NO180602B - Senterlegeme for et gassturbinbrennkammer - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en gassturbin omfattende flere brennere som hver har et primært brennkammer og et sekundært brennkammer, ifølge kravinnledningen.

I et forsøk på å redusere mengden av N0X i utslippsgas-sene for en gassturbin, ble et totrinns, tomodus forbrenningskammer utviklet av assignataren for denne oppfinnelse, og beskrevet i US 4 292 801. Her er det vist at mengden N0X i eksosgassen kan bli kraftig redusert, til sammenlikning med et ettrinns forbrenningskammer med en enkel brenseldyse, hvis det er etablert to forbrenningskamre slik at, under forhold med normal operas-jonsbelastning, det primære forbrenningskammer oppstrøms virker som et forblandingskammer, mens den egentlige forbrenning finner sted i det sekundære forbrenningskammer nedstrøms. Under disse beskrevne operasjonsforhold, er det ingen flamme i primærkammer-et, og dets forblandede brensel og luft blir brent i det sekundære kammer, hvilket resulterer i en reduksjon i dannelsen av N0X. I denne tilstand frembringer den sekundære dyse eller senterdyse en flammekilde for operasjon av forbrenningskammeret. Den spesifikke utforming som beskrevet i patentet omfatter en ringformet oppstilling av primære dyser, som hver tømmer brensel inn i det primære forbrenningskammer, og en sentral sekundær dyse som tømmer brensel inn i det sekundære forbrenningskammer. Med andre ord, det sekundære senterlegeme virker som en pilot for forblandet brensel og luft som passerer fra det første trinn. I en senere beslektet utvikling, som er subjekt for US 4 982 570, ble den enkelte sentrale dyse erstattet med en kombinert diffusjons- og forblandingsdyse som reduserer strømmen av brensel til den sentrale diffusjonsflamme fra omkring 20% av den totale strømningsmengde til omkring 2 % av den totale strømningsmengde for hele forbrenningskammeret. I denne senere utvikling, består piloten av en liten diffusjonssubb-pilot og forblandet brensel og luft, begge matet fra en sekundær trinndyse inne i senter lege-met .

Under forblandet forbrenning, er det ønskelig at flammen fra det andre trinns pilot blir stabil til alle tider, siden ustabiliteter av flammen kan resultere i høye oscillerende (dynamiske) trykknivåer. Disse dynamiske trykk kan forstyrre forbrenningsoperasjonen ved å skifte flammen inn i områder hvor det ikke skal være noen flamme, dvs. de kan skape tilbakeslag av flammen. En mer stabil forblandet pilot i alle operasjonsforhold ville redusere dynamiske trykk og forbedre operasjonskarakteri-stikkene for forbrenningskammeret og gassturbinen.

Den eksisterende senterlegemekoppanordning som vist i de ovennevnte US 4 982 570 og US 4 292 801, omfatter generelt sylinderformede senterlegemekopper med en luftvirvler rundt koppens utvendige diameter. I US 4 982 570 er det i en utførelse vist en senterlegemekopp som utvider seg nedstrøms fra den sekundære dyse, men fortsetter å benytte en virvler nedstrøms fra diffusjons- og forblandingsdysen, og rundt senterlegemekoppens vegg. Den ytre virvler spalter flammen for stabilitet, men skjermer samtidig flammen fra andre flammeholdende innretninger. Hvis senterlegemekonfigurasjonen ikke er korrekt konstruert, kan høye dynamiske trykkoscillasjoner oppstå under enkelte operasjonsforhold, når den sekundære dyse som leverer forblandet brensel og luft i senterlegemet er i operasjon. Siden den sekundære dyse som leverer forblandet brensel og luft til senterlegemet (i motsetning til den mer stabile sekundære dyse med diffusjonspilot) er nødvendig for å oppnå lave utslipps-nivåer, er en modifikasjon av senterlegemet ifølge denne oppfinnelse den beste fremgangsmåte for å produsere en mer stabil pilotflamme og å oppnå lavere dynamiske trykknivåer.

