich (32) umfasst und von Seitenwänden oder Seitenwandberei- chen (40) begrenzt ist, die sich vom Eingang der Kammer bis zu dem die Ausgänge (34, 36) umfassenden Ausgangsbereich (32) erstrecken, wobei mindestens zwei gegenüberliegend angeordne¬ te Seitenwände oder Seitenwandbereiche (40) mindestens im Eingangsbereich (30) in Richtung des Ausgangsbereichs diver- gieren. the interaction chamber comprises the entrance (28) at one end and an exit area (32) at an opposite end and bounded by side walls or sidewall regions (40) extending from the entrance of the chamber to the exit ports (34, 36) ) comprehensive exit region (32), wherein at least two oppositely arrange ¬ te side walls or side wall portions (40) in the direction of yaw diversification of the output region at least in the entrance area (30).
10. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 10. Burner according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
mindestens zwei gegenüberliegend angeordnete Seitenwandberei- che (40) im Eingangsbereich der Wechselwirkungskammer inat least two oppositely disposed Seitenwandberei- surface (40) in the entrance area of the interaction chamber in
Richtung Ausgangsbereich divergieren unter einem Winkel größer als 7,5 Grad zu einer Einströmrichtung des Eingangs der Wechselwirkungskammer . Direction output range diverge at an angle greater than 7.5 degrees to an inflow direction of the entrance of the interaction chamber.
11. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 11. Burner according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Wechselwirkungskammer im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet ist, wobei die Wechselwirkungskammer (26) sich mindestens im Eingangsbereich in Richtung Ausgangsbe- reich diffusorartig erweitert. the interaction chamber is essentially rotationally symmetrical, with the interaction chamber (26) expanding in a diffuser-like manner at least in the entrance area in the direction of the exit area.
12. Brenneranordnung (48) mit einer Anzahl von Brennern, - wobei Hauptbrenner (64) in einem oder mehreren konzentrisch zueinander angeordneten Kreisen angeordnet sind, 12. burner assembly (48) with a number of burners, - wherein main burners (64) are arranged in one or more concentrically arranged circles,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s mindestens ein Brenner (56, 64) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildet ist. characterized in that at least one burner (56, 64) is designed according to one of claims 1 to 11.
13. Brennkammer (10) für eine Gasturbine (1), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Brennkammer mindestens einen Brenner (11, 48, 56, 64) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 umfasst. 13. Combustion chamber (10) for a gas turbine (1), d a d u c c h e c e n e s in which the combustion chamber comprises at least one burner (11, 48, 56, 64) according to one of claims 1 to 12.
14. Gasturbine mit mindestens einer Brennkammer, 14. gas turbine with at least one combustion chamber,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Brennkammer nach Anspruch 13 ausgebildet ist. The combustion chamber is designed according to claim 13.
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