NO132165B - - Google Patents
Download PDFInfo
- Publication number
- NO132165B NO132165B NO701369A NO136970A NO132165B NO 132165 B NO132165 B NO 132165B NO 701369 A NO701369 A NO 701369A NO 136970 A NO136970 A NO 136970A NO 132165 B NO132165 B NO 132165B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- fuel
- air
- chamber
- housing
- outlet
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 46
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 33
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 4
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 2
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- 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
- F23R3/04—Air inlet arrangements
- F23R3/10—Air inlet arrangements for primary air
- F23R3/12—Air inlet arrangements for primary air inducing a vortex
-
- 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
- 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
- F23R3/30—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply comprising fuel prevapourising devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Spray-Type Burners (AREA)
- Nozzles For Spraying Of Liquid Fuel (AREA)
Description
Denne oppfinnelse vedrører et forbrenningsapparat, særlig for gassturbin, med et hus omfattende to endevegger som er forbundet med hverandre ved hjelp av en omkretsvegg som har et tangentialt rettet innløp for tangential innføring av brennstoff og luft under trykk inn i huset, skovler anordnet i huset for å bibringe blandingsstrøm-men en hvirvlende bevegelse, og et sentralt utløp for blandingsstrøm-men i den ene av endeveggene. This invention relates to a combustion apparatus, in particular for a gas turbine, with a housing comprising two end walls which are connected to each other by means of a peripheral wall which has a tangentially directed inlet for the tangential introduction of fuel and air under pressure into the housing, vanes arranged in the housing for to impart mixed flow-but a swirling movement, and a central outlet for mixed flow-but in one of the end walls.
Det er tidligere kjent at en gassturbin kan være utstyrt med et forbrenningskammer utformet slik at forbrenningsluften som strømmer inn i kammeret, bringes i hvirvlende bevegelse for å oppnå best mulig sammenblanding med brennstoffet. En slik hvirvlende bevegelse kan foregå radialt eller i omkretsretningen avhengig av luft-innløpets plassering, kammerets utforming og eventuell styring av luften ved hjelp sv skjpyler. Som eksempel på en slik utførelse kan nevnes forbrenningskajnmaEet beskrevet i: U.S. pa,tent 2 651 913. En gassturbins forbrenningskammer som tilføres brennstoff og luft for sammenblanding og forbrenning, kan for økning av virkningsgraden væ-re anordnet innenfor et rom som omgir forbrenningskammeret og hvor kammeret på sin ene side har en åpning som er rettet mot rommets luk-kede ende, slik. at den brennende blanding strømmer fra forbrenningskammeret inn i rommet og føres tilbake rundt og på yttersiden av kammeret for opphetning av samme. Kammeret har da mer eller mindre sy-lindrisk form og luften tilføres kammeret tangentialt. En slik utfø-relse er omtalt i tysk patent 805 208. It is previously known that a gas turbine can be equipped with a combustion chamber designed so that the combustion air flowing into the chamber is brought into swirling motion in order to achieve the best possible mixing with the fuel. Such a swirling movement can take place radially or in the circumferential direction depending on the location of the air inlet, the design of the chamber and any control of the air by means of sv scjpillars. As an example of such an embodiment, mention can be made of the combustion characteristic described in: U.S. patent 2 651 913. A gas turbine's combustion chamber, which is supplied with fuel and air for mixing and combustion, can, in order to increase the degree of efficiency, be arranged within a room that surrounds the combustion chamber and where the chamber has an opening on one side that is directed towards the room's closed end, like that. that the burning mixture flows from the combustion chamber into the room and is returned around and on the outside of the chamber to heat it up. The chamber then has a more or less cylindrical shape and the air is supplied to the chamber tangentially. Such an embodiment is described in German patent 805 208.
