NO161993B - Vendebrennkammer, saerlig venderingbrennkammer, for gassturbindrivverk med minst en kjoelefilminnretning. - Google Patents
Vendebrennkammer, saerlig venderingbrennkammer, for gassturbindrivverk med minst en kjoelefilminnretning. Download PDFInfo
- Publication number
- NO161993B NO161993B NO864585A NO864585A NO161993B NO 161993 B NO161993 B NO 161993B NO 864585 A NO864585 A NO 864585A NO 864585 A NO864585 A NO 864585A NO 161993 B NO161993 B NO 161993B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- flame tube
- flow
- chamber
- annular
- cooling
- Prior art date
Links
- 230000007306 turnover Effects 0.000 title 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 84
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 30
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 15
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 6
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 4
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 3
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 3
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 3
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 2
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000000256 polyoxyethylene sorbitan monolaurate Substances 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 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
- F23R3/42—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
- F23R3/54—Reverse-flow combustion chambers
-
- 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
- F23R3/06—Arrangement of apertures along the flame tube
- F23R3/08—Arrangement of apertures along the flame tube between annular flame tube sections, e.g. flame tubes with telescopic sections
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2260/00—Function
- F05B2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
- F05B2260/202—Heat transfer, e.g. cooling by film cooling
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
Description
Oppfinnelsen angår et vendebrennkammer ifølge innledningen til krav 1.
Brennkammer for gassturbindrivverk er på grunn av de høye forbrenningstemperaturer utsatt for meget store ter-miske belastninger. Da materialer som holder stand mot disse temperaturer ukjølt ikke kan anvendes, må flammerøret kjøles av egnede kjølekonfigurasjoner. Dette oppnås ved siden av en konveksjonsskjøling hovedsakelig ved hjelp av en filmkjøling. Ved denne fremgangsmåte blåses kjøleluften gjennom spesielle åpninger i flammerørveggen inn i brennkammeret på en slik måte at det dannes en beskyttende kjølefilm medstrømmende fra innblåsingsstedet på flammerørinnerveggen.
Ved de konstant stigende komprimeringstrykkforhold og de derved tiltagende brennkammerinnløpstemperaturer må kjølefilmene anvendes med stadig større effektivitet. For forbedring av kjølefilmeffektiviteten eksisterer det hovedsakelig to veier. Man kan bl.a. forbedre kjølekonfigurasjo-nen, altså den géometriske utførelse av innblåsingsstedet, eller man kan øke kjøleluftgjennomgangen. For det siste alternativ er det satt grenser ved at kjøleluftmengden er begrenset ved gassturbiner med høy belastning, da en stor del av luften som står til disposisjon trengs som blande-luft for styring av temperaturprofilen ved turbininnløpet.
Et vesentlig problem for kjølefilmutforming ved høyt belastede vendebrennkammere består i at det foreligger en motrettet strømning i den ytre sekundærkanal i forhold til strømningen i flammerøret. De hittil anvendte støtkjøle-filmer er ikke effektive nok til å kjøle termisk høyt belastede flammerørvegger. Kjølefilmene tilveiebringes da enten med forholdsmessig store gjennomganger og som følge derav med forholdsmessig store luftoppfangingsboringer, eller suppleres ved tallrike ytterligere kjølefilminnretninger på grunn av for liten løpelengde for kjølefilmen ved mindre gjennomganger.
I bestrebelsene for å oppnå en optimal kjølefilm-dannelse ved vendebrennkammere, er det en ubetinget forutsetning å tilveiebringe en - meget god dosering av vedkommende ring- eller spinnkammer (tysk Drallkammer) såvel som en - mest mulig stor løpelengde for kjølefilmen i varmgasstrømningen.
Den kombinerte forutsetning henger igjen umiddel-bart sammen med arten og utformingen av sekundærstrømnings-avløsningen tilveiebragt i sekundærkanalen av kjølefilm-innretningen.
Alt etter graden av sekundærstrømningsavløsningen blir videre igjen kjølefilminnretningens konveksjonskjøling i større eller mindre grad ufordelaktig påvirket.
Ytterligere ofrutsetning for en optimal kjølefilm-innretning er tilveiebringelse av en homogen kjølefilm over hele omkretsen med forholdsmessig stor løpelengde, dersom det lykkes å bygge opp en utjevnende film med liten turbulens i radiell retning og periferiretning.
