WO2012048913A1 - Impingement cooled end plate with thermal decoupling for a jet pilot - Google Patents

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WO2012048913A1
WO2012048913A1 PCT/EP2011/058344 EP2011058344W WO2012048913A1 WO 2012048913 A1 WO2012048913 A1 WO 2012048913A1 EP 2011058344 W EP2011058344 W EP 2011058344W WO 2012048913 A1 WO2012048913 A1 WO 2012048913A1
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plate
top plate
ring
nozzle carrier
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Andreas Böttcher
Olga Deiss
Thomas Grieb
Matthias Hase
Alexander Rambach
Meike Wilmsen
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Siemens Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to a top plate device for a pilot nozzle carrier and a pilot nozzle carrier or a jet burner with a pilot nozzle carrier.
  • the invention further relates to a method for producing a pilot nozzle carrier.
  • small-scale flow structures can be generated which dissipate acoustically induced heat release fluctuations and thus suppress pressure pulsations typical of spin-stabilized flames.
  • the top plate of the jet pilot In order to decouple the thermal expansions of the top plate of the jet pilot from the nozzle carrier (jet carrier) for the premix nozzles, this is to be stored freely displaceable. However, the top plate should not jam.
  • the object of the invention is to provide a head plate device for a pilot nozzle holder, which does not jam. Another object of the invention is to provide a corresponding pilot nozzle carrier or a jet burner with such a pilot nozzle carrier. It is another object of the invention to provide a method for producing such a pilot nozzle carrier.
  • a head plate device for a pilot nozzle carrier lotdüsen a substantially cylindrical head plate disc with openings for Pi ⁇ and comprises a ring having substantially the same outer radius as the head plate washer, which is arranged coaxially in a distance from the head plate disc so that a region between the top plate disc and the ring is defi ⁇ ned, wherein a mounted between the top plate disc and ring plate with openings for pilot nozzles in this area in the radial direction displaceable and fixable in the axial direction, the following is achieved:
  • the inserted into the top plate plate serves as a piston and allows thermal shifts in the radial direction. It is advantageous if the plate (impingement cooling plate) ⁇ cooling openings. Through many holes in the impingement cooling plate, the top plate is rebound cooled. The supply of air via a direct central jet. Conveniently, the head plate disc having a Wär ⁇ medämm harsh (English, thermal barrier coating, TBC) is provided in order to lower the material temperature during operation of the burner.
  • the openings for pilot nozzles in the top plate disk have hollow cylindrical nozzle guides in the direction of the plate, the nozzle guides being based on their respective ends. Lige axis have radial grooves. Small grooves in the Dü ⁇ Sen arrangementen allow the flow of cooling air in the direction of the combustion chamber through the gap between the top plate and nozzle and lock it thus for the hot gas entering the jet pilot.
  • the top plate disc has a raised peripheral edge on the side facing the ring.
  • the ring of the ⁇ Kopfplat tenface facing side has a raised circumferential edge. Elevated peripheral edges allow a fast and accurate ⁇ en assembly of the components of the head disk device.
  • top plate disc is welded to the ring.
  • the raised peripheral edge has radial bores.
  • the gap between the top plate and nozzle carrier (jet carrier) is blocked against ingress of hot gases from the combustion chamber, since cooling air can flow through the holes and the gap.
  • a pilot nozzle carrier further comprises a hollow cylinder, at one end of which the top plate device is arranged. At its other end, the hollow cylinder has a flange.
  • the pilot nozzle carrier is connected to the premix nozzle carrier (Jet Carrier) of the jet burner via the flange. Furthermore, it is expedient if the pilot nozzle carrier
  • Pilot nozzles are arranged in the openings of the plate and connected to the plate.
  • an alignment plate is arranged on the flange of the pilot nozzle carrier, wherein the alignment plate has openings for fixing pilot nozzles in the radial direction relative to a longitudinal axis of the pilot nozzle carrier.
  • the alignment plate serves as a floating bearing and allows thermal displacements of the central jet nozzles in the axial direction.
  • a jet burner comprises a substantially cylindrical premix nozzle carrier (jet carrier) with a central passage opening and advantageously a pilot nozzle carrier according to the invention arranged in the central passage opening.
  • a plate is placed in a head plate disk ⁇ and a ring firmly connected to the top plate disk.
  • top plate disc is welded to the ring.
  • pilot nozzles are welded to the plate.
  • an unobstructed thermal expansion of the pilot nozzles is achieved in the axial and radial directions.
  • the piston guide minimizes thermal stresses without sacrificing the necessary position accuracy of the pilot nozzles.
  • Hervorgeru- by thermal stress fene permanent deformation thus do not occur, ensuring that ei ⁇ nen reliable operation of the pilot.
  • the production is inexpensive.
  • FIG. 1 shows a jet burner with jet pilots
  • FIG. 2 shows a pilot nozzle carrier with top plate
  • Figure 3 is an exploded view of a jet pilot
  • Figure 4 is a section through a combustion chamber-side part of a jet burner and
  • FIG. 5 is a detail view of a top plate device.