I britisk patent 817 936 er det beskrevet et forbrenningsapparat med et hus av den innledningsvis omtalte art, med to endevegger, en omkretsvegg som forbinder endeveggene og et tangentialt inn-løp og med skovler for å holde blandingen i en hvirvlende, bevegelse. Videre har huset et sentralt utløp for blandingsstrømmen i den ene av endeveggene. Den andre endevegg av huset bærer et åpent rør som er anordnet koaksialt med det sentrale utløp i den nevnte ene endevegg og som strekker seg fra den nevnte andre endevegg fremover omtrent til utløpet. Dette hus er omgitt av et ytterhus som består av to endevegger som er forbundet med hverandre ved hjelp av en omkretsvegg som har et tangentialt innløp for luft og i den ene av endeveggene finnes det et utløp som er begrenset av en krave. Innerhuset er anbragt i ytterhuset på en slik måte at endeveggene av de to hus er i avstand fra hverandre og det samme gjelder omkretsveggene, mens ytterhusets krava omgir med avstand innerhusets sentrale utløp. Innerhusets innløp tilføres luft og brennstoff som føres inn i forforbren-ningskammeret som er anbragt i innerhusets utløp, og luft tilføres mellomrommet mellom innerhusets innløp og ytterhusets innløp. Luften som ledes til det nevnte mellomrom, strømmer mellom ytterhusets vegger og innerhusets vegger delvis til mellomrommet mellom innerhusets og ytterhusets kraver og delvis inn i det åpne rør som strekker seg ira innerhusets ene endevegg. Brennstoffet forbrennes i innerhuset og forbrenningsgassene som strømmer ut gjennom innerhusets utløp, blandes med den luft som strømmer ut gjennom mellomrommet mellom kra-vene samt med den luft som strømmer ut fra det nevnte rør, og blandingen føres deretter til en turbin. Luften som strømmer ut fra rø-ret, tjener til å motvirke enhver tendens til tilbakestrømning gjennom innerhusets innløp, hvilket ellers kunne gi anledning til sekun-dærstrømmer inne i innerhuset. British patent 817 936 describes a combustion apparatus with a housing of the type mentioned at the outset, with two end walls, a peripheral wall connecting the end walls and a tangential inlet and with vanes to keep the mixture in a swirling motion. Furthermore, the house has a central outlet for the mixed flow in one of the end walls. The second end wall of the housing carries an open pipe which is arranged coaxially with the central outlet in the aforementioned one end wall and which extends from the aforementioned second end wall forward approximately to the outlet. This house is surrounded by an outer house which consists of two end walls which are connected to each other by means of a perimeter wall which has a tangential inlet for air and in one of the end walls there is an outlet which is limited by a collar. The inner house is placed in the outer house in such a way that the end walls of the two houses are at a distance from each other and the same applies to the perimeter walls, while the collar of the outer house surrounds the inner house's central outlet with a distance. The inlet of the inner housing is supplied with air and fuel which is fed into the pre-combustion chamber which is placed in the outlet of the inner housing, and air is supplied to the space between the inlet of the inner housing and the inlet of the outer housing. The air that is led to the aforementioned space flows between the walls of the outer house and the walls of the inner house partly to the space between the collars of the inner house and the outer house and partly into the open pipe that extends into one end wall of the inner house. The fuel is burned in the inner housing and the combustion gases that flow out through the inner housing outlet are mixed with the air that flows out through the space between the kraves and with the air that flows out from the aforementioned pipe, and the mixture is then fed to a turbine. The air that flows out of the pipe serves to counteract any tendency to flow back through the inlet of the inner housing, which could otherwise give rise to secondary currents inside the inner housing.
Hensikten ,med oppfinnelsen ex å forbedre det sist omtalte apparat med tanke på å oppnå best mulig forstøvning og deretter forbrenning av brennstoffluftblandingen og samtidig å forenkle apparatets konstruksjon. Dette er ifølge oppfinnelsen oppnådd ved at forbrenningsapparatet, hva dettes funksjon angår, er delt opp i et blandekammer og et forbrenningskammer, hvor blandingskammeret 'itgjøres, av det nevnte hus og forbrenningskammeret står i direkte strømnings-forbindelse med huset gjennom det nevnte utløp, og at den andre av endeveggene har en innerflate som ligger rett overfor utløpet. The purpose of the invention is to improve the last-mentioned apparatus with a view to achieving the best possible atomization and then combustion of the fuel-air mixture and at the same time to simplify the construction of the apparatus. According to the invention, this is achieved by the fact that the combustion apparatus, as far as its function is concerned, is divided into a mixing chamber and a combustion chamber, where the mixing chamber is formed by the aforementioned housing and the combustion chamber is in direct flow connection with the housing through the aforementioned outlet, and that the other of the end walls has an inner surface that lies directly opposite the outlet.
Ved å utforme den andre av endeveggene med en innerflate som ligger rett overfor utløpet, oppnås den fordelaktige virkning at brennstoffet som ikke umiddelbart medtas av luften vil samle seg i en ring på den nevnte innerflate, nemlig der hvor brennstoffhastig-hetskreftene utbalanseres av sentrifugalkréftene, og ut fra rlenne brennstoffring avrives så under hvirvling ytterst små dråper som for-støves ytterligere cog som føres til forbrenningskammeret i form av en kjegleformet tåkedusj. I midten av denne hvirvlende tåkedusj dan-nes det undertrykk som bevirker en resirkulasjon ut fra foibrennings-kammeret og inn i huset gjennom dettes utløp, slik at det innstiller seg en høy temperatur innenfor tåkedusjen som bidrar til ytterligere fordampning av brennstoffet med den følge at man oppnår en meget effektiv blanding av brennstoff og luft og tilsvarende effektiv forbrenning av samme. By designing the second of the end walls with an inner surface that lies directly opposite the outlet, the advantageous effect is achieved that the fuel that is not immediately taken in by the air will collect in a ring on the said inner surface, namely where the fuel velocity forces are balanced by the centrifugal forces, and extremely small droplets are then torn off from the flowing fuel ring during swirling, which are atomized further and are carried to the combustion chamber in the form of a cone-shaped mist shower. In the center of this swirling mist shower, a negative pressure is created which causes a recirculation out of the combustion chamber and into the house through its outlet, so that a high temperature is set within the mist shower which contributes to further vaporization of the fuel with the consequence that achieves a very efficient mixture of fuel and air and correspondingly efficient combustion of the same.