Det viktigste mål for denne oppfinnelse, er derfor å endre oppførselen (hastigheten og retningen) til forblandet brensel og luft som passerer gjennom senterlegemekoppen for å lede flammen. I den opprinnelige geometri, som beskrevet i de ovennevnte to patenter, er koppen sylinderformet, og luften som passerer gjennom den blir holdt på denne måte av en utvendig lag av virvlende luft. Modifikasjonen ifølge den foreliggende oppfinnelse er å ekspandere koppdiameteren til en divergerende seksjon, og å eliminere den ytre luftvirvler. Dette reduserer det ytre lag av luft, og senker strømningshastigheten (en lik massestrømning gj ennom et større areal), samtidig som det tillates en radial spredning av brensel og luftblandingen når den forlater senterlegemekoppen, og dermed skaper en større resirkulasjonssone og således en mer stabil flamme. Den divergerende kopp kan også tjene som en understøttelse for å feste flammeholdere. Ifølge den foreliggende oppfinnelse, er således det unike trekk primært at flammestabilisering er oppnådd uten å virvle luft rundt flammen. I den foreliggende utforming, er den divergerende senterlegemekopp festet på en anordning som frembringer en virvlet brennstoff/luftblanding til koppen. Denne blanding brenner når flammen blir holdt i koppen, men tillates å utvide seg radialt ved den divergerende kopp etter hvert som den fortsetter nedstrøms. Resultatet er en større resirkulasjonssone hvor flammen blir holdt nærmere koppen, som i sin tur beskytter flammen, og dermed øker flammens stabilitet. Samtidig, isteden for den tidligere benyttede luftvirvler, er et kjøle-manifold plassert mellom den indre og den ytre sylindriske del av senterlegemet, og avleder en liten del av luftstrømmen gjennom senterlegemet for å kjøle den utvendige overflate på senterlegemekoppen .

Ifølge hvert eksempel på utførelsene av oppfinnelsen, er det således anordnet et senterlegeme som omfatter et par sylinderformede seksjoner, hvor den ytre seksjon er avkjølt eller ikke-avkjølt. En virvler, som danner et grensesnitt med utløps-enden på diffusjons- og forblandingsdysen, er festet på den indre sylinderformede seksjon for å danne en virvlet brensel/luftblan-ding til koppen under operasjon. Nedstrøms fra denne indre virvler, er det en divergerende koppdel i tillegg til den indre sylinderformede seksjon. Den divergerende koppdel kan være enten en rett kjegleform, en buet kjegleform eller en variasjon eller kombinasjon av disse to.

Senterlegemekoppen er avkjølt ved anslag eller en film av kjøleluft som passerer gjennom en kjølemiddelmanifold plassert radialt mellom den indre og den ytre sylinderformede seksjon, og spesielt mellom senterlegemekoppen og den ytre sylinderformede seksjon.

I en utførelse omfatter den divergerende del av koppen divergerende endedeler som er forbundet ved i det vesentlige sylinderformede mellomliggende senterdeler. I denne utførelse, er kjølemiddelmanifolden plassert radialt mellom og atskilt fra senterlegemekoppen, og nær den ytre sylinderformede seksjon, slik at den bakre del strekker seg parallelt med den oppstrøms divergerende del av senterlegemekoppen, og en fremre del strekker seg i det vesentlige parallelt med den sylinderformede mellomliggende del av senterlegemekoppen. Den fremre ende på manifolden forblir i det vesentlige sylinderformet, og krysser dermed den fremre divergerende endedel av senterlegemekoppen. Samtidig er den bakre ende på manifolden festet til senterlegemekoppen ved en lukket ringformet vegg. På et sted mellom endene på manifolden, strekker en ringformet vegg seg mellom kjølemiddelmanifolden og den ytre sylinderformede del av senterlegemet.

