WO2013056819A1 - Lean premix burner of an aircraft gas turbine engine - Google Patents

Lean premix burner of an aircraft gas turbine engine Download PDF

Info

Publication number
WO2013056819A1
WO2013056819A1 PCT/EP2012/004327 EP2012004327W WO2013056819A1 WO 2013056819 A1 WO2013056819 A1 WO 2013056819A1 EP 2012004327 W EP2012004327 W EP 2012004327W WO 2013056819 A1 WO2013056819 A1 WO 2013056819A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
burner
fuel
support
gas turbine
turbine engine
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/004327
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Imon-Kalyan Bagchi
Waldemar Lazik
Original Assignee
Rolls-Royce Deutschland Ltd. & Co Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rolls-Royce Deutschland Ltd. & Co Kg filed Critical Rolls-Royce Deutschland Ltd. & Co Kg
Publication of WO2013056819A1 publication Critical patent/WO2013056819A1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/34Feeding into different combustion zones
    • F23R3/343Pilot flames, i.e. fuel nozzles or injectors using only a very small proportion of the total fuel to insure continuous combustion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D11/00Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/24Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space by pressurisation of the fuel before a nozzle through which it is sprayed by a substantial pressure reduction into a space
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D11/00Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/36Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
    • F23D11/38Nozzles; Cleaning devices therefor
    • F23D11/383Nozzles; Cleaning devices therefor with swirl means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/286Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply having fuel-air premixing devices

Definitions

  • the invention relates to a lean burn burner of an aircraft gas turbine engine with a centrally arranged support burner and a torch surrounding this annular main burner.
  • the support burner is arranged centrally in the main burner.
  • the support burner is usually designed as Druckdrallzerstäuber.
  • the lean burn burner includes two fuel lines to supply the support burner and the main burner.
  • the backup burner is used to ignite the aircraft gas turbine engine and at low load conditions, while the main burner is operated at partial load and is used up to maximum load.
  • the support burner is designed for the ignition process and for a stable combustion during the starting phase of the engine. This requires a relatively small flow rate in the case of the pressure swirl atomizer. This is in contrast to the need to use the support burner for a larger operating range until the transition to large fuel mass flows.
  • a lean premix burner which has a conical film applicator with a smooth surface.
  • the film applicator is supplied by a fuel supply device which forms a continuous film by twisting the fuel.
  • the fuel is also applied to the outside of the film layer.
  • the associated air flow on the fuel side has the same spin as the fuel.
  • the cross sections of the annular air channels decrease to ensure acceleration of the fuel.
  • Another lean burn burner is previously known from EP 1 801 504 A2. This lean burn burner is internally graded.
  • the main burner is an airflow filer, the surface of which has a plurality of channels arranged in the flow direction to produce a plurality of narrow fuel streams to ensure homogeneity in the circumferential direction.
  • the invention has for its object to provide a lean burn burner of the type mentioned, which ensures optimum combustion with a simple design and safe operation over a large power range of the aircraft gas turbine engine.
  • the support burner has a central primary fuel channel and a surrounding annular secondary fuel channel, which are supplied with fuel independently of each other.
  • a lean burn burner has thus been provided in accordance with the present invention which ensures stable combustion of the fuel over a wide performance range of the aircraft gas turbine engine.
  • the support burner must be able to optimally atomize the fuel at low fuel mass flows (flow rates). This requires a separate fuel supply of the support burner with small amounts of fuel.
  • this is done by the centric primary fuel channel, which is connected to a fuel supply system (fuel pump, distribution channels and the like).
  • a fuel supply system fuel pump, distribution channels and the like.
  • it is necessary to ignite the main burner already at very low powers of the gas turbine engine, which may result in an insufficient fuel supply in the prior art, which can lead to unfavorable emission levels of the main burner.
  • This disadvantage has been overcome according to the invention in that different fuel supply systems are used, namely via the primary fuel channel and the secondary fuel channel.
  • a further disadvantage of the prior art is avoided in that a good ignition of the support burner can take place, while in the constructions known from the prior art can result in disadvantages in the ignition, since the support burner must be designed for a wide operating range.
  • the fuel pressure in the fuel system must be limited in order to operate the support burner in the start-up phase of the aircraft gas turbine engine.