Oppfinnelsen skal forklares nærmere ved hjelp av et eksempel under henvisning til tegningen, hvor: Fig. 1 viser aksialsnitt av en del av en gassturbin med apparatet ifølge oppfinnelsen, fig. 2 er tildels et frontriss og tildels tverrsnitt av apparatet ifølge fig. 1, fig. 3 er et sideriss til fig. 2, og fig. 4 viser et snitt langs linjen 4-4 på fig. 2. The invention shall be explained in more detail by means of an example with reference to the drawing, where: Fig. 1 shows an axial section of a part of a gas turbine with the device according to the invention, fig. 2 is partly a front view and partly a cross-section of the apparatus according to fig. 1, fig. 3 is a side view of fig. 2, and fig. 4 shows a section along the line 4-4 in fig. 2.
På tegningen og særlig på fig. 1 er vist et apparat for kon-tinuerlig forbrenning av den type som brukes i gassturbiner. Apparatet er betegnet med 10 og omfatter et hullegeme 12 med et forbrenningskammer 14 og et domformet endeparti 16 på oppstrømssiden med en åpning 18 deri for innføring av en luftbrennstoffblanding. Forbrenningskammeret 14 kan være av den ringformede type eller boksformede type og apparatet IQ kan ha flere langs periferien anordnede adskil-te åpninger 18. In the drawing and especially in fig. 1 shows an apparatus for continuous combustion of the type used in gas turbines. The apparatus is denoted by 10 and comprises a hollow body 12 with a combustion chamber 14 and a dome-shaped end part 16 on the upstream side with an opening 18 therein for the introduction of an air-fuel mixture. The combustion chamber 14 can be of the ring-shaped type or box-shaped type and the apparatus IQ can have several separate openings 18 arranged along the periphery.
En yttermantel 20 er anordnet for å omgi hullegemet 12 og danne passasjer 22,24 sammen med hullegemet og dettes snuteformede frontparti 26. Passasjene 22 og 24 er innrettet til å levere en strøm med trykkluft fra en passende kilde, såsom en kompressor 28, til forbrenningskammeret 14 gjennom passende åpninger eller sjalusier 30 for kjøling av hullegemet 12 og uttynning av de gassformede for-brenningsprodukter. An outer jacket 20 is arranged to surround the bore body 12 and form passages 22, 24 together with the bore body and its snout-shaped front portion 26. The passages 22 and 24 are arranged to supply a stream of compressed air from a suitable source, such as a compressor 28, to the combustion chamber 14 through suitable openings or shutters 30 for cooling the hole body 12 and thinning the gaseous combustion products.
Frontpartiet 26 er hensiktsmessig festet til hullegemets 12 oppstrømsende og innrettet til å virke som en strømkile for å dele trykkluftstrømmen fra kompressoren 28 mellom passasjene 22,24 samt en passasje 32 som går gjennom selve frontpartiet. The front part 26 is suitably attached to the upstream end of the hole body 12 and arranged to act as a current wedge to divide the compressed air flow from the compressor 28 between the passages 22,24 and a passage 32 which goes through the front part itself.
Brennstoffinnsprøytnings- og blandingsapparatet ifølge oppfinnelsen er vist under ett ved 34 og omfatter et hus med en innløps-kanal 36 for å motta trykkluft fra frontpassasjen 32, et sentralt ut-løp 38 i forbindelse med hullegemets åpning 18 for levering av en luftbrennstoffblanding til forbrennningskammeret 14 i form av en hvirvelstrøm 40, og innretninger 42 for.å motta brennstoff fra en ledning 44 som strekker seg gjennom frontpartiet 26.og yttermantelen 2 0 og er i forbindelse med et brennstofforråd under trykk. Selv om brennstoffinnsprøytningsapparatet 34 er særlig egnet til bruk med flytende brennstoff, og heretter skal beskrives i forbindelse med flytende brennstoff, skal det dog nevnes at apparatet også kan benyttes med brennstoff i gassformig tilstand, fast tilstand eller en kom-binasjon av samme. The fuel injection and mixing apparatus according to the invention is shown in one at 34 and comprises a housing with an inlet channel 36 to receive compressed air from the front passage 32, a central outlet 38 in connection with the opening 18 of the hollow body for delivery of an air-fuel mixture to the combustion chamber 14 in the form of an eddy current 40, and devices 42 for receiving fuel from a line 44 which extends through the front part 26 and the outer jacket 20 and is in connection with a fuel supply under pressure. Although the fuel injection device 34 is particularly suitable for use with liquid fuel, and will be described hereafter in connection with liquid fuel, it should however be mentioned that the device can also be used with fuel in gaseous state, solid state or a combination thereof.