  • 1 shows schematically and by way of example a jet burner 1 with a jet pilot 2.
  • the jet burner 1 comprises a nozzle carrier 3 for premixing nozzles (jet carrier) and a pilot nozzle carrier 4.
  • Premixing nozzles 5 are arranged in a circular manner in the nozzle carrier 3.
  • a top plate device 6 closes the interior of the pilot nozzle carrier 4 with respect to the combustion chamber.
  • the openings 7 for the pilot nozzles 8 in the head plate device 6 are arranged in the embodiment of Figure 1 in a line.
  • FIG. 2 shows the jet pilot 2 whose pilot nozzle carrier 4 is formed as a hollow cylinder 9 which has at one end a flange 10 for fastening the jet pilot 2 or the pilot nozzle carrier 4 to the nozzle carrier 3 for premixing nozzles. Furthermore, Figure 2 shows the Pilotdü ⁇ senarmes 4 at the other end a head disk device 6. Pilot nozzle holder 4 and headstock device 6 are connected at their radially outer sides with cooling air openings 11 provided 12th The upstream part of the pilot nozzles 8 and their arrangement in the pilot nozzle carrier 4 are also shown in FIG.
  • FIG. 3 shows an exploded view of a jet pilot 2 with a top plate disk 13, a plate 14, a ring 15, three pilot nozzles 8, a hollow cylinder 9 with flange 10 and an alignment plate 16.
  • Top plate disc 13, plate 14 and ring 15 form the head ⁇ plate device 6.
  • the top plate disc 13 has a Edge 17 with cooling air openings 12 and hollow cylindrical nozzle guides 18 which have relative to their respective axis radi ⁇ al grooves 19.
  • the plate 14 has in the embodiment ⁇ form of Figure 3 three openings 20 for pilot nozzles 8 and further cooling holes 21 for impingement cooling of the top plate disc 13.
  • the supply of cooling air via a direct central jet along the axis of the hollow cylinder 9.
  • the top plate 13 is hot gas side coated with TBC ⁇ .
  • the ring 15 has in the embodiment of the figure on the disc 13 of the head plate side facing it ⁇ creased 3 circumferential edge 22nd
  • the impact cooling plate 14 which serves as a piston and permits thermal displacements in the radial direction, is inserted into the top plate disk 13. Thereafter, the piston chamber is closed by means of a welded connection via the ring 15.
  • pilot nozzles 8 are now firmly connected to the impingement cooling plate 14.
  • the hollow cylinder 9 of the pilot nozzle carrier 4 is firmly welded to the ring 15 and screwed over the flange 10 to the jet carrier (nozzle carrier) 3.
  • the alignment plate 16 with openings 23 for fixing pilot nozzles 8 in the radial direction relative to a longitudinal axis of the pilot nozzle carrier 4 is screwed onto the flange 10. It serves as a floating bearing and allows thermal displacements of the pilot nozzles 8 in the axial direction.
  • Figure 4 shows a section through a combustion chamber-side part of a jet burner 1 with Vormischdüsenvic 3 and Pi ⁇ lotdüsenvic 4 according to the invention.
  • the top plate disc 13 is welded to the ring 15.
  • a region 25 between the top plate disc 13 and the ring 15 is defi ⁇ ned.
  • the Gela siege between head plate disk 13 and ring 15, plate 14 having apertures 20 for pilot nozzle 8 is in the ⁇ sem portion 25 slidably in the radial direction 26 and can be fixed in the axial direction.
  • the ring 15 is welded to the hollow cylinder 9 27.
  • the plate 14 is with the pilot nozzles 8 welded.
  • the top plate disc has nozzle guides 18 with grooves 19.
  • FIG. 5 shows a detailed view of the top plate device 6 and the cooling air streams 29, 30, 31 in the Kopfplattenvor ⁇ direction 6.
  • Air 29 impinges on the plate 14 and penetrates through the cooling holes 21 in the space between the plate 14 and head plate disc 13 a.
  • the air 30 penetrates into the gap 32 between the pilot nozzle 8 and nozzle guide 18 and flows in the direction of the combustion chamber from 31.
  • the gap 32 between the top plate and nozzle is blocked.
  • the space between the pilot nozzle carrier 4 and the premixing nozzle carrier 3 (jet carrier) is flushed through radial bores in the hollow cylinder 9 of the pilot nozzle carrier 4.
  • the blocking of the gap between top plate device 6 and premix nozzle carrier 3 takes place by means of air flow through cooling air openings 12 in the edge of the top plate device 6.

Abstract

The invention relates to an end plate device (6) for a pilot nozzle carrier (4), comprising a substantially cylindrical end plate disk (13) having holes (7) for pilot nozzles (8), and a ring (15), which has substantially the same outside radius as the end plate disk (13) and is arranged coaxially at a distance from the end plate disk (13), such that an area (25) is defined between the end plate disk (13) and the ring (15), wherein a plate (14), which is mounted between the end plate disk (13) and the ring (15) and which has holes for pilot nozzles (20) in said area (25), can be moved in the radial direction and fixed in the axial direction. The invention further relates to a pilot nozzle carrier (4) and a jet burner (1), and to a method for producing a pilot nozzle carrier (4).