Videre tilstrebes en aerodynamisk tapsfattig, homogen og forbruksfattig stråleomvending over vedkommende kjølefilminnretning.
Ved et vendebrennkammer kjent fra US-PS 3 589 128 som er lagt til grunn for innledningen i krav 1 er innbyrdes innelukkede flammerørveggdeler overlappende hverandre tele-skopisk og derved en felles ringspalte som munner i flamme-røret forbundet med hverandre via vendehetter (tysk Umlenk-hutzen). Vedkommende vendehette er festet på en flammerør-veggdel på en slik måte at den under innslutning av et ring-eller vendekammer som står i forbindelse med vedkommende ringspalte omslutter den andre flammerørveggdel på enden ut-vendig som bølgeplateforbinding; i denne bølgeplateforbinding er det innesluttet åpnet i den ytre ringkanal aksialt rettet mot sekundærluftstrømningen, hvilke lufttilførselskanaler står i forbindelse med ringkammeret.
Herved må filmkjøleluften som skal tilføres de enkelte lufttilførselskanaler vendes minst 180° over vedkommende ringkammer under forholdsvis store aerodynamiske tap.
Dessuten er det videre ufordelaktig at det i det minste ved det medstrømmende sterkt trinnformede avsnitt av vendehetten må forventes forholdsvis sterke sekundær-strømavløsninger som ikke bare stiller spørsmål ved en homogen konveksjonskjøling av hetten i størst mulig grad, men også - med hensyn til hovedstrømningen i flammerøret - kan ha aerodynamisk innflydelse på flammerørdoseringene som finner sted annen steds motstrømmende i innretningen.
Videre er det som følge av den forholdsmessig store diameter ved det kjente tilfelle av lufttilførsels-kanaler utformet av en bølgebåndplate ikke mulig med nyere innretninger av denne ønskede type nøyaktig definerte luft-mengdetilmåling i form av diskrete luftstråler. Videre med henblikk på nyere innretninger av denne type forlangte forholdsvis små kjøleluftgjennomgangsmengder, ville det i veien for den samlede bølgeplate-båndutførelse i praksis neppe fremkomme realiserbare "ørsmå" tilmålingsslisser. Følgelig kan det kjente tilfelle forstås som innretning som ved siden av de nevnte mangler forlanger en forholdsvis stor kjøleluftmengdegjennomgang såvel som et tilsvarende høyt kjøleluftforbruk.
Fra DE-PS 20 54 002 (se også GB-PS 1 309 180) er det videre kjent en kjølefilminnretning for gassturbindrivverk hvor det i minst en utbuktning i veggen forløpende rundt flammerøret er anordnet åpninger fordelt over flammerør-omkretsen for gjennomgang av kjøleluft i flammerøret og er avskjermet mot flammerommet ved hjelp av en avskjermings-plate, med hvilken den via et utløp rett på samme måte i flammerøret med hensyn til hovedstrømningsretningen skal stå i strømningsforbindelse for kjøleluftfilmen.
Fortrinnsvis skal derved de på forhånd nevnte åpninger hhv. lufttilførselsboringer, med hensyn til for-brenningsgassenes hovedstrømningsretning, være anordnet ned-strømmende vedkommende utbuktnings hhv- ringkammers topp.
Det foreliggende kjente tilfelle inneholder ikke på noen måte endelig utsagn om dette, fra hvilken retning ut av den nevnte utbuktning det skal tilstrømmes i en brenn-kammersekundærluftkanal. I ethvert tilfelle rager utbuktnin-gen i det foreliggende kjente tilfelle forholdsvis langt radialt inn i sekundærluftkanalen ved at det legges til grunn en forholdsvis stor vulst- hhv. ringkammerhøyde; i det kjente tilfelle utkrager altså ringkammeret samt vulsten i veien for et forholdsvis steilt og radialt meget utpreget krumningsforløp i sekundærstrømningen.
Av dette følger at den aktuelle utbuktning (vulst) fortrinnsvis langs den medstrømmende såvel som den mot-strømmende side forventes å gi forholdsmessig store sekundær-strømavløsningstap.
I forhold ved den i det kjente tilfelle nevnte åpnings- hhv. lufttilførselsboringsanordning såvel som under hensyntagen til et vendebrennkammerutkast - ved hvilket sekundærluftstrømningen strømmer motsatt rettet hovedstrøm-ningen i flammerøret - er det følgelig å vente en meget dår-lig luftdosering av ringkammeret, da lufttilførselsboringene ligger i avløsningsområdet. Derav følger en forholdsvis liten løpelengde for "kjølefilmen" i varmgasstrømningen.