Forbrenningskammeret 14 er utstyrt med passende tenninnret-ninger, som ikke er vist på tegningen, for å tilveiebringe antennel-se av den brennbare luftbrennstoffblanding som sendes ut fra utløpet 38. The combustion chamber 14 is equipped with suitable ignition devices, which are not shown in the drawing, to provide ignition of the combustible air-fuel mixture emitted from the outlet 38.
På fig. 2 er vist at huset omfatter en evolventformet ytter-vegg 48 og plane endevegger 50 og 52 og som sammen danner et hvirvel-kammer 46 i huset og utenfor midtåpningen 38. Som vist på fig. 2 har ytterveggen 48 form av en evolvent eller spiral hvis radius avtar suksessivt fra innløpskanalen 36 til en endekant 54 som delvis danner innløpsåpningen fra kanalen 36 til hvirvelkammeret 46. Innløpskana-len 36 er utformet med en stort sett aksialt vendende endeåpning i oppstrømsretningen for å motta trykkluftstrømmen fra passasjen 32 og har en vegg utført som en strømlinjet fortsettelse av ytterveggen 48 for levering av innløpsluften på en stort sett strømlinjeformet måte inn i hvirvelkammeret 46. På denne måte ledes trykkluften til kammeret 46 langs sirkulære baner med avtagende radius, slik at det til-veiebringes en hvirvelaktig tømning (ved 40) med en hul kjerne 56. For å øke hvirvelbe<y>egelsen i luften og oppnå en nøyaktig plassering av hviryelstrømmen 40 i forhold til åpningen 38, er et antall hvirvel-skoyler 58 anordnet i et periferisk mønster rundt utløpet 38, og hver skovl strekker seg mellom apparatets endevegger 50 og 52. Skovlene kan være anordnet slik at de struper luftstrømmen som passerer mellom dem for derved å øke rotasjonshastigheten i hvirvelstrømmen 40. In fig. 2 shows that the housing comprises an involute outer wall 48 and flat end walls 50 and 52 which together form a vortex chamber 46 in the housing and outside the central opening 38. As shown in fig. 2, the outer wall 48 has the shape of an involute or spiral whose radius decreases successively from the inlet channel 36 to an end edge 54 which partially forms the inlet opening from the channel 36 to the vortex chamber 46. The inlet channel 36 is designed with a generally axially facing end opening in the upstream direction to receive the compressed air flow from the passage 32 and has a wall designed as a streamlined continuation of the outer wall 48 for delivery of the inlet air in a largely streamlined manner into the vortex chamber 46. In this way, the compressed air is directed to the chamber 46 along circular paths of decreasing radius, so that to -a vortex-like discharge (at 40) is provided with a hollow core 56. In order to increase the vortex motion in the air and achieve an accurate location of the vortex flow 40 in relation to the opening 38, a number of vortex coils 58 are arranged in a circumferential pattern around the outlet 38, and each vane extends between the end walls 50 and 52 of the apparatus. The vanes may be arranged so that they throttle l the air flow that passes between them to thereby increase the rotational speed in the eddy current 40.
Mens ytterveggen 48 av hvirvelkammeret 46 og kanalen 36 er vist og forklart som evolventformet, hvilken form er å foretrekke, er det å forstå at andre kammer- og kanalformer kan brukes. Hvirvelkammeret kan f.eks. være sirkulært- og kanalen kan være utført slik at den leverer luften tangentialt til kammeret. While the outer wall 48 of the vortex chamber 46 and channel 36 is shown and explained as involute, which shape is preferred, it is understood that other chamber and channel shapes may be used. The vortex chamber can e.g. be circular - and the channel can be designed so that it delivers the air tangentially to the chamber.
For å tilveiebringe jevn rotasjonshastighet for innløpsluf-ten i kammeret 46, på yttersiden av skovlene 58, er utløpet 38 og skovlene 58 fortrinnsvis anordnet slik i forhold til ytterveggen 4 8 at tverrsnittsstrømningsarealet mellom ytterveggen 48 og skovlene 58 eller åpningen 38 avtar progressivt fra innløpet 36 til kanten 54. In order to provide uniform rotation speed for the inlet air in the chamber 46, on the outside of the vanes 58, the outlet 38 and the vanes 58 are preferably arranged in such a way in relation to the outer wall 48 that the cross-sectional flow area between the outer wall 48 and the vanes 58 or the opening 38 decreases progressively from the inlet 36 to the edge 54.