Description

Beschreibung description
Prallgekühlte Kopfplatte mit thermischer Entkopplung für ei¬ nen Strahlpiloten Impingement-cooled headstock with thermal decoupling for ei ¬ nen jet pilots
Die Erfindung betrifft eine Kopfplattenvorrichtung für einen Pilotdüsenträger sowie einen Pilotdüsenträger bzw. einen Strahlbrenner mit einem Pilotdüsenträger. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Pilotdüsen- trägers . The invention relates to a top plate device for a pilot nozzle carrier and a pilot nozzle carrier or a jet burner with a pilot nozzle carrier. The invention further relates to a method for producing a pilot nozzle carrier.
Auf vorgemischten Strahlflammen basierende Verbrennungssyste¬ me bieten gegenüber drallstabilisierten Systemen aufgrund der verteilten Wärmerfreisetzungszonen und der fehlenden drall- induzierten Wirbel insbesondere aus thermoakustischer SichtOn pre-mixed jet flame based Verbrennungssyste ¬ me offer against spin-stabilized systems due to the distributed heat release zones and the lack of spin-induced vortex, especially from a thermoacoustic point of view
Vorteile. Durch geeignete Wahl des Strahlimpulses lassen sich kleinskalige Stömungsstrukturen erzeugen, die akustisch induzierte Wärmefreisetzungsfluktuationen dissipieren und somit Druckpulsationen, die typisch für drallstabilisierte Flammen sind, unterdrücken. Advantages. By suitable choice of the jet pulse, small-scale flow structures can be generated which dissipate acoustically induced heat release fluctuations and thus suppress pressure pulsations typical of spin-stabilized flames.
Bisherige Strahlbrennersysteme wurden mittels eines Drallpi¬ loten stabilisiert, welcher die oben beschriebenen Vorteile zumindest teilweise aufhebt. Um dies zu vermeiden, sollen an- stelle der Drallpiloten Strahlpiloten zum Einsatz kommen. Previous jet burner systems have been stabilized by means of a plumb Drallpi ¬ which cancels the advantages described above at least partially. To avoid this, jet pilots are to be used instead of the swirl pilots.
Bei der konstruktiven Umsetzung eines Strahlpiloten müssen thermischen Dehnungen, die aufgrund von unterschiedlichen Temperaturen (heiße Seite / kalte Seite) entstehen, berück- sichtigt werden. When constructing a jet pilot, thermal strains caused by different temperatures (hot side / cold side) must be taken into account.
Um die thermischen Dehnungen der Kopfplatte des Strahlpiloten vom Düsenträger (Jet Carrier) für die Vormisch-Düsen zu entkoppeln, ist dieser frei verschiebbar zu lagern. Dabei soll die Kopfplatte jedoch nicht verklemmen. In order to decouple the thermal expansions of the top plate of the jet pilot from the nozzle carrier (jet carrier) for the premix nozzles, this is to be stored freely displaceable. However, the top plate should not jam.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kopfplattenvorrichtung für einen Pilotdüsenträger anzugeben, die nicht verklemmt. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen entsprechenden Pilotdüsenträger bzw. einen Strahlbrenner mit einem solchen Pilotdüsenträger anzugeben. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Pilot- düsenträgers anzugeben. The object of the invention is to provide a head plate device for a pilot nozzle holder, which does not jam. Another object of the invention is to provide a corresponding pilot nozzle carrier or a jet burner with such a pilot nozzle carrier. It is another object of the invention to provide a method for producing such a pilot nozzle carrier.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die Vorrich¬ tungen gemäß den Ansprüchen 1, 9 und 12 und das Verfahren gemäß Anspruch 13. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. Indem eine Kopfplattenvorrichtung für einen Pilotdüsenträger eine im Wesentlichen zylindrische Kopfplattenscheibe mit Öffnungen für Pi¬ lotdüsen und einen Ring mit im Wesentlichen gleichem Außenradius wie die Kopfplattenscheibe umfasst, der koaxial in einem Abstand zur Kopfplattenscheibe angeordnet ist, so dass ein Bereich zwischen der Kopfplattenscheibe und dem Ring defi¬ niert wird, wobei eine zwischen Kopfplattenscheibe und Ring gelagerte Platte mit Öffnungen für Pilotdüsen in diesem Bereich in radialer Richtung verschiebbar und in axialer Rich- tung fixierbar ist, wird folgendes erreicht: According to the invention this object is achieved by the Vorrich ¬ lines according to claims 1, 9 and 12 and the method according to claim 13. Advantageous developments of the invention are defined in the dependent claims. By a head plate device for a pilot nozzle carrier lotdüsen a substantially cylindrical head plate disc with openings for Pi ¬ and comprises a ring having substantially the same outer radius as the head plate washer, which is arranged coaxially in a distance from the head plate disc so that a region between the top plate disc and the ring is defi ¬ ned, wherein a mounted between the top plate disc and ring plate with openings for pilot nozzles in this area in the radial direction displaceable and fixable in the axial direction, the following is achieved:
Die in die Kopfplatte eingelegte Platte dient als Kolben und lässt thermische Verschiebungen in radialer Richtung zu. Es ist vorteilhaft, wenn die Platte (Prallkühlplatte) Kühl¬ öffnungen aufweist. Durch viele Bohrungen in der Prallkühlplatte wird die Kopfplatte prallgekühlt. Die Versorgung mit Luft erfolgt über einen direkten zentralen Strahl. Zweckmäßiger Weise ist die Kopfplattenscheibe mit einer Wär¬ medämmschicht (engl, thermal barrier coating, TBC) versehen, um die Werkstofftemperatur beim Betrieb des Brenners zu senken . In einer vorteilhaften Ausführungsform der Kopfplattenvor- richtung weisen die Öffnungen für Pilotdüsen in der Kopfplattenscheibe hohlzylindrische Düsenführungen in Richtung der Platte auf, wobei die Düsenführungen bezogen auf ihre jewei- lige Achse radiale Nuten aufweisen. Kleine Nuten in den Dü¬ senführungen ermöglichen die Strömung von Kühlluft in Richtung der Brennkammer durch den Spalt zwischen Kopfplatte und Düse und sperren ihn somit für den Heißgaseintritt in den Strahlpiloten. The inserted into the top plate plate serves as a piston and allows thermal shifts in the radial direction. It is advantageous if the plate (impingement cooling plate) ¬ cooling openings. Through many holes in the impingement cooling plate, the top plate is rebound cooled. The supply of air via a direct central jet. Conveniently, the head plate disc having a Wär ¬ medämmschicht (English, thermal barrier coating, TBC) is provided in order to lower the material temperature during operation of the burner. In an advantageous embodiment of the top plate device, the openings for pilot nozzles in the top plate disk have hollow cylindrical nozzle guides in the direction of the plate, the nozzle guides being based on their respective ends. Lige axis have radial grooves. Small grooves in the Dü ¬ Senführungen allow the flow of cooling air in the direction of the combustion chamber through the gap between the top plate and nozzle and lock it thus for the hot gas entering the jet pilot.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Kopfplattenvorrichtung weist die Kopfplattenscheibe auf der dem Ring zugewandten Seite einen erhöhten umlaufenden Rand auf. In a further advantageous embodiment of the top plate device, the top plate disc has a raised peripheral edge on the side facing the ring.
Es ist auch vorteilhaft, wenn der Ring auf der der Kopfplat¬ tenscheibe zugewandten Seite einen erhöhten umlaufenden Rand aufweist . Erhöhte umlaufende Ränder erlauben einen schnellen und genau¬ en Zusammenbau der Komponenten der Kopfplattenvorrichtung . It is also advantageous if the ring of the ¬ Kopfplat tenscheibe facing side has a raised circumferential edge. Elevated peripheral edges allow a fast and accurate ¬ en assembly of the components of the head disk device.
Es ist zweckmäßig, wenn die Kopfplattenscheibe mit dem Ring verschweißt ist. It is useful if the top plate disc is welded to the ring.
Es ist ebenfalls zweckmäßig, wenn der erhöhte umlaufende Rand radiale Bohrungen aufweist. Durch radiale Bohrungen in der Kopfplatte wird der Spalt zwischen Kopfplatte und Düsenträger (Jet Carrier) gegen ein Eindringen von Heißgasen aus dem Verbrennungsraum gesperrt, da Kühlluft durch die Bohrungen und den Spalt strömen kann. It is also expedient if the raised peripheral edge has radial bores. By radial holes in the top plate, the gap between the top plate and nozzle carrier (jet carrier) is blocked against ingress of hot gases from the combustion chamber, since cooling air can flow through the holes and the gap.
Neben der erfinderischen Kopfplattenvorrichtung umfasst ein Pilotdüsenträger ferner einen Hohlzylinder, an dessen einem Ende die Kopfplattenvorrichtung angeordnet ist. An seinem anderen Ende weist der Hohlzylinder einen Flansch auf. Über den Flansch wird der Pilotdüsenträger mit dem Vormischdüsenträger (Jet Carrier) des Strahlbrenners verbunden. Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn bei dem PilotdüsenträgerIn addition to the inventive top plate device, a pilot nozzle carrier further comprises a hollow cylinder, at one end of which the top plate device is arranged. At its other end, the hollow cylinder has a flange. The pilot nozzle carrier is connected to the premix nozzle carrier (Jet Carrier) of the jet burner via the flange. Furthermore, it is expedient if the pilot nozzle carrier
Pilotdüsen in den Öffnungen der Platte angeordnet und mit der Platte verbunden sind. Vorteilhafter Weise ist eine Ausrichtplatte auf dem Flansch des Pilotdüsenträgers angeordnet, wobei die Ausrichtplatte Öffnungen zur Fixierung von Pilotdüsen in radialer Richtung bezogen auf eine Längsachse des Pilotdüsenträgers aufweist. Die Ausrichtplatte dient als Loslager und lässt thermische Verschiebungen der zentralen Strahldüsen in axialer Richtung zu . Pilot nozzles are arranged in the openings of the plate and connected to the plate. Advantageously, an alignment plate is arranged on the flange of the pilot nozzle carrier, wherein the alignment plate has openings for fixing pilot nozzles in the radial direction relative to a longitudinal axis of the pilot nozzle carrier. The alignment plate serves as a floating bearing and allows thermal displacements of the central jet nozzles in the axial direction.