Det i det kjente tilfelle for homogenisering av
den utgående kjøleluftstrøm fra vedkommende ringspalte i veien for den lokale lufttilførselsboringsanordning og strøm-ningsspinnet tvunget frem av kammerutformingen forårsaker forholdsvis store stråleavbøyningstap, da den overveiende masseandel av den gjennomtrengende kjøleluftstrømning må avbøyes omtrent 270°. Dette resulterer igjen i et forholdsvis stort kjøleluftforbruk.
De i det kjente tilfelle allerede nevnte forholdsmessig store og utpregede sekundærstrømningsavløsninger tilveiebragt av luftturbulensballer innvirker videre ufordelaktig på en tilstrebet homogen konveksjonskjøling av ring-kammerveggen.
Fra DE-OS 24 06 277, til hvilken patentfamilie
bl.a. tilhører FR-PS 22 17 584, GB-PS 14 59 500 og US-PS
3 845 620, er det kjent en kjølefilminnretning for gassturbin-drivverkbrennkammere som ligner de ifølge det tidligere nevnte DE-PS 20 54 002 og følgelig for en stor del er be-heftet med de samme mangler.
Heller ikke i tilfellet med DE-PS 24 06 277
dreier det seg om et utkast for vendebrennkammere eller egnet kjølefilminnretning.
Heller ikke ved denne kjente løsning kan den kombinerte forutsetning for optimal dosering og høy inntreng-ningsdybde oppfylles, fordi strømningsspinn-vendekammeret som utkrager forholdsvis steilt trinnmessig overfor flammerør-veggen avsatt i sekundærkanalen langs de medstrømmende og
* motstrømmende ringkammersoner ville forårsake forholdsvis utpregede hvirvler i sekundærkanalen - og dermed avløsnings-soner i sekundærstrømningen - som kan skje dersom lufttil-førselsboringene nå skulle anordnes i den medstrømmende eller i den motstrømmende ringkammervegg på siden. Ved denne kjente løsning skal videre luftoppfangningsboringene
hele tiden være anordnet på en slik måte at de gjennom disse gjennomførte luftstråler først treffer på en overforliggende vegg (diffusjon) før de kan vendes i retning mot ringspalten.
Særlig i denne diffusjonseffektvei søker den kjente løsning å tilveiebringe en periferisidig hastighets-homogenisering hhv. en mest mulig turbulensfri strømning for filmkjøleluften som kommer ut av spalten. Det er imidlertid her meget vanskelig å kunne forarbeide høyturbulenssonene som oppstår ved veggsonene nærliggende vedkommende luft-oppfangningsboringer virkelig i tilstrebet omfang, altså i den hensikt å kunne forarbeide en faktisk "turbulensfri" filmkjøleluftutløpsstrømning, fordi strømningsforholdene tilveiebragt ved hjelp av diffusjon ikke er klart oversiktlig.
Ved siden av forholdsvis store stråleavbøynings-tap og et forholdsvis stort kjøleluftforbruk anses det også
i det foreliggende kjente tilfelle å være ufordelaktig, da det som følge av de nevnte sekundærluftavløsninger ikke kan oppnås noen homogen optimal kjøling av veggavsnitt ved nyere brennkammere som er høytemperaturbelastet som utformer vedkommende ring- eller spinnkammer.
Heller ikke en kjent kjølefilminnretning for gass-turbinbrennkammeret fra EP-PS 0 049 190 behandler på noen punkter de spesielle krav stilt ved et vendebrennkammer, særlig med henblikk på minskning av stråleavbøyningstapene. M.a.o. er det i dette kjente tilfelle forutsett en identisk strømningsretning for sekundærkanalluften og brenngassene i flammerøret. Den kjente kjølefilminnretning er utformet mellom flammerøravsnitt overlappende hverandre med radiell av-stand, som innelukker mellom seg et kammer utformet som en ring og i det vesentlige kvadratisk avtrappet. I vedkommende øvre kammervegg skal det derved være anordnet en eller flere parallelle rekker av lufttilførselsboringer, via hvilke det skal rettes støtkjøleluft med forholdsmessig stor hastighet mot vedkommende ovenforliggende indre kammervegg utkragende forholdsvis radialt langt inn i brennrommet.