  • a prior art support burner with larger fuel mass flows results in poor atomization in the ignition condition and at low load conditions. Therefore, in the systems known from the prior art compromises are required that partially preclude optimal operation. This situation is overcome by the solution according to the invention.
  • a total of three fuel circuits are provided, namely two fuel circuits for the support burner (primary fuel channel and secondary fuel channel) and a fuel circuit for the main burner.
  • the primary fuel system is used for the ignition and low load conditions of the aircraft gas turbine engine, while the secondary fuel system is used at higher load conditions.
  • the activation of the two fuel systems can be done according to the invention either actively, for example by electrical control or passively, for example by fuel pressure-dependent valves.
  • the invention results from the dual design of the support burner improved atomization and from this improved efficiency throughout the operating range.
  • the improved control of the combustion stoichiometry in the backup combustor zone results in a further reduction in exhaust emissions.
  • the secondary fuel supply is switched on at higher operating conditions (greater power of the aircraft gas turbine engine).
  • the secondary fuel system has a higher flow rate.
  • the larger mass flow in the secondary fuel system does not reduce the quality of the atomization of the fuel since the fuel mass flow is already relatively high when the secondary fuel system is switched on.
  • the air temperature and pressure are also high enough to ensure good secondary atomization.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a gas turbine engine according to the present invention
  • Fig. 2 is a schematic representation of the invention
  • Fig. 3 is a schematic representation of the combustion zones in the
  • FIG. 4 shows a detailed representation of a first embodiment of the lean burn burner according to the invention
  • FIG. 5 shows a modified embodiment of that shown in FIG. 4
  • Embodiment another embodiment of the lean burn burner according to the invention, another embodiment of the lean burn burner according to the invention, another embodiment of the lean burn burner according to the invention, another embodiment of the lean burn burner according to the invention, another embodiment of the lean burn burner according to the invention,
  • FIG. 9 is a detail view of FIG. 8,
  • Fig. 10 is a sectional view taken along the line A-A of Fig. 9 and
  • Fig. 1 1, 12 representations of possible operations of the support burner
  • the gas turbine engine 10 of FIG. 1 is an example of a turbomachine to which the invention may apply. However, it will be understood from the following that the invention can be used with other turbomachinery as well.
  • the engine 10 is formed in a conventional manner and comprises in the flow direction one behind the other an air inlet 1 1, a circulating in a housing fan 12, an intermediate pressure compressor 13, a high pressure compressor 14, combustion chambers 15, a high-pressure turbine 16, an intermediate-pressure turbine 17 and a low-pressure turbine 18 and an exhaust nozzle 19, all of which are arranged about a central engine axis 1.
  • the intermediate pressure compressor 13 and the high pressure compressor 14 each include a plurality of stages, each of which includes a circumferentially extending array of fixed stationary vanes 20, commonly referred to as stator vanes, that radially inwardly from the engine casing 21 in an annular flow passage through the compressors 13, 14 protrude.
  • the compressors further include an array of compressor blades 22 projecting radially outwardly from a rotatable drum or disc 26 coupled to hubs 27 of the high pressure turbine 16 and the intermediate pressure turbine 17, respectively.
  • the turbine sections 16, 17, 18 have similar stages, comprising an array of fixed vanes 23 projecting radially inward from the housing 21 into the annular flow passage through the turbines 16, 17, 18, and a downstream array of turbine blades 24 projecting outwardly from a rotatable hub 27.
  • the compressor drum or compressor disk 26 and the vanes 22 disposed thereon and the turbine rotor hub 27 and the turbine blades 24 disposed thereon rotate about the engine axis 1 during operation.
  • the reference numeral 28 shows an outlet cone.
  • FIG. 2 shows the basic structure of a lean burn burner according to the invention.
  • This comprises a centric supporting burner 29 and an annular main burner 30 surrounding it.
  • Centrally around the supporting burner 29 extends an annular air duct 33, which is bounded radially outwards by a flame stabilizer 34.
  • Radially outside an annular air passage 35 is provided.
  • each swirl generator 36 and 37 are arranged in the air channels 33 and 35.
  • the main burner 30 is arranged. This is surrounded by an annular air channel 38 with a swirl generator 39.