Apparatet 34 kan være festet i den på fig. 1 viste stilling ved hjelp av hvilke som helst passende elementer eller innretninger, såsom ved sveising på frontpartiet 26 og/eller hullegemet 12 eller ved hjelp av passende knekter e.l. The device 34 can be fixed in the one in fig. 1 shown position by means of any suitable elements or devices, such as by welding on the front part 26 and/or the hole body 12 or by means of suitable jacks etc.
Når apparatet er i drift, leveres væskeformig brennstoff When the appliance is in operation, liquid fuel is supplied
60 gjennom innretningene 42 til innløpspassasjen 36. Noe av brennstoffet fordampes med en gang og/eller forstøves og tas opp eller rives med av innløpsstrømmen og bæres inn i forbrenningskammeret 14. Resten av brennstoffet havner på innersiden av innløpspassasjen 36 60 through the devices 42 to the inlet passage 36. Some of the fuel is immediately vaporized and/or atomized and taken up or swept along by the inlet flow and carried into the combustion chamber 14. The rest of the fuel ends up on the inside of the inlet passage 36
og drives eller skyves av innløpsluften med stor hastighet inn i kammeret 46 og sentrifugalt langs ytterveggen 48. Under en slik strøm-ningsbevegelse vil en del av brennstoffet kunne fordampe og rives med innløpsluftstrømmen. En del av brennstoffet strømmer eller ren-ner langs ytterveggen 48 og skjæres av ved kanten 54, såsom brennstoffet 62, som igjen passerer på tvers av innløpsluftstrømmen som har stor hastighet og høy temperatur med den følge at mer brennstoff fordampes og/eller forstøves og rives med innløpsluften. Da innløps-luften fra kompressoren 28 kan ha høy temperatur, f.eks. 370 C eller mer, vil man forstå at betydelig fordampning kan finne sted under en slik strømning gjennom hvirvelkammeret 46. I tillegg til dette har man funnet at brennstoffet som sirkulerer i kammeret 46, bæres i en hvirvlende strøm langs innersiden av endeveggen 50 ved hjelp av den hvirvlende luftstrøm. Denne hvirvlende strøm med flytende brennstoff and is driven or pushed by the inlet air at high speed into the chamber 46 and centrifugally along the outer wall 48. During such a flow movement, part of the fuel will be able to vaporize and be swept away with the inlet air flow. Part of the fuel flows or flows along the outer wall 48 and is cut off at the edge 54, such as the fuel 62, which in turn passes across the inlet air flow which has a high speed and high temperature with the result that more fuel is vaporized and/or atomized and shredded with the inlet air. Since the inlet air from the compressor 28 can have a high temperature, e.g. 370 C or more, it will be understood that considerable vaporization can take place during such a flow through the swirl chamber 46. In addition to this, it has been found that the fuel circulating in the chamber 46 is carried in a swirling current along the inside of the end wall 50 by means of the swirling air current. This swirling stream of liquid fuel
bæres gjennom skovlene 58 ag danner en ring av brennstoff 64 hvor hastighetskxaftene i brennstoffet utbalanseres av sentrifugalkrefte-ne. Under en slik bevegelse langs innersiden av endeveggen 5Q mot ringen 64 vil noe av brennstoffet fordampes fra overflaten som følge av den varme innløpsluft eller strålevarme fra flammene i forbrenningskammeret 14. Man har funnet at det flytende brennstoff i ringen av brennstoff 64 avrives hvirvelaktig og fordampes til ytterst små brennstoffpartikler ved hjelp av den hurtigstrømmende lufthvirvel-strøm 40 og ledes mot forbrenningskammeret 14 som en stort sett kjegleformet tåkedusj 66. Da disse forstøvede brennstoffpartikler er ytterst små, vil de fordampe raskt og blande seg med lufthvirvelen 40. is carried through the vanes 58 and forms a ring of fuel 64 where the velocity shafts in the fuel are balanced by the centrifugal forces. During such a movement along the inner side of the end wall 5Q towards the ring 64, some of the fuel will evaporate from the surface as a result of the hot inlet air or radiant heat from the flames in the combustion chamber 14. It has been found that the liquid fuel in the ring of fuel 64 is torn off in a swirling manner and evaporates into extremely small fuel particles by means of the fast-flowing air vortex stream 40 and are directed towards the combustion chamber 14 as a largely cone-shaped mist shower 66. As these atomized fuel particles are extremely small, they will evaporate quickly and mix with the air vortex 40.