I det kjente tilfelle skal den aktuelle ytre kammervegg utkragende i sekundærkanalen riktignok allerede i inter-esse av en mest mulig liten sekundærluftavløsning være utformet plant konisk stigende henholdvis plant konisk fallende tilstrømsidig henholdsvis frastrømsidig.
Disse kjennetegn har imidlertid den ulempe at vedkommende indre kammervegg må fremstå langt mot brennrommet for overhodet å kunne utforme ringkammeret som kreves for kjølefilmforarbeidelse. Herigjennom må det forventes ikke bare en forholdsvis stor fare for askedannelse på den indre kammervegg, men også en uønsket foroppvarming av kjøle-luften før dens innløp i flammerøret.
De sistnevnte mangler burde kanskje delvis igjen kunne fjernes bare i tilfelle av en forholdsvis høy og mål-rettet lokalt fordelt støtkjøleluft-gjennomgang.
Dessuten forutsetter den foreliggende kjente løs-ning for kjølefilmoptimalisering en forholdsmessig lang (L) kjølemiddelutløpskanal fra ringkammeret, og dermed igjen en forholdsvis aksialt langt utkragende indre avskjermingsleppe, som erfaringsmessig er utsatt for en forholdsvis høy avbren-ningsslitasje (tysk Abbrandverschleiss) såvel som lokale høye temperaturvekselpåkjenninger, slik at bl.a. igjen den ønskede homogene kjølefilmdannelsen kan skades.
Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en egnet kjølefilminnretning for et vendebrennkammer angitt i innledningen som ved små stråleavbøyningstap og lite kjøle-luftforbruk tilveiebringer en kjølefilm som utbrer seg homogent over hele periferien forbundet med en ekstremt stor løpelengde.
Ifølge oppfinnelsen oppnås ovennevnte formål ved de karakteristiske trekk angitt i den kjennetegnende del av krav 1.
På grunn av de plane elliptiske innleggene i ringkamrene innenfor sekundærkanalen ved tilsvarende plane aerodynamiske gunstige valgmulighet av vedkommende flammerør-avsnitt i sekundærkanalen, kan det i veien for den beskrevne luf toppf anghingsboringsanordning skje en strømningsvending forbundet med forholdsvis små stråleavbøyningstap under full utnyttelse av den innvendige kammerlengde; på grunn £.v det aerodynamisk uhindrede luftuttak er det følgelig sikret en meget gunstig luftpassering i ringkammeret ved samtidig stor løpelengde for kjølefilmen, idet den beskrevne anordning av luftoppfangningsboringene selv igjen sørger for en avløsningsfri strømning i sekundærkanalen for å begunstige en høy konveksjonskjøleeffektivitet.
Meget fordelaktig innvirker delstrømavspaltnin-gen ifølge oppfinnelsen på en kjølefilm radialt og aksialt homogen over hele periferien; resirkulasjonshvirvelen som herved følger ytterliggående den planelliptiske innvendige kontur utfyller derved de "aerodynamiske luker" mellom de diskrete luftstråler tilført via luftoppfangningsboringene. Det er derfor av stor betydning for oppfinnelsen at luft-andelen som tilfaller vedkommende avspaltede resirkulasjonshvirvel kan være halvparten så stor eller til og med mindre enn halvparten av den samlede gjennomgående luftmengde, for å begunstige forholdsmessig små kammerdimensjoner, særlig når det gjelder den radielle byggehøyde med henblikk på den plane byggemåte.
Fordelaktig kan det videre tilveiebringes en kjølefilminnretning med ekstremt kort aksiell leppeoverheng (tysk Lippeniiberhang) ; utkragende utbuktninger inn i varm-gasstrømningen såvel som deres ufordelaktige følger unngås.
Ytterligere fordelaktige utforminger av oppfinnelsens gjenstand fremgår av patentkravene 2-4.
Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det føl-gende under henvisning til tegningen som viser et lengde-snitt av et venderingbrennkammeravsnitt.