  • the reference numeral 40 shows an outer surface of the flame stabilizer 34.
  • the main burner 30 includes a film layer 41 having a Ring channel 42 for introducing fuel.
  • the air channel 38 is bounded by a bevelled ring 43.
  • the air for the secondary fuel of the support burner is passed through the annular air passage 33, while the air for the main burner is passed through the annular air passage 35.
  • the fuel system for the main burner is designed as a flow filer.
  • the fuel is atomized by the air supplied through the two annular air passages 35 and 38.
  • the supplied swirl generators 37 and 39 allow the supplied air (air passages 35 and 38) to rotate either in the same direction or in the opposite direction.
  • the fuel exits through the annular channel 42, the total flow then follows the outer film layer 41st
  • Fig. 2 shows an annular flame stabilizer 34 for the support zone, which has a V-shaped cross-sectional area.
  • the outer surface 40 of the flame stabilizer 34 supports flow along the fuel side of the main burner fuel atomizer.
  • the configuration and the angle of the outer surface 40 are chosen so that there is a constant reduction of the flow region along the air channel 35.
  • the radially outermost component is formed by the ring 43 with the chamfer.
  • the ring 43 supports the entire assembly and forms the transition to the combustion chamber 15.
  • the inner contour of the tapered ring 43 is formed so that it ensures a good flow of air on the outside of the film layer. As a result, the ignition properties of the burner are improved.
  • FIG. 3 shows the different flow fields which result in the construction shown in FIG.
  • combustion occurs in the zones described below:
  • a support flow 44 forms a jet which branches radially outwards.
  • a main flow 46 results in the formation of a centric recirculation flow 47 in which the support flow is trapped.
  • the recirculation flow 47 leads to a backflow against the flow direction to a stagnation point 45 at which the support flow 44 breaks off. This creates a stagnation zone at the stagnation point 45.
  • a flame stabilization zone 48 is formed as a result of the flow around the V-shaped flame stabilizer 34.
  • the support flow 44 moves radially outward.
  • the counter-swirl formed by the inner main swirler 36 results in a toroidal recirculation zone as indicated by reference numeral 48.
  • the main flow 46 is formed by the flows through the air passages 33 and 35.
  • the support burner it is possible to realize the dual design of the support burner by different constructions. It is possible to provide two concentric Druckdrallzerstäuber. It is also possible to provide a pressure swirl atomizer for the primary support function and a compressed air atomizer for the secondary support function. Alternatively, two concentric Druckdrallzerstäuber can be provided with a common outflow. Another variant consists of a primary pressure swirl atomizer and a secondary single jet atomizer. These different design variants will be described below.
  • the support burner 29 has a primary fuel channel 31, which is arranged centrally, and an annular secondary fuel channel 32.
  • an array of annular slots or recesses are provided as fuel swirlers 49.
  • the primary fuel passage 31 branches as shown in FIG. 4 and flows as a hollow cone jet through a circular outlet 50. The metering or point of greatest pressure drop can be provided either at the swirl generator 49 or at the outlet 50.
  • the number of fuel swirler slots or recesses may be between three and eight, depending on the desired flow rate.
  • the secondary fuel is swirled by an array of annular slots or recesses 51.
  • the number of slots or recesses may also be between three and eight.
  • the secondary fuel exits through an annular outlet 52.
  • the fuel will atomized and mixed with the swirling assist air flow passing through the axial swirl generator 36.
  • a portion of the support flame stabilizes downstream of the flame stabilizer 34.
  • the secondary fuel flow outlet may be formed as shown in FIG. 5 to permit selective separation of the fuel output between the primary and secondary fuel flows. This improves the control of the local stoichiometry.
  • Fig. 6 shows an embodiment with a Druckdrallzerstäuber as a primary support function and a Drucklessnesszerstäuber as a secondary support function.
  • the fuel is supplied through the central primary fuel passage 31 and the secondary annular fuel passage 32.
  • the primary fuel is swirled by an array of annular slots or recesses (fuel delivery system 49).
  • the number of slots or recesses may be between three and eight, depending on the desired fuel mass flow.
  • the primary fuel exits as a hollow cone jet through the outlet 50.
  • the metering or maximum pressure loss point may be at either the fuel rail 49 or outlet 50.