Ein Strahlbrenner umfasst einen im Wesentlichen zylinderför- migen Vormischdüsenträger (Jet Carrier) mit einer zentralen Durchgangsöffnung sowie vorteilhafter Weise einen in der zentralen Durchgangsöffnung angeordneten Pilotdüsenträger nach der Erfindung. Im erfinderischen Verfahren zum Herstellen eines Pilotdüsenträgers, wird in eine Kopfplattenscheibe eine Platte einge¬ legt und ein Ring mit der Kopfplattenscheibe fest verbunden. A jet burner comprises a substantially cylindrical premix nozzle carrier (jet carrier) with a central passage opening and advantageously a pilot nozzle carrier according to the invention arranged in the central passage opening. In the inventive method for producing a pilot nozzle carrier, a plate is placed in a head plate disk ¬ and a ring firmly connected to the top plate disk.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Kopfplattenscheibe mit dem Ring verschweißt wird. It is advantageous if the top plate disc is welded to the ring.
Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn Pilotdüsen mit der Platte verschweißt werden. Mit der Erfindung wird eine unbehinderte Wärmedehnung der Pilotdüsen in axialer und radialer Richtung erzielt. Durch die Kolbenführung werden thermische Spannungen minimiert, ohne dabei auf eine notwendige Positionsgenauigkeit der Pilotdüsen verzichten zu müssen. Durch thermische Spannungen hervorgeru- fene dauerhafte Verformungen treten somit nicht auf, was ei¬ nen verlässlichen Betrieb des Piloten gewährleistet. Dabei ist die Herstellung kostengünstig. It is also advantageous if pilot nozzles are welded to the plate. With the invention an unobstructed thermal expansion of the pilot nozzles is achieved in the axial and radial directions. The piston guide minimizes thermal stresses without sacrificing the necessary position accuracy of the pilot nozzles. Hervorgeru- by thermal stress fene permanent deformation thus do not occur, ensuring that ei ¬ nen reliable operation of the pilot. The production is inexpensive.
Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen schematisch und nicht maßstäblich: The invention will be explained in more detail by way of example with reference to the drawings. Shown schematically and not to scale:
Figur 1 einen Strahlbrenner mit Strahlpiloten, Figur 2 einen Pilotdüsenträger mit Kopfplatte, FIG. 1 shows a jet burner with jet pilots, FIG. 2 shows a pilot nozzle carrier with top plate,
Figur 3 eine Explosionszeichnung eines Strahlpiloten, Figur 4 einen Schnitt durch einen brennkammerseitigen Teil eines Strahlbrenners und Figure 3 is an exploded view of a jet pilot, Figure 4 is a section through a combustion chamber-side part of a jet burner and
Figur 5 eine Detailansicht einer Kopfplattenvorrichtung . Die Figur 1 zeigt schematisch und beispielhaft einen Strahlbrenner 1 mit einem Strahlpiloten 2. Der Strahlbrenner 1 um- fasst einen Düsenträger 3 für Vormischdüsen (jet carrier) und einen Pilotdüsenträger 4. Vormischdüsen 5 sind kreisförmig im Düsenträger 3 angeordnet. Am der Brennkammer zugewandten Ende des Pilotdüsenträgers 4 schließt eine Kopfplattenvorrichtung 6 den Innenraum des Pilotdüsenträgers 4 gegenüber der Brennkammer ab. Die Öffnungen 7 für die Pilotdüsen 8 in der Kopf- plattenvorrichtung 6 sind im Ausführungsbeispiel der Figur 1 auf einer Linie angeordnet. Figure 5 is a detail view of a top plate device. 1 shows schematically and by way of example a jet burner 1 with a jet pilot 2. The jet burner 1 comprises a nozzle carrier 3 for premixing nozzles (jet carrier) and a pilot nozzle carrier 4. Premixing nozzles 5 are arranged in a circular manner in the nozzle carrier 3. At the end of the pilot nozzle carrier 4 facing the combustion chamber, a top plate device 6 closes the interior of the pilot nozzle carrier 4 with respect to the combustion chamber. The openings 7 for the pilot nozzles 8 in the head plate device 6 are arranged in the embodiment of Figure 1 in a line.