Manifolden er utstyrt med et flere første åpninger oppstrøms fra den mellomliggende forbindelsesvegg, og et flere andre åpninger nedstrøms fra den mellomliggende forbindelsesvegg, mens den sistnevnte også er utstyrt med flere tredje åpninger. Ved denne anordning vil luft som strømmer aksialt i det ringformede rom mellom den indre og den ytre seksjon av senterlegemet bringes til å strømme først og fremst fra det ringformede rom gjennom de første åpninger og inn i manifolden til et kjølekammer hvor luften treffer den ytre overflate av senterlegemekoppen. Luften vil så komme ut fra k j ølekammeret gjennom de andre åpninger (nedstrøms fra den mellomliggende forbindelsesvegg) og returnere til rommet mellom manifolden og den ytre sylinderformede seksjon, for aksial strømning ut av senterlegemet, og således danne filmavkjøling. På samme tid vil en mindre del av luften strømme direkte gjennom de tredje åpninger i den mellomliggende forbindelsesvegg, og gå utenom kjølekammeret.

Det eksakte antall åpninger i hhv første, andre og tredje kamre kan justeres etter ønske for å oppnå den ønskede avkjøling, luftstrøm osv.

I en annen eksempelutførelse, har senterlegemekoppen en jevn konisk form, med en kjølemiddelmanif old festet på dens fremre ende. Manifolden strekker seg parallelt med koppen, og aksialt forbi hvor den krysser den fremre ende på den ytre sylinderformede seksjon, som ulikt den første beskrevne ut-førelse, er i det vesentlige sylinderformet langs hele lengden. I denne anordning kan forbindelsen mellom den fremre ende på manifolden og den ytre sylinderformede seksjon stenges, og således tvinge all luften til å strømme gjennom flere første åpninger i manifolden til et åpenendet kjølekammer, og således kjøle senterlegemekoppen. Alternativt kan et ringformet system av hull anordnes hvor manifolden krysser den ytre sylinderformede seksjon, slik at i det minste en del av luften kan strømme ut av rommet mellom den indre og den ytre seksjon av senterlegemet, uten å treffe den indre senterlegemekopp. I denne andre eksem-pelutførelse, kan den ytre sylinderformede seksjon filmavkjøles langs hele dens lengde, og danne ytterligere strømningsbaner ut av det ringformede rom mellom senterlegemets indre og ytre seksjoner. Variasjoner av de ovenfor beskrevne utførelser er beskrevet nærmere nedenfor.

I sin bredere aspekter angår derfor den foreliggende oppfinnelse en senterlegemekonstruksj on for bruk i et gassturbinforbrenningskammer, bestående av et par indre og ytre generelt sylinderformede deler, hvor den indre del har en divergerende koppdel festet på sin fremre ende som strekker seg mot den ytre sylinderformede del, og en kjølemiddelmanifold anordnet mellom den indre og den ytre sylinderformede del, radialt nær senterlegemets koppdel.

Senterlegemets koppkonstruksjon ifølge denne oppfinnelse har flere fordeler over tidligere kjente konstruksjoner. Ved å eliminere den ytre virvler og å benytte en divergerende senterlegemekopp, vil luft/brenselblandingen brenne i koppen, men ekspandere radialt når flammen fortsetter nedstrøms. Dette skaper en større resirkulasjonssone, hvor flammen blir holdt nærmere koppen, og dermed øker flammens stabilitet. Samtidig er det en kjøleanordning for senterlegemekoppen, som også skaper en barriere mot tilbakeslag av flammen.

De foran nevnte fordeler oppnås med gassturbinen ifølge foreliggende oppfinnelse slik den er definert med de i kravene anførte trekk.