Ved et venderingbrennkammer for et gassturbindrivverk fremstilt utsnittsvis på tegningen skal minst én flammerørveggkjøleinnretning være forsynt med et spinnkammer-lignende ringrom 3 tilsluttet mellom flammerørveggavsnittene 1, 2, hvilket ringrom tilføres kjøleluft i form av diskrete luftstråler B, her eksempelvis fra en ytre ringkanal 5 på-ført sekundærluft Se i flammerøret mot hovedstrømnings-retningen F dannet mellom flammerøret og en brennkammer-ytterhusstruktur 4; ut av ringrommet skal kjøleluften blåses ut etter tilsvarende forarbeide R,D i omvendt strømnings-retning via en ringspalte 8 utformet mellom ender 6, 7 av flammerørveggavsnittene 1, 2 overgripende hverandre leppe-lignende (tysk Lippenartig), filmlignende ifølge pilrekke-følgen K mot den tilgrensende flammerørvegg 9. Innenfor rammen av oppfinnelsens grunnidé skal ringkammeret 3 i brenn-kammerlengderetningen være utformet planelliptisk på en slik måte at en del av den tilførte kjøleluft sammen med luftoppfangingsboringer 10 anordnet ved siden av hverandre parallelt og i forholdsmessig tett rekkefølge som munner radialt og i det vesentlige tangensialt inn i den nedad-strømmende ende av ringkammeret 3 (med hensyn til sekundær-luftstrømningsretningen Se,A) tilveiebringer en konstant resirkulasjonshvirvel R som følger den elliptiske ringkammerkontur, som er forutsett for moderering av hovedkjøleluft-strømmen D,K avbøyd omtrent 9 0° i retning av hovedstrøm-ningen F inn i flammerøret via luftoppfangningsboringene 10 først tilført med hensikt som diskrete luftstråler B.
I fordelaktig utforming skal flammerøravsnittene
1, 2 som innelukker ringrommet 3 og ringspalten 8 utkrage i ringkanalen 5 i veien for en tilstrømsidig jevn plan stigende og nedstrømsidig videre jevn plan fallende utformet utbuktning 11 mot sekundærluftstrømningen Se. Ifølge pilfølgen A,E blir herved vedkommende veggavsnitt 1, 2 avløsningsfritt homogent omstrømmet og kjølt optimalt konvektivt.
Som det videre er vist på tegningen skjer altså delstrømspaltingen med det formål å danne rotasjonshvirvelen R såvel som hovedstrømningsvendingen ved en hovedvendevegg-sone U av ringkammeret 3 overforliggende luftoppfangningsboringene 10. Fra denne sone U fortsetter her f.eks. ringkammerets3 innervegg i retning av den tilhørende leppeende 7 kontinuerlig forminskende.
Innenfor rammen av en fordelaktig utforming kan ringkammeret 3 være omtrent fire ganger lengre (1) enn høyden, idet den relative ringkammerhøyde (d) og kjølefilmspalte-bredden (s) målmessig er omtrent like. Som det videre er fremstilt på tegningen, er helningsvinkelen for innerveg-gen som kontinuerlig avsmalner mot den omgrensende side av hovedkjøleluftstrømmen D,K i det vesentlige lik helningsvinkelen jS> for det omgrensende flammerørveggavsnitt 1, 9 utløpende til den øvrige leppeende 6 i hovedkjøleluftstrøm-men D,K på den overforliggende side. Nøyaktigere uttrykt er derved altså vedkommende helningsvinkler ot ,/3 ment i forhold til det felles brennkammer-lengdemidtplan, idet det da skal gås ut fra at f.eks. flammerørveggen 11 forløper parallelt med brennkammerlengdemidtplanet. Med henblikk på den nevnte veggoppstillingsvinkel kan det altså dannes en ringspalte 8 med parallelle vegger eller - som fremstilt - ubetydelig konisk forminskende i retning av kjølefilmstrøm-ningen D,K.
Som det videre er fremstilt på tegningen forløper der hovedstrømningsvendingen fra B til D med en noe mindre vinkelverdi enn 90° som følge av det hellende forløp av hovedkjøleluftstrømmen K ut av ringspalten 8 på den angitte måte.
Oppfinnelsen kunne også med fordel anvendes når det kreves en kjølefilmstrøm forløpende parallelt med brennkammerlengdemidtplanet med henblikk på den tilsvarende buede flammerørvegg-geometri, idet da strømningen fra B til D kunne avbøyes nøyaktig eller tilnærmet 90°.
Henvisningen D på tegningen viser altså hoved-kjøleluf tstrømmen som utbrer seg ringkammersidig, K viser kjølefilmen dannet fra sistnevnte.