Da hvirvelkjernen 56 har lavere trykk, vil en omvendt eller resirkulasjonsstrøm opprettes fra forbrenningskammeret 14 innover i apparatet 34, som vist med pilene 68 på fig. 2 og 4. Denne resir-kulas jon av høy temperaturgass fra kammeret 14 inn i kammerets 46 kjerneparti øker fordampningen av flytende brennstoff fra kammerets overflater ytterligere, samtidig som fordampede eller forstøvede dråper som bæres av inntaksluften eller de meget små dråper som slynges ut fra brennstoffringen 64 tvinges til rask fordampning. Since the vortex core 56 has lower pressure, a reverse or recirculation flow will be created from the combustion chamber 14 into the apparatus 34, as shown by the arrows 68 in fig. 2 and 4. This recirculation of high temperature gas from the chamber 14 into the core portion of the chamber 46 further increases the evaporation of liquid fuel from the surfaces of the chamber, at the same time as vaporized or atomized droplets carried by the intake air or the very small droplets ejected from the fuel ring 64 is forced to rapid evaporation.
Da utløpet 38 er forholdsvis stort sammenlignet med f.eks. As the outlet 38 is relatively large compared to e.g.
utløpsdysen for tidligere kjente brennstofforstøvningsdyser, er apparatet ifølge oppfinnelsen forholdsvis ufølsomt overfor toleransevari-asjoner i konstruksjonen samt problemer som måtte skyldes tilstopping av karbon eller andre skadelige materialer. Da apparatet ifølge oppfinnelsen utnytter energien fra innløpsluften og ikke er avhengig av brennstofftrykket for å frembringe forstøvningsdyser, slik tilfelle er ved tidligere kjente forstøvningsdyser, kan det benyttes lavere tilførselstrykk for brennstoffet og dermed enklere og mer økonomiske anordninger for tilførsel og fordeling av brennstoff. Da apparatet ifølge oppfinnelsen er anordnet utenfor forbrenningskammeret 14 og ikke rager inn i dette, utsettes ikke apparatet for de harde påkjen-ninger som kammeret 14 og kan derfor ha meget lang brukstid med på-litelig drift. the outlet nozzle of previously known fuel atomization nozzles, the device according to the invention is relatively insensitive to tolerance variations in the construction as well as problems that may be caused by clogging of carbon or other harmful materials. Since the device according to the invention utilizes the energy from the inlet air and is not dependent on the fuel pressure to produce atomization nozzles, as is the case with previously known atomization nozzles, a lower supply pressure for the fuel can be used and thus simpler and more economical devices for the supply and distribution of fuel. As the device according to the invention is arranged outside the combustion chamber 14 and does not project into it, the device is not exposed to the harsh stresses that the chamber 14 is and can therefore have a very long service life with reliable operation.
Selv om det i eksemplet er heskrevet en evolventformet ytre vegg 48, Although an involute outer wall 48 is described in the example,
evolventformede passasjer 3 6 for innføring av luft og brennstoff til hvirvelkammeret 46 og et sirkulært mønster med hyirvelskovler 58, er det å forstå at hviryelskoylene 58 kan sløyfes og annen hensiktsmessig geometrisk konstruksjon av huset og innløpspassasjen kan benyttes for å frembringe sirkulasjon av brennstoff og luft rundt utløpet 38 og hvirvelstrømdusjen 66. Selv om passasjen 36 ifølge eksemplet er benyttet til levering av både brennstoff og luft til hvirvelkammeret 46, hvilket er en foretrukket konstruksjon, kan separate passasjer benyttes. involute passages 3 6 for the introduction of air and fuel to the swirl chamber 46 and a circular pattern with swirl vanes 58, it is to be understood that the swirl coils 58 can be looped and other suitable geometric construction of the housing and the inlet passage can be used to produce circulation of fuel and air around the outlet 38 and the eddy current shower 66. Although, according to the example, the passage 36 is used for the delivery of both fuel and air to the vortex chamber 46, which is a preferred construction, separate passages can be used.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US81698569A | 1969-04-17 | 1969-04-17 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO132165B true NO132165B (en) | 1975-06-16 |