Figur 2 zeigt den Strahlpiloten 2, dessen Pilotdüsenträger 4 als Hohlzylinder 9 ausgeformt ist, der an einem Ende einen Flansch 10 zur Befestigung des Strahlpiloten 2 bzw. des Pilotdüsenträgers 4 am Düsenträger 3 für Vormischdüsen auf- weist. Weiterhin zeigt Figur 2 am anderen Ende des Pilotdü¬ senträgers 4 eine Kopfplattenvorrichtung 6. Pilotdüsenträger 4 und Kopfplattenvorrichtung 6 sind an ihren radial äußeren Seiten mit Kühlluftöffnungen 11, 12 versehen. Der stromauf- wärtige Teil der Pilotdüsen 8 sowie deren Anordnung im Pilot- düsenträger 4 sind in Figur 2 ebenfalls gezeigt. FIG. 2 shows the jet pilot 2 whose pilot nozzle carrier 4 is formed as a hollow cylinder 9 which has at one end a flange 10 for fastening the jet pilot 2 or the pilot nozzle carrier 4 to the nozzle carrier 3 for premixing nozzles. Furthermore, Figure 2 shows the Pilotdü ¬ senträgers 4 at the other end a head disk device 6. pilot nozzle holder 4 and headstock device 6 are connected at their radially outer sides with cooling air openings 11 provided 12th The upstream part of the pilot nozzles 8 and their arrangement in the pilot nozzle carrier 4 are also shown in FIG.
Figur 3 zeigt eine Explosionszeichnung eines Strahlpiloten 2 mit einer Kopfplattenscheibe 13, einer Platte 14, einem Ring 15, drei Pilotdüsen 8, einem Hohlzylinder 9 mit Flansch 10 sowie einer Ausrichtplatte 16. FIG. 3 shows an exploded view of a jet pilot 2 with a top plate disk 13, a plate 14, a ring 15, three pilot nozzles 8, a hollow cylinder 9 with flange 10 and an alignment plate 16.
Kopfplattenscheibe 13, Platte 14 und Ring 15 bilden die Kopf¬ plattenvorrichtung 6. Die Kopfplattenscheibe 13 weist einen Rand 17 mit Kühlluftöffnungen 12 auf sowie hohlzylindrische Düsenführungen 18, die bezogen auf ihre jeweilige Achse radi¬ ale Nuten 19 aufweisen. Die Platte 14 hat in der Ausführungs¬ form der Figur 3 drei Öffnungen 20 für Pilotdüsen 8 sowie weitere Kühlöffnungen 21 zur Prallkühlung der Kopfplattenscheibe 13. Die Versorgung mit Kühlluft erfolgt über einen direkten zentralen Strahl entlang der Achse des Hohlzylinders 9. Die Kopfplattescheibe 13 ist heißgasseitig mit TBC be¬ schichtet. Der Ring 15 hat in der Ausführungsform der Figur 3 auf der der Kopfplattenscheibe 13 zugewandten Seite einen er¬ höhten umlaufenden Rand 22. Top plate disc 13, plate 14 and ring 15 form the head ¬ plate device 6. The top plate disc 13 has a Edge 17 with cooling air openings 12 and hollow cylindrical nozzle guides 18 which have relative to their respective axis radi ¬ al grooves 19. The plate 14 has in the embodiment ¬ form of Figure 3 three openings 20 for pilot nozzles 8 and further cooling holes 21 for impingement cooling of the top plate disc 13. The supply of cooling air via a direct central jet along the axis of the hollow cylinder 9. The top plate 13 is hot gas side coated with TBC ¬ . The ring 15 has in the embodiment of the figure on the disc 13 of the head plate side facing it ¬ creased 3 circumferential edge 22nd
Zur Herstellung der Kopfplattenvorrichtung 6 wird in die Kopfplattenscheibe 13 die Prallkühlplatte 14, die als Kolben dient und thermische Verschiebungen in radialer Richtung zu- lässt, eingelegt. Danach wird über den Ring 15 der Kolbenraum mit Hilfe einer Schweißverbindung geschlossen. To produce the top plate device 6, the impact cooling plate 14, which serves as a piston and permits thermal displacements in the radial direction, is inserted into the top plate disk 13. Thereafter, the piston chamber is closed by means of a welded connection via the ring 15.
Die Pilotdüsen 8 werden nun mit der Prallkühlplatte 14 fest verbunden. Der Hohlzylinder 9 des Pilotdüsenträgers 4 wird fest mit dem Ring 15 verschweißt und über den Flansch 10 an den Jet Carrier (Düsenträger) 3 geschraubt. The pilot nozzles 8 are now firmly connected to the impingement cooling plate 14. The hollow cylinder 9 of the pilot nozzle carrier 4 is firmly welded to the ring 15 and screwed over the flange 10 to the jet carrier (nozzle carrier) 3.
Die Ausrichtplatte 16 mit Öffnungen 23 zur Fixierung von Pilotdüsen 8 in radialer Richtung bezogen auf eine Längsachse des Pilotdüsenträgers 4 wird auf den Flansch 10 geschraubt. Sie dient als Loslager und lässt thermische Verschiebungen der Pilotdüsen 8 in axialer Richtung zu.  The alignment plate 16 with openings 23 for fixing pilot nozzles 8 in the radial direction relative to a longitudinal axis of the pilot nozzle carrier 4 is screwed onto the flange 10. It serves as a floating bearing and allows thermal displacements of the pilot nozzles 8 in the axial direction.