Pilrekkefølgen A, E viser den ifølge oppfinnelsen oppnåelige homogene avløsningsfrie strømningsforløp av sekundærstrømningen langs innretningen i den ytre ringkanal 5. Ifølge oppfinnelsen er det samtidig videre viktig at luftoppfangningsboringene 10, som følge av deres angitte anordning, likeledes ikke provoserer etterløps-sekundærstrøm-avløsninger, slik at sekundærstrømningen (pil E) altså også forløper homogent nedstrømmende boringene 10; det er følge-lig mulig, f.eks. for blande- eller forbrenningsluftladning av flammerøret på den motstrømmende side av kjølefilm-innretningen å utnytte impulsen fra det statiske trykk,
med hensyn til hovedstrømningsretningen F.
Den utformede leppe 6 ifølge oppfinnelsen har funksjon som en "avskallingsleppe"; dvs. den bevirker innenfor ringkammeret 3 en entydig strømningsoppdeling inn i strømningsresirkulasjonsstrømningen R og inn i hovedkjøle-luftstrømmen D avspaltet fra hovedvendingen for å begunstige en ekstremt stor løpelengde for kjølefilmen K.
Det avløsningsfrie strømningsforløp (pil E) i sekundærkanalen S innvirker videre meget fordelaktig f.eks. på en optimal driftsmåte for en fremstilt kjølefilminnret-ning med hensyn til hovedstrømningsretningen F videre oppad-strømmende forkoblet andre kjølefilminnretning utformet på en måte ifølge oppfinnelsen.
Som allerede drøftet inneholder oppfinnelsen en massestrømoppdeling D,R hvor den avspaltede rotasjonshvirvel R - ved 180° vending - igjen treffer på massestrømmen B. Der deler hvirvelen R seg opp og fyller opp mellomrommene mellom de diskrete massestrømstråler B.
Den lokale anordning av luftoppfangningsboringene 10 innvirker videre gunstig på en forholdsvis liten relativ byggehøyde d for spinnkammeret.
Med hensyn til den tilstrebede homogenitet av kjølefilmen K er det viktig at på den ene side de tilførte diskrete stråler B ekspanderer og som tillegg til veggfrik-sjon blir bredere via en omtrent 90° vending i ringkammeret 3, og på den annen side volumene mellom de diskrete stråler B oppfylles via de avspaltede rotasjonshvirvler R.
Kjølefilmeffektiviteten er videre på den måten meget stor, slik at på den ene side veggfriksjonen for luft-strømningen i ringkammeret 3 kan anslås å være forholdsvis liten, på den annen side at retningen av rotasjonshvirvelen R er den samme som retningen av de diskrete luftmasse-stråler B og har i overensstemmelse dermed små tap.
Det lokale innmunningssted for lufttilførsels-boringene 10 inn i ringkammeret 3 kan forøvrig ifølge oppfinnelsen også beskrives slik, at luftoppfangningsboringene 10 - med hensyn til hovedstrømningsretningen F i flammerøret - munner inn i ringkammerets 3 motstrømmende ende.
Oppfinnelsesgjenstanden kan også fordelaktig anvendes ved rørbrennkammere.
Claims (4)
1. Vendebrennkammer, særlig venderingbrennkammer, for gassturbindrivverk med et flammerør (1, 2) anordnet innenfor en ytterhusstruktur (4), med en kjølefilminnretning som griper om et ringkammer (3) anordnet mellom veggavsnitt i flammerøret (1, 2), hvilket ringkammer (3) tilføres kjøleluft fra en sekundær-luftkanal (5) beliggende mellom flammerør (1, 2) og ytterhus-veggstrukturen (4), hvor kjøleluften blåses tangentialt ut mot flammerørveggen (9) mot strømningsretningen i sekundærluftkanalen (5) via en ringspalte (8) dannet mellom nærliggende flammerørveggdeler (6, 7) , karakterisert ved følgende kjennetegn: a) ringbrennkammeret (3) er utformet flatt elliptisk i flammerørlengderetningen og krager ut stumpvinklet utbukt-ende inn i sekundærluftkanalen (5) tilstrømsidig såvel som frastrømsidig; b) m.h.t. strømningsretningen i sekundærluftkanalen (5) er det anordnet radialboringer (10) parallelt ved siden av hverandre som munner tangentialt inn i den nedstrømmende ende av ringkammeret (3), med hvilke radialboringer (10) kjøleluf-ten i form av diskrete luftstråler (B) er rettet mot en vende-sone (u) inne i kammeret, hvor det ut av sonen (u) skjer en delstrømavspaltning av kjøleluften i resirkulasjonshvirvler (R) som følger ringbrennkammerkonturen såvel som i en hovedkjøle-luftstrøm (D) nedstrømmende i ringspalten (8); c) en indre av de to flammerørveggender (6, 7) som danner ringspalten (8) er forsynt med en avskallingsleppe (6) rettet mot kjøleluftstrømningen i ringkammeret (3).