NO132165C NO132165C (en) | 1975-09-24 |
Family
ID=25222097
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO701369A NO132165C (en) | 1969-04-17 | 1970-04-13 |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3667221A (en) |
BE (1) | BE748911A (en) |
CA (1) | CA922907A (en) |
CH (1) | CH526043A (en) |
DE (1) | DE2018485A1 (en) |
DK (1) | DK130661B (en) |
FR (1) | FR2043412A5 (en) |
GB (1) | GB1302217A (en) |
IL (1) | IL34172A (en) |
NL (1) | NL7005473A (en) |
NO (1) | NO132165C (en) |
Families Citing this family (36)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3804578A (en) * | 1972-10-10 | 1974-04-16 | D Robbins | Cyclonic combustion burner |
US3811278A (en) * | 1973-02-01 | 1974-05-21 | Gen Electric | Fuel injection apparatus |
US3944634A (en) * | 1973-05-29 | 1976-03-16 | John M. Anderson | Carburetor idling system |
US4036914A (en) * | 1975-08-14 | 1977-07-19 | John Hawryluk | Liquid fuel mixing device |
GB1547374A (en) * | 1975-12-06 | 1979-06-13 | Rolls Royce | Fuel injection for gas turbine engines |
US4388045A (en) * | 1976-01-30 | 1983-06-14 | Martin Marietta Corporation | Apparatus and method for mixing and pumping fluids |
GB1581050A (en) * | 1976-12-23 | 1980-12-10 | Rolls Royce | Combustion equipment for gas turbine engines |
US4245961A (en) * | 1978-09-08 | 1981-01-20 | Martin Marietta Corporation | Ejector utilizing a vortex flow |
US4246757A (en) * | 1979-03-27 | 1981-01-27 | General Electric Company | Combustor including a cyclone prechamber and combustion process for gas turbines fired with liquid fuel |
FR2484020A1 (en) * | 1980-06-06 | 1981-12-11 | Snecma | FUEL INJECTION ASSEMBLY FOR TURBOREACTOR CHAMBER |
US4365951A (en) * | 1980-06-13 | 1982-12-28 | Jan Alpkvist | Device for combustion of a volatile fuel with air |
US4375801A (en) * | 1981-10-01 | 1983-03-08 | Eckman Donald E | Charge mixing carburetor plate |
CA1306873C (en) * | 1987-04-27 | 1992-09-01 | Jack R. Taylor | Low coke fuel injector for a gas turbine engine |
CH680946A5 (en) * | 1989-12-19 | 1992-12-15 | Asea Brown Boveri | |
US5805973A (en) * | 1991-03-25 | 1998-09-08 | General Electric Company | Coated articles and method for the prevention of fuel thermal degradation deposits |
US5891584A (en) * | 1991-03-25 | 1999-04-06 | General Electric Company | Coated article for hot hydrocarbon fluid and method of preventing fuel thermal degradation deposits |
US5247792A (en) * | 1992-07-27 | 1993-09-28 | General Electric Company | Reducing thermal deposits in propulsion systems |
US5450724A (en) * | 1993-08-27 | 1995-09-19 | Northern Research & Engineering Corporation | Gas turbine apparatus including fuel and air mixer |
SE9304194L (en) * | 1993-12-17 | 1995-06-18 | Abb Stal Ab | fuel spreader |
US5672187A (en) * | 1994-11-23 | 1997-09-30 | Cyclone Technologies Inc. | Cyclone vortex system and process |
DE19532264C2 (en) * | 1995-09-01 | 2001-09-06 | Mtu Aero Engines Gmbh | Device for the preparation of a mixture of fuel and air in combustion chambers for gas turbine engines |
US6113078A (en) | 1998-03-18 | 2000-09-05 | Lytesyde, Llc | Fluid processing method |
US6253538B1 (en) | 1999-09-27 | 2001-07-03 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Variable premix-lean burn combustor |
US7104528B2 (en) * | 2003-08-15 | 2006-09-12 | Lytesyde, Llc | Fuel processor apparatus and method |
JP4573020B2 (en) * | 2004-05-06 | 2010-11-04 | 株式会社日立プラントテクノロジー | Suction casing, suction flow path structure and fluid machine |
DE112005001695A5 (en) * | 2004-08-27 | 2007-11-22 | Alstom Technology Ltd. | mixer assembly |
US7547002B2 (en) * | 2005-04-15 | 2009-06-16 | Delavan Inc | Integrated fuel injection and mixing systems for fuel reformers and methods of using the same |
US7717096B2 (en) * | 2006-01-23 | 2010-05-18 | Lytesyde, Llc | Fuel processor apparatus and method |
US7681569B2 (en) * | 2006-01-23 | 2010-03-23 | Lytesyde, Llc | Medical liquid processor apparatus and method |
US8028674B2 (en) * | 2007-08-07 | 2011-10-04 | Lytesyde, Llc | Fuel processor apparatus and method |
US8641020B2 (en) * | 2012-01-22 | 2014-02-04 | Mark W. Baehr | System for dissolving gases in fuel |
US9879862B2 (en) | 2013-03-08 | 2018-01-30 | Rolls-Royce North American Technologies, Inc. | Gas turbine engine afterburner |