Andre mål og fordeler med oppfinnelsen vil fremgå fra den detaljerte beskrivelse som følger, under henvisning til tegningene, der figur 1 er et riss av en tidligere gassturbinmotor delvis i snitt, figur 2 er en forstørret detalj av en brennkammerseksjon for en gassturbinmotor ifølge en tidligere konstruksjon, figur 3 er et forstørret detaljert riss av en senterlegemekopp (med brenseldyse fjernet for klarhets skyld) ifølge den foreliggende oppfinnelse, vist delvis i tverrsnitt, figur 4 viser en forstørret detalj av en senterlegemekopp (med brenseldyse fjernet for klarhets skyld) ifølge en annen utførelse av oppfinnelsen, også vist delvis i tverrsnitt, figur 5 viser en forstørret detalj av en senterlegemekopp ifølge en tredje utførelse av oppfinnelsen, figur 6 er et delvis oppriss av senterlegemekoppen som vist på figur 5, og figur 7 er en forstørret detalj av en senterlegemekopp ifølge en fjerde utførelse av oppfinnelsen.

Det vises nå til figur 1 og 2, hvor en gassturbin 12 omfatter en kompressor 14, en brenner 16 og en turbin 18 representert ved et enkelt blad. Skjønt det ikke er spesielt vist, er det vel kjent at turbinen er drivende koplet til kompressoren langs en felles akse. Kompressoren setter trykk på innløpsluften, som så forandrer retning eller blir drevet i reversstrøm til forbrenningskammeret hvor den brukes til å kjøle forbrenningskammeret, og blir også brukt til å levere luft til forbrenningsprosessen. Gassturbinen omfatter flere brennere 16 (en er vist) som er plassert rundt periferien til gassturbinen. I en spesiell gassturbinmodell, er det fjorten slike forbrenningskamre plassert rundt gassturbinens periferi. En over-gangskanal 20 forbinder utløpsenden på det spesielle forbrenningskammer med innløpsenden på turbinen, for å levere de hete forbrenningsprodukter til turbinen.

Den foreliggende oppfinnelse er spesielt anvendelig i et totrinns, tomodus forbrenningskammer for lav NOx-utslipp som beskrevet i US 4 292 801 og US 4 982 570. Som beskrevet i det sistnevnte patent og som vist på figur 2, kan hvert forbrenningskammer omfatte et primært oppstrøms forbrenningskammer 24 og et sekundært eller nedstrøms forbrenningskammer 26, atskilt med et venturi halsområde 28. Brenneren er omgitt av en strøm-ningshylse 30 som kanaliserer utløpsluft fra kompressoren til brenneren. Brenneren er videre omgitt av et ytre hus 31 (figur 1) som er boltet til turbinhuset 32 (figur 1).

Primære dyser 36 leverer brensel til oppstrøms forbrenningskammeret 24, og er anordnet i et ringformet system rundt en sentral sekundær dyse 38. I en modell av en gassturbin, kan hver brenner omfatte seks primære dyser og en sekundær dyse. For å fullføre beskrivelsen av brenneren, blir brensel levert til dysen gjennom rør 42 (figur 1) på en måte som er kjent i teknikken. Antennelsen i den primære brenner forårsakes av en gnistplugg 48 (figur 1), og i tilstøtende brennere ved hjelp av kryssanten-ningsrør 50 (figur 1), også på en måte som er kjent i teknikken.

Som vist på figur 2 og beskrevet i US 4 292 801, kan de primære dyser være av diffusjonstypen som vist ved 36, og omfatte en brenseldyse 54 og en ringformet virvler 56. Dysen 54 leverer bare brensel, som senere blir blandet med virvlerluft for forbrenning.