Figur 4 zeigt einen Schnitt durch einen brennkammerseitigen Teil eines Strahlbrenners 1 mit Vormischdüsenträger 3 und Pi¬ lotdüsenträger 4 nach der Erfindung. Die Kopfplattenscheibe 13 ist mit dem Ring 15 verschweißt 24. Ein Bereich 25 zwischen der Kopfplattenscheibe 13 und dem Ring 15 wird defi¬ niert. Die zwischen Kopfplattenscheibe 13 und Ring 15 gela- gerte Platte 14 mit Öffnungen 20 für Pilotdüsen 8 ist in die¬ sem Bereich 25 in radialer Richtung verschiebbar 26 und in axialer Richtung fixierbar. Der Ring 15 ist mit dem Hohlzylinder 9 verschweißt 27. Die Platte 14 ist mit den Pilotdüsen 8 verschweißt 28. Die Kopfplattenscheibe weist Düsenführungen 18 mit Nuten 19 auf. Figure 4 shows a section through a combustion chamber-side part of a jet burner 1 with Vormischdüsenträger 3 and Pi ¬ lotdüsenträger 4 according to the invention. The top plate disc 13 is welded to the ring 15. A region 25 between the top plate disc 13 and the ring 15 is defi ¬ ned. The Gela siege between head plate disk 13 and ring 15, plate 14 having apertures 20 for pilot nozzle 8 is in the ¬ sem portion 25 slidably in the radial direction 26 and can be fixed in the axial direction. The ring 15 is welded to the hollow cylinder 9 27. The plate 14 is with the pilot nozzles 8 welded. The top plate disc has nozzle guides 18 with grooves 19.
Figur 5 zeigt eine Detailansicht der Kopfplattenvorrichtung 6 sowie die Kühlluftströme 29, 30, 31 in der Kopfplattenvor¬ richtung 6. Luft 29 trifft auf die Platte 14 und dringt durch die Kühlöffnungen 21 in den Raum zwischen Platte 14 und Kopfplattenscheibe 13 ein. Durch die Nuten 19 in den Düsenführungen 18 der Kopfplattenscheibe 13 dringt die Luft 30 in den Spalt 32 zwischen Pilotdüse 8 und Düsenführung 18 ein und strömt in Richtung der Brennkammer ab 31. Dadurch wird der Spalt 32 zwischen Kopfplatte und Düse gesperrt. Figure 5 shows a detailed view of the top plate device 6 and the cooling air streams 29, 30, 31 in the Kopfplattenvor ¬ direction 6. Air 29 impinges on the plate 14 and penetrates through the cooling holes 21 in the space between the plate 14 and head plate disc 13 a. Through the grooves 19 in the nozzle guides 18 of the top plate disc 13, the air 30 penetrates into the gap 32 between the pilot nozzle 8 and nozzle guide 18 and flows in the direction of the combustion chamber from 31. Thus, the gap 32 between the top plate and nozzle is blocked.
Nach demselben Prinzip wird durch radiale Bohrungen im Hohl- zylinder 9 des Pilotdüsenträgers 4 der Raum zwischen dem Pilotdüsenträger 4 und dem Vormischdüsenträger 3 (Jet Carrier) gespült. Die Sperrung des Spalts zwischen Kopfplattenvorrichtung 6 und Vormischdüsenträger 3 erfolgt mittels Luftstrom durch Kühlluftöffnungen 12 im Rand der Kopfplattenvorrichtung 6. According to the same principle, the space between the pilot nozzle carrier 4 and the premixing nozzle carrier 3 (jet carrier) is flushed through radial bores in the hollow cylinder 9 of the pilot nozzle carrier 4. The blocking of the gap between top plate device 6 and premix nozzle carrier 3 takes place by means of air flow through cooling air openings 12 in the edge of the top plate device 6.

Claims

Patentansprüche claims
1. Kopfplattenvorrichtung (6) für einen Pilotdüsenträger 1. head plate device (6) for a pilot nozzle carrier
(4), umfassend eine im Wesentlichen zylindrische Kopf- plattenscheibe (13) mit Öffnungen (7) für Pilotdüsen (8) und einen Ring (15) mit im Wesentlichen gleichem Außenradius wie die Kopfplattenscheibe (13), der koaxial in ei¬ nem Abstand zur Kopfplattenscheibe (13) angeordnet ist, so dass ein Bereich (25) zwischen der Kopfplattenscheibe (13) und dem Ring (15) definiert wird, wobei eine zwi¬ schen Kopfplattenscheibe (13) und Ring (15) gelagerte Platte (14) mit Öffnungen für Pilotdüsen (20) in diesem Bereich (25) in radialer Richtung verschiebbar und in axialer Richtung fixierbar ist. (4), comprising a substantially cylindrical head plate disc (13) with openings (7) for pilot nozzles (8) and a ring (15) with substantially the same outer radius as the head plate disc (13) coaxially in egg ¬ nem distance is arranged to the top plate disc (13), so that a region (25) between the top plate disc (13) and the ring (15) is defined, with a zwi ¬ ¬ head plate disc (13) and ring (15) mounted plate (14) Openings for pilot nozzles (20) in this area (25) displaceable in the radial direction and can be fixed in the axial direction.