US10976052B2 (en) * | 2017-10-25 | 2021-04-13 | General Electric Company | Volute trapped vortex combustor assembly |
US10976053B2 (en) * | 2017-10-25 | 2021-04-13 | General Electric Company | Involute trapped vortex combustor assembly |
CN108844098B (en) * | 2018-05-15 | 2021-01-12 | 中国科学院工程热物理研究所 | Combustor head based on volute structure |
US11175046B2 (en) | 2019-05-09 | 2021-11-16 | General Electric Company | Combustor premixer assembly including inlet lips |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2097255A (en) * | 1937-10-26 | Method of and apparatus fob burn | ||
GB577865A (en) * | 1943-01-21 | 1946-06-04 | Armstrong Siddeley Motors Ltd | Liquid-fuel combustion-chamber |
US2560074A (en) * | 1948-12-21 | 1951-07-10 | Lummus Co | Method and apparatus for burning fuel |
GB675092A (en) * | 1949-01-25 | 1952-07-02 | Rolls Royce | Improvements relating to combustion systems of gas-turbine engines |
US2698050A (en) * | 1949-06-10 | 1954-12-28 | Lummus Co | Combustion for liquid fuels |
US2560076A (en) * | 1949-06-14 | 1951-07-10 | Lummus Co | Method and apparatus for burning fuel |
US2674846A (en) * | 1950-12-18 | 1954-04-13 | Lummus Co | Combustion chamber with baffle means to control secondary air |
GB726538A (en) * | 1953-01-14 | 1955-03-23 | Lucas Industries Ltd | Liquid fuel vaporisers |
BE535905A (en) * | 1954-02-23 | |||
US3242674A (en) * | 1961-05-05 | 1966-03-29 | Lucas Industries Ltd | Liquid fuel combustion apparatus |
US3121996A (en) * | 1961-10-02 | 1964-02-25 | Lucas Industries Ltd | Liquid fuel combustion apparatus |
GB1114026A (en) * | 1967-02-22 | 1968-05-15 | Rolls Royce | Fuel injector for gas turbine engines |
-
1969
- 1969-04-17 US US816985A patent/US3667221A/en not_active Expired - Lifetime
-
1970
- 1970-03-17 CA CA077599A patent/CA922907A/en not_active Expired
- 1970-03-26 IL IL34172A patent/IL34172A/en unknown
- 1970-04-02 DK DK167470AA patent/DK130661B/en unknown
- 1970-04-13 GB GB1737470A patent/GB1302217A/en not_active Expired
- 1970-04-13 NO NO701369A patent/NO132165C/no unknown
- 1970-04-14 CH CH553870A patent/CH526043A/en not_active IP Right Cessation
- 1970-04-14 BE BE748911D patent/BE748911A/en unknown
- 1970-04-15 FR FR7013657A patent/FR2043412A5/fr not_active Expired
- 1970-04-16 NL NL7005473A patent/NL7005473A/xx unknown
- 1970-04-17 DE DE19702018485 patent/DE2018485A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2018485A1 (en) | 1971-01-14 |
FR2043412A5 (en) | 1971-02-12 |
GB1302217A (en) | 1973-01-04 |
IL34172A0 (en) | 1970-05-21 |
DK130661C (en) | 1975-08-25 |
CH526043A (en) | 1972-07-31 |
BE748911A (en) | 1970-09-16 |
IL34172A (en) | 1973-03-30 |
CA922907A (en) | 1973-03-20 |
US3667221A (en) | 1972-06-06 |
NL7005473A (en) | 1970-10-20 |
NO132165C (en) | 1975-09-24 |
DK130661B (en) | 1975-03-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO132165B (en) | ||
US2806517A (en) | Oil atomizing double vortex burner | |
US3613360A (en) | Combustion chamber construction | |
US2488911A (en) | Combustion apparatus for use with turbines | |
US4429527A (en) | Turbine engine with combustor premix system | |
US3030773A (en) | Vortex type combustion with means for supplying secondary air | |
US2517015A (en) | Combustion chamber with shielded fuel nozzle | |
US2930192A (en) | Reverse vortex combustion chamber | |
US4218020A (en) | Elliptical airblast nozzle | |
GB1596316A (en) | Merthod and apparatus for combusting liquid gaseous or powdered fuels | |
US3064720A (en) | Burner construction | |
US2046767A (en) | Combustion apparatus | |
US2577918A (en) | Air jacketed combustion chamber flame tube | |
US4155220A (en) | Combustion apparatus for a gas turbine engine | |
US4115050A (en) | Burner construction and method for burning liquid and/or gaseous fuel | |
US4028044A (en) | Fuel burners | |
US6145450A (en) | Burner assembly with air stabilizer vane | |
KR20200021059A (en) | Mixed-combustion burner device | |
RU2096644C1 (en) | Hybrid ramjet engine | |
US4197076A (en) | Forced draft burner | |
US2676649A (en) | Turbulator | |
US2620864A (en) | Rotary oil burner | |
US1680455A (en) | Oil burner | |
US4145880A (en) | Vorbix augmenter configuration with diffuser and vorbix swirler | |
US3046973A (en) | Heating apparatus for liquid fuels |