I US 4 982 570, og også vist på figur 2 her, er den sekundære dyse 38 beskrevet som en kombinert diffusjons- og forblandingsdyse. Den kombinerte dyse omfatter en diffusjonspilot 62 med et brenseltilførselsrør 64. Brensetilførselsrøret omfatter et aksialt rør 66 og flere radiale brenselfordelingsrør 68 med blinde ender, som strekker seg radialt utover fra det aksiale rør. Brenselfordelingsrørene omfatter hver flere brenselut-løpshull (indikert generelt ved pilene 70) som er rettet nedstrøms mot utløpsenden på den kombinerte dyse. Brenselfor-delingshullene er dimensjonert for å oppnå den ønskede prosent av brenselstrøm inn i forblandingskammeret. Diffusjonspiloten 62 omfatter videre et lufttilførselsrør 74 som er koaksialt med og som ligger rundt det aksiale brenseltilførselsrør 66. Luftinngan-gen til lufttilførselsrøret er utløpsluft fra kompressoren, som strømmer i revers rundt brenneren og inn i volumet 76 som er definert ved strømningshylsen 30 i forbrenningskammeret foring 78. Diffusjonspiloten omfatter, ved sin utløpsende, et første virvlerringrom eller diffusjonspilotvirvler 82 for det formål å dirigere utgangen av lufttilførselsrøret til diffusjonspilotflam-men.

Et forblandingskammer 84 er definert ved en hylselik-nende avkortet kjegle 86 som ligger rundt nedstrømsdelen av den sekundære dyse, og som omfatter en utløpsende som ender nær diffusjonspilotens utløpsende. Utløpsluft fra kompressoren strømmer også i revers inn i forblandingskammeret fra volumet 76 på samme måte som lufttilførselsrøret. De radiale brenselfor-delingsrør 68 strekker seg gjennom lufttilførselsrøret 74 og inn i forblandingskammerets ringrom, slik at brensel og luft blir blandet og levert til en annen virvler eller forblandingskammer-virvler 88 mellom diffusjonspiloten og forblandingskammerets avkortede kjegle 86.

En tredje eller ytre virvler 90 er plassert nedstrøms fra utløpsenden på den kombinerte diffusjons- og forblandingsdyse. Denne virvler er plassert mellom en senterlegemekopp 92 på utløpsenden fra piloten og senterlegemeveggen 94 i det primære forbrenningskammer. Kompressorluft vil også strømme i revers inn i denne virvler fra volumet 76 som ligger rundt forbrennings-foringen. Formålet med denne tredje virvler er å frembringe stabilitet for diffusjons- og forblandingsdysens flamme når den kombineres med den primære forblandingsstrøm fra den primære brenner.

Det henvises nå til figur 3, hvor den forbedrede anordning ifølge en eksempelutførelse på den foreliggende oppfinnelse er vist å omfatte et dysesenterlegeme bestående av et par konsentrisk anordnede sylindriske deler 96, 98 (tilsva-rende veggene 94, 86 på figur 2) som etablerer et ringformet luftkammer 100 for å motta kompressorutløpsluft fra volumet 76 (se figur 1 og 2). Den indre sylinderformede del 98 er utstyrt med en virvler 102, i likhet med virvleren 88 (figur 2), omfattende en sentral hylse 104 som grensesnitt med utløpsenden på brenseldysen (ikke vist for klarhets skyld). Virvleren 102 omfatter flere virvlerblad 106 som tjener til å virvle luft/bren-selblandingen fra forblandingskammeret 84 (figur 2).