2. Vendebrennkammer ifølge krav 1, karakterisert ved at ringkammerets (3) lengde (1) er omtrent lik fire ganger dets høyde (d), idet høyden (d) og ringspaltbredden (S) målmessig er omtrent like.
3. Vendebrennkammer ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at ringkammerets (3) innervegg utløpende til en flammerørveggende (7) og den ene flammerør-vegg (9) utløpende til den indre flammerørveggende (6) er hellende overfor brennkammerlengdeaksen hhv. -midtaksen slik at det dannes en ringspalte (8) som er parallellvegget eller
er litt konisk forminsket i strømningsretningen.
4. Vendebrennkammer ifølge ett av kravene 1-3, karakterisert ved at radialboringene (10) er anordnet parallelt ved siden av hverandre med forholdsmessig liten periferiavstand.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853540942 DE3540942A1 (de) | 1985-11-19 | 1985-11-19 | Umkehrbrennkammer, insbesondere umkehrringbrennkammer, fuer gasturbinentriebwerke, mit mindestens einer flammrohrwandfilmkuehleinrichtung |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO864585D0 NO864585D0 (no) | 1986-11-18 |
NO864585L NO864585L (no) | 1987-05-20 |
NO161993B true NO161993B (no) | 1989-07-10 |
NO161993C NO161993C (no) | 1989-10-18 |
Family
ID=6286341
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO864585A NO161993C (no) | 1985-11-19 | 1986-11-18 | Vendebrennkammer, saerlig venderingbrennkammer, for gassturbindrivverk med minst en kjoelefilminnretning. |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4723413A (no) |
EP (1) | EP0223195B1 (no) |
DE (2) | DE3540942A1 (no) |
ES (1) | ES2010655B3 (no) |
NO (1) | NO161993C (no) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2921463B1 (fr) | 2007-09-26 | 2013-12-06 | Snecma | Chambre de combustion d'une turbomachine |
US20100008759A1 (en) * | 2008-07-10 | 2010-01-14 | General Electric Company | Methods and apparatuses for providing film cooling to turbine components |
JP7550694B2 (ja) * | 2021-03-26 | 2024-09-13 | 本田技研工業株式会社 | ガスタービン用燃焼器 |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2699648A (en) * | 1950-10-03 | 1955-01-18 | Gen Electric | Combustor sectional liner structure with annular inlet nozzles |
US3369363A (en) * | 1966-01-19 | 1968-02-20 | Gen Electric | Integral spacing rings for annular combustion chambers |
US3589128A (en) * | 1970-02-02 | 1971-06-29 | Avco Corp | Cooling arrangement for a reverse flow gas turbine combustor |
CH529916A (de) * | 1970-10-01 | 1972-10-31 | Bbc Sulzer Turbomaschinen | Brennkammer für eine Gasturbinenanlage |
US3845620A (en) * | 1973-02-12 | 1974-11-05 | Gen Electric | Cooling film promoter for combustion chambers |
US3831854A (en) * | 1973-02-23 | 1974-08-27 | Hitachi Ltd | Pressure spray type fuel injection nozzle having air discharge openings |
US3826082A (en) * | 1973-03-30 | 1974-07-30 | Gen Electric | Combustion liner cooling slot stabilizing dimple |
US3978662A (en) * | 1975-04-28 | 1976-09-07 | General Electric Company | Cooling ring construction for combustion chambers |
US3995422A (en) * | 1975-05-21 | 1976-12-07 | General Electric Company | Combustor liner structure |
US4077205A (en) * | 1975-12-05 | 1978-03-07 | United Technologies Corporation | Louver construction for liner of gas turbine engine combustor |
US4050241A (en) * | 1975-12-22 | 1977-09-27 | General Electric Company | Stabilizing dimple for combustion liner cooling slot |
US4259842A (en) * | 1978-12-11 | 1981-04-07 | General Electric Company | Combustor liner slot with cooled props |