2. Kopfplattenvorrichtung (6) nach Anspruch 1, wobei die 2. head plate device (6) according to claim 1, wherein the
Platte (14) Kühlöffnungen (21) aufweist.  Plate (14) has cooling holes (21).
3. Kopfplattenvorrichtung (6) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Kopfplattenscheibe (13) mit einer Wär¬ medämmschicht versehen ist. 3. top plate device (6) according to any one of claims 1 or 2, wherein the top plate disc (13) is provided with a heat ¬ medämmschicht.
4. Kopfplattenvorrichtung (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Öffnungen (7) für Pilotdüsen (8) in der Kopfplattenscheibe (13) hohlzylindrische Düsenführun¬ gen (18) in Richtung der Platte (14) aufweisen, wobei die Düsenführungen (18) bezogen auf ihre jeweilige Achse ra¬ diale Nuten (19) aufweisen. 4. top plate device (6) according to any one of the preceding claims, wherein the openings (7) for pilot nozzles (8) in the top plate disc (13) hollow cylindrical Düsenführun ¬ gene (18) in the direction of the plate (14), wherein the nozzle guides (18 ) relative to their respective axis ra ¬ diale grooves (19).
5. Kopfplattenvorrichtung (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kopfplattenscheibe (13) auf der dem Ring (15) zugewandten Seite einen erhöhten umlaufenden Rand (17) aufweist. 5. top plate device (6) according to any one of the preceding claims, wherein the top plate disc (13) on the said ring (15) side facing a raised peripheral edge (17).
6. Kopfplattenvorrichtung (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ring (15) auf der der Kopfplattenscheibe (13) zugewandten Seite einen erhöhten umlaufenden Rand (22) aufweist. 6. head plate device (6) according to one of the preceding claims, wherein the ring (15) on the head plate disc (13) facing side has a raised peripheral edge (22).
7. Kopfplattenvorrichtung (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kopfplattenscheibe (13) mit dem Ring (15) verschweißt ist. 7. head plate device (6) according to any one of the preceding claims, wherein the head plate disc (13) with the ring (15) is welded.
8. Kopfplattenvorrichtung (6) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei der erhöhte umlaufende Rand (17, 22) radia¬ le Bohrungen aufweist. 8. head plate device (6) according to any one of claims 6 or 7, wherein the raised peripheral edge (17, 22) radia ¬ le holes.
9. Pilotdüsenträger (4) mit einer Kopfplattenvorrichtung (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend einen Hohlzylinder (9), an dessen einem Ende die Kopfplattenvorrichtung (6) angeordnet ist und der an seinem anderen Ende einen Flansch (10) aufweist. 9. pilot nozzle carrier (4) with a top plate device (6) according to one of the preceding claims, further comprising a hollow cylinder (9), at one end of the head plate device (6) is arranged and at its other end a flange (10).
10. Pilotdüsenträger (4) nach Anspruch 9, wobei Pilotdüsen (8) in den Öffnungen (20) der Platte (14) angeordnet und mit der Platte (14) verbunden sind. 10. Pilot nozzle carrier (4) according to claim 9, wherein pilot nozzles (8) in the openings (20) of the plate (14) are arranged and connected to the plate (14).
11. Pilotdüsenträger (4) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei eine Ausrichtplatte (16) auf dem Flansch (10) ange¬ ordnet ist und die Ausrichtplatte (16) Öffnungen (23) zur Fixierung von Pilotdüsen (8) in radialer Richtung bezogen auf eine Längsachse des Pilotdüsenträgers (4) aufweist. 11. pilot nozzle carrier (4) according to any one of claims 9 or 10, wherein an alignment plate (16) on the flange (10) is arranged ¬ and the alignment plate (16) openings (23) for fixing pilot nozzles (8) in the radial direction having a longitudinal axis of the pilot nozzle carrier (4).
12. Strahlbrenner (1) umfassend einen im Wesentlichen zylinderförmigen Vormischdüsenträger (3) und einer zentralen Durchgangsöffnung sowie einen in der zentralen Durchgangsöffnung angeordneten Pilotdüsenträger (4) nach einem der Ansprüche 9 oder 10. 12. jet burner (1) comprising a substantially cylindrical Vormischdüsenträger (3) and a central passage opening and arranged in the central passage opening pilot nozzle carrier (4) according to any one of claims 9 or 10.
13. Verfahren zum Herstellen eines Pilotdüsenträgers (4), bei dem in eine Kopfplattenscheibe (13) eine Platte (14) ein¬ gelegt und ein Ring (15) mit der Kopfplattenscheibe (13) fest verbunden wird. 13. A method for producing a pilot nozzle carrier (4), in which in a head plate disc (13) a plate (14) ¬ a set and a ring (15) with the top plate disc (13) is firmly connected.
14. Verfahren nach Anspruch 12, wobei Kopfplattenscheibe (13) und Ring (15) verschweißt werden. 14. The method of claim 12, wherein the top plate disc (13) and ring (15) are welded.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei Pilotdüsen (8) mit der Platte (14) verschweißt werden. 15. The method according to any one of claims 12 or 13, wherein pilot nozzles (8) with the plate (14) are welded.
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