I henhold til dette første utførelseseksempel på oppfinnelsen, er en senterlegemekopp 108 festet på den fremre ende på den indre sylinderformede del 98, og omfatter et divergerende veggområde 110, et generelt sylinderformet veggområde 112, og et divergerende veggområde 114 ved nedstrømsenden. Samtidig er den ytre sylinderformede del 96 utstyrt med et divergerende område 116 og et generelt sylinderformet område 118 i en tilnærmet konsentrisk anordning med senterlegemekoppen 108. En kjølemiddelmanifold 120 er anordnet mellom senterlegemekoppen 108 og veggområdene 118, 116 på den ytre sylinderformede del 96, slik at det etableres et kjølekammer 121. Manifolden 120 omfatter en divergerende seksjon 122 og et generelt sylinderformet område 124 som kan være festet, ved sin fremre kant, til kanten på koppens veggområde 114. Det bakre område av manifolden 120 er i kontakt med det divergerende område 110 av koppen 108, med et veggområde 125 som strekker seg perpendikulært med veggen 110 som man best kan se på figur 3. Samtidig er kjølemiddelmanifolden 120 forbundet med den ytre sylinderformede del 96 ved krysningen mellom veggområdene 116, 118 med en ringformet vegg 126 som strekker seg fra manifolden 120 på et sted som er mellom dens bakre og dens fremre ende. Det divergerende område 122 av manifolden 120 er utstyrt med flere første kjølemiddelåpninger 128 som ligger oppstrøms fra veggen 126, og flere andre åpninger 130 som ligger nedstrøms fra veggen 126. Den ringformede vegg 126 er utstyrt med flere tredje åpninger 132. Man vil forstå at det første, andre og tredje antall åpninger 128, 130 og 132 er anordnet i et perifert atskilt forhold inne i sine respektive overflater eller vegger 122, 124 og 126.

En del luft som strømmer gjennom det ringformede kammer 100 vil strømme ut av senterlegemet via det tredje antall åpninger 132. Samtidig vil imidlertid en stor del av luften bli avledet inn i det første antall åpninger 128, og vil strømme langs den ytre overflate av senterlegemets kopp 108 og strømme ut nedstrøms via det andre antall åpninger 130 i det sylinderformede veggområde 124 i kjølemiddelmanifolden 120. På denne måte blir senterlegemekoppen 108 avkjølt ved tilslagsluft, og samtidig blir en barriere mot tilbakeslag av flammen skapt av luften som strømmer ut mellom veggene 118 og 124.

Fra den ovenstående beskrivelse vil man forstå at den ytre virvler 90 som beskrevet i forbindelse med konstruksjonen vist på figur 2, er eliminert fra senterlegemekonstruksjonen ifølge den foreliggende oppfinnelse. Mens således blandingen brenner mens flammen blir holdt i koppen 108, kan den ekspandere radialt ved den divergerende kopp mens den fortsetter nedstrøms. Resultatet er en større sirkulasjonssone hvor flammen holdes nærmere koppen, hvilket i sin tur beskytter flammen, og derfor øker dens stabilitet.

For ytterligere å øke kjølingen av koppen, vil man forstå at det divergerende område 114 av koppen 108 kan fjernes, og således tillate kjøleluften inne i kj ølekammeret 124 å passere ut av senterlegemet i et modifisert kjølemønster, og dermed filmavkjøle et område av den sylinderformede vegg 124.

Man vil forstå at antallet og anordningen av åpninger i det første, andre og tredje antall åpninger 128, 130, 132, kan velges i henhold til luftstrøm/kjølekravene, og at de ikke er begrenset til de eksempler som er vist her.

Det henvises nå til figur 4, som viser konstruksjon av en senterlegemekopp ifølge et annet eksempel på en utførelse av oppfinnelsen. Senterlegemekonstruksjonen benytter en filmavkjølt ytre sylinderformet del 140 utformet med flere slisser eller åpninger 142 anordnet både aksialt og perifert. Den ytre sylinderformede del forblir også i hovedsak sylinderformet gjennom hele dens lengde, med bare en liten utvidelse på nedstrømsenden. Mellom den indre og den ytre sylinderformede del 140 og 144, er det utformet et ringformet luftkammer 146 gjennom hvilket luft strømmer fra volumet 76 (se figur 2). Den indre sylinderformede del 144 har en senterlegemekopp 148 som utvides jevnt fra den bakre ende 150 til den fremre ende 152. Som i den tidligere beskrevne utførelse, er en indre virvler 154 sentralt plassert inne i den indre sylinderformede del 144 (brenseldysen er igjen utelatt for klarhets skyld).