FR2450349A1 (fr) * | 1979-03-01 | 1980-09-26 | Snecma | Perfectionnement au refroidissement des parois de chambres de combustion par pellicule d'air |
JPS5691131A (en) * | 1979-12-26 | 1981-07-23 | Hitachi Ltd | Cooling device for liner of gas-turbine combustor |
FR2490728A1 (fr) * | 1980-09-25 | 1982-03-26 | Snecma | Dispositif de refroidissement par film d'air pour tube a flamme de moteur a turbine a gaz |
US4380906A (en) * | 1981-01-22 | 1983-04-26 | United Technologies Corporation | Combustion liner cooling scheme |
US4485630A (en) * | 1982-12-08 | 1984-12-04 | General Electric Company | Combustor liner |
US4566280A (en) * | 1983-03-23 | 1986-01-28 | Burr Donald N | Gas turbine engine combustor splash ring construction |
-
1985
- 1985-11-19 DE DE19853540942 patent/DE3540942A1/de active Granted
-
1986
- 1986-11-12 EP EP86115713A patent/EP0223195B1/de not_active Expired
- 1986-11-12 ES ES86115713T patent/ES2010655B3/es not_active Expired
- 1986-11-12 DE DE8686115713T patent/DE3665927D1/de not_active Expired
- 1986-11-18 NO NO864585A patent/NO161993C/no unknown
- 1986-11-19 US US06/932,279 patent/US4723413A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0223195A1 (de) | 1987-05-27 |
DE3665927D1 (en) | 1989-11-02 |
DE3540942C2 (no) | 1988-08-04 |
EP0223195B1 (de) | 1989-09-27 |
NO864585L (no) | 1987-05-20 |
NO161993C (no) | 1989-10-18 |
ES2010655B3 (es) | 1989-12-01 |
DE3540942A1 (de) | 1987-05-21 |
NO864585D0 (no) | 1986-11-18 |
US4723413A (en) | 1988-02-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6925809B2 (en) | Gas turbine engine fuel/air premixers with variable geometry exit and method for controlling exit velocities | |
US8495881B2 (en) | System and method for thermal control in a cap of a gas turbine combustor | |
US3602605A (en) | Cooling system for a gas turbine | |
US7121095B2 (en) | Combustor dome assembly of a gas turbine engine having improved deflector plates | |
US4590769A (en) | High-performance burner construction | |
US3299632A (en) | Combustion chamber for a gas turbine engine | |
US6220034B1 (en) | Convectively cooled, single stage, fully premixed controllable fuel/air combustor | |
US4864827A (en) | Combustor | |
US9206699B2 (en) | Mid-section of a can-annular gas turbine engine with a cooling system for the transition | |
US11029028B2 (en) | Gas turbine annular combustor arrangement | |
KR20040036629A (ko) | 가스 터빈용 연소기 라이너 | |
EP1319896A2 (en) | Gas turbine engine fuel/air premixers with variable geometry exit and method for controlling exit velocities | |
US10012098B2 (en) | Mid-section of a can-annular gas turbine engine to introduce a radial velocity component into an air flow discharged from a compressor of the mid-section | |
US20170108219A1 (en) | Combustor for a gas turbine engine | |
US4469470A (en) | Device for passing a fluid flow through a barrier | |
US3373562A (en) | Combustion chamber for gas turbines and the like having improved flame holder | |
US7328582B2 (en) | Annular combustion chamber for a turbomachine | |
CN102798151A (zh) | 用于将燃料供应到燃烧室的燃烧室喷嘴和方法 | |
US11920790B2 (en) | Wavy annular dilution slots for lower emissions | |
US3675419A (en) | Combustion chamber having swirling flow | |
EP0814233B1 (en) | Gas turbine engine rotor disc with cooling fluid passage | |
NO161993B (no) | Vendebrennkammer, saerlig venderingbrennkammer, for gassturbindrivverk med minst en kjoelefilminnretning. | |
US5946902A (en) | Gas turbine engine with tilted burners | |
CN212869853U (zh) | 一种微型涡喷发动机燃烧室构型 | |
JPS5960127A (ja) | ガスタ−ビン燃焼器 |