En ringformet kjølemanifold 156 strekker seg rundt senterlegemekoppen 148 og aksialt forbi koppen til den fremre ende på den ytre sylinderformede del 140, hvor den er festet til denne. Manifolden 156 er forbundet med en bakre vegg 155 med koppen 148, slik at manifolden er radialt atskilt både fra senterlegemekoppen 148 og den ytre sylinderformede del 140, slik at det dannes et ringformet kjølekammer 157 mellom manifolden og senterlegemekoppen.

Et første antall hull 158 er anordnet i et ringformet system i manifolden 156. Et annet antall hull 160 er anordnet i et perifert atskilt forhold hvor manifolden 156 er forbundet med den ytre sylinderformede del 140 ved dens fremre kant.

Med den anordning som er beskrevet ovenfor, vil en del av luften som strømmer gjennom det ringformede kammer 146 (fra volumet 76, se figur 2) strømme gjennom åpninger 158 inn i kammeret 157, hvor den faller mot og avkjøler, senterlegemekoppen 148. Resten av luften vil strømme ut av kammeret 146 via hull 160, og gå utenom kjølekammeret 157. Her kan igjen antallet, formen og størrelsen på de første og andre antall hull 158 og 160 varieres for å tilpasses den spesifikke anvendelse av oppfinnelsen.

Med hensyn til utførelsen på figur 5, er det vist enda en anordning hvor den fremre ende på en ringformet kjølemiddel-manifold 162 er lukket med en ringformet vegg 166 som strekker seg mellom kjølemiddelmanif olden og den ytre sylinderformede del 168, mens den bakre ende 170 er forbundet med senterlegemekoppen 172. I denne variasjon, strekker senterlegemekoppen 170 seg aksialt forbi den ytre sylinderformede del 168 og manifolden 162, slik at kjøleslissen eller -kammeret 174 strekker seg bare delvis langs senterlegemekoppen 172. Et første antall hull 176 er utformet i et ringformet system inne i den ringformede manifold 162, og på grunn av nærvær av den lukkede vegg 166, blir all luft som strømmer gjennom det ringformede kammer 178 tvunget til å strømme gjennom hullene 176 til kjølekammeret 174, hvor den blir dirigert langs den ytre overflate av senterlegemekoppen 172. I tilfelle man finner det ønskelig at noe av luften slipper ut av kammeret 178 uten å måtte strømme gjennom åpningene 176, kan den ringformede vegg 176 konstrueres som illustrert på figur 6, for eksempel utformet med ti likt atskilte slisser eller åpninger 180, som tillater noe av luften å gå utenom kjølemiddelmanif olden 162.

Under henvisning til figur 7 omfatter senterlegemet, i en videre utførelse, en ytre sylinderformet del 182 og en indre sylinderformet del 184, som definerer et luftkammer 186 mellom dem. En indre virvler 188 er festet inne i den indre sylinderformede del, og danner grensesnitt med den fremre ende på en brenseldyse 190.

En senterlegemekopp 192 er anordnet (enhetlig eller festet) på den fremre ende av delen 184, slik at den buer tilnærmet jevnt utover mot den ytre sylinderformede del 182 og ender ved en ringformet sliss 194.

En kjølemiddelmanif old 196, buet på tilnærmet samme måte som senterlegemekoppen 192, strekker seg mellom den bakre ende på koppen 192 og den fremre ende på den ytre sylinderformede del 182, slik at det dannes et ringformet kjølekammer 198. Et første antall åpninger 200 er anordnet i et ringformet system inne i manifolden 196, slik at all luft som strømmer gjennom kammeret 186 er tvunget til å strømme gjennom åpningene 200 inn i kammeret 198, og falle på senterlegemekoppen 192 langs dens fulle lengde, før de strømmer ut av senterlegemet via slissen 194.

I hver av de ovenfor beskrevne utførelser, blir de dynamiske trykknivåer redusert på flere måter. For det første vil den ekspanderte senterlegemekopp tillate større resirkulasjon. For det andre har den ekspanderte kopp større areal til å forankre flammen, og mer volum for brensel og luft til å blande seg når de passerer radialt utover. For det tredje, i fravær av en ytre virvler, hemmes ikke radial forplanting av flammen til andre flammeholdere. For det fjerde, nærvær av den omliggende kjøleluft skaper en barriere mot tilbakeslag av flammen.

Skjønt oppfinnelsen er beskrevet i forbindelse med hva man for tiden anser å være den mest praktiske og foretrukne utførelse, må det forstås at oppfinnelsen ikke skal begrenses til den beskrevne utførelse, men tvert imot er ment å dekke forskjel-lige modifikasjoner og ekvivalente anordninger som ligger innenfor kravenes omfang.

Claims (10)

1. Gassturbin omfattende flere brennere (16) som hver har et primært brennkammer (24) og et sekundært brennkammer (26), flere primære dyser (36) innrettet til overføring av brennstoff til et primært brennkammer (24) som er anordnet omkring en sentrisk anordnet sekundær dyse (38) innrettet til å overføre brennstoff til det sekundære brennkammer (26), en flammeholdende senterkopp (92, 108) anordnet radialt mellom de primære (36) og de sekundære (38) dyser, hvor sent er koppen omfatter er par indre og ytre, i det vesentlige sylindriske legemer (98, 96) innrettet til å lede luftstrømmen fra brennerens oppstrøms ende til dens nedstrøms ende, KARAKTERISERT VED at det indre sylindriske legeme (98) har et divergerende koppområde (110) festet til enden nedstrøms, som strekker seg mot det ytre sylindriske legeme (96), og at en luftkjølemanifold (120, 156, 162, 196) er anordnet radialt mellom og festet til det ytre sylindriske legeme (96) og koppområdet (110), idet manifolden (120) har et parti (122) som strekker seg i det vesentlige parallelt til det divergerende koppområde og har flere kjøleåpninger (128, 130) for således å danne et ringformet kjølekammer (121) mellom manifolden og det divergerende koppområde.

2. Gassturbin ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at det indre sylindriske legeme (98) har en virvler (102) som er anordnet ved den sekundære dyses nedstrøms ende.

3. Gassturbin ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at kjølemanifolden (120) omfatter en vegg (124, 125) som er i kontakt med det divergerende koppområde (110) på to aksialt atskilte steder og er radialt atskilt fra dette mellom de aksialt atskilte steder.

4. Gassturbin ifølge krav 3, KARAKTERISERT VED at kjølemanifolden (120) er forbundet med det ytre legeme (96) med en ringformet vegg (126) på et sted mellom de to aksialt atskilte steder.

5. Gassturbin ifølge krav 4, KARAKTERISERT VED at manifolden (120) er har kjøleåpninger på begge sider av den ringformede vegg (126).

6. Gassturbin ifølge krav 5, KARAKTERISERT VED at den ringformede vegg (126) har flere kjøleåpninger (132).

7. Gassturbin ifølge krav 5, KARAKTERISERT VED at manifolden (156, 162, 196) omfatter en vegg som er i kontakt med det divergerende koppområde ved veggens oppstrøms ende, og det ytre sylindriske legeme ved veggens nedstrøms ende.

8. Gassturbin ifølge krav 7, KARAKTERISERT VED at minst en åpning (160) er anordnet ved overgangen mellom manifolden (156) og det sylindriske legemes (140) nedstrøms ende.

9. Gassturbin ifølge krav 7, KARAKTERISERT VED at kjølemanifolden har flere kjøleåpninger (158, 176, 200) mellom veggens oppstrøms og nedstrøms ender.

10. Gassturbin ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at kjølemanifolden (156, 162, 196) har flere kjøleåpninger (158, 176, 200) innrettet til å avkjøle utsiden av senterlegemets kopp ved brå avkjøling.