  • the secondary atomizer is designed as a compressed air atomizer.
  • the secondary fuel is twisted by an array of annular slits or recesses (fuel rail producer 51).
  • the number of swirler slots or recesses may be between three and eight, depending on the desired mass flow.
  • the secondary fuel exits through an annular outlet 52.
  • the secondary atomizer is designed as a compressed air atomizer and dimensioned such that a radially inner surface 53 forms the primary air channel 33.
  • the primary air can be supplied without swirl or using an axial swirl generator.
  • the secondary fuel is atomized and mixed with the two annular air flows, namely the radially inner air flow (air passage 33) and the radially outer air flow (air passage 54). A part of the support flame stabilizes downstream of the flame stabilizer 34.
  • two concentric pressure swirl atomizers with a common outlet 50 are provided.
  • the fuel is supplied through the central primary fuel passage 31 and through the annular secondary fuel passage 32.
  • the primary fuel is swirled using an array of annular slots or holes (fuel swirler 49).
  • the number of spin-producing slots or holes may be between three and eight, depending on the desired fuel mass.
  • the fuel exits as a hollow cone jet through the circular outlet 50.
  • the metering or maximum pressure drop point is at the fuel swirler 49 and not at the outlet 50.
  • the flow area of the outlet 50 is sized to be the metering or throttling point as the primary fuel stream and the secondary fuel stream flow out.
  • the secondary atomizer is a pressure swirl atomizer.
  • the secondary fuel is swirled by an array of annular slots or holes (fuel swirler 55).
  • the number of spin slots or holes may be between three and eight, depending on the desired fuel mass.
  • the secondary fuel also exits through the circular outlet 50 as a hollow cone jet. Both jets of fuel are atomized and mixed with the swirl air flow supplied by the axial swirl generator 36. A part of the support flame stabilizes downstream of the flame stabilizer 34.
  • Fig. 8 shows another embodiment in which a primary pressure swirl atomizer and a secondary single-jet atomizer are used.
  • the primary fuel is spun using an array of annular slits or swirl recesses, the number of which is between three and eight, depending on the desired mass flow of the fuel.
  • the primary fuel forms a hollow cone spray through the circular outlet 50.
  • the metering or point of highest pressure drop is at either the fuel swirler 49 or the outlet 50.
  • the secondary fuel is supplied as a single jet injection through an array of recesses 56. These recesses can either be arranged only radially, be formed with tangential orientation with axial orientation.
  • the number of recesses can vary between three and eight.
  • the primary fuel is radially outside the Secondary fuel arranged to cool the individual beam recesses 56. Both fuel streams are atomized and mixed with the twisted primary air flow supplied by the axial swirl generator 36. This is shown in detail in FIG. 9.
  • FIG. 10 shows an enlarged sectional view along the line AA
  • the secondary region of the support burner has the advantages of a compressed air atomizer, in particular with regard to the formation of soot.
  • the individual, discrete beams lead to a good atomization quality.
  • the radially outwardly directed individual rays lead to a higher beam penetration with increasing fuel flow.
  • the fuel assembly is moved radially outward. This leads to an improvement of the mixture formation.
  • FIGS. 1 and 12 show possible procedures for the operation of the two-stage support burner 29 according to the invention and of the main burner 30. In each case, the proportion of fuel over the engine load is shown.
  • the subdivision of the backup burner enables the supply of a primary fuel channel and a secondary fuel channel, so that the auxiliary burner can be operated at higher load conditions (60% and higher).
  • Good ignition characteristics and starting characteristics of the gas turbine are ensured by a rich fuel supply in the first stage of the auxiliary burner (fuel supply through the primary fuel channel).
  • Leaner combustion through the secondary stage of the backup burner results in improved emissions performance at higher load conditions of the gas turbine engine.
  • the main burner can be switched on only when a higher load condition is reached, whereby its efficiency is improved.
  • FIG. 11 shows a first option in which the first stage of the support burner 29 (supplied by the primary fuel passage 31) is used for ignition and start up to about 20% load of the gas engine. This leads to a fat stable flame.
  • both areas of the support burner 29 are used (fuel supply through the primary fuel passage 31 and the secondary fuel passage 32). This level ranges between about 20% and about 60% load.
  • the result is a rich flame from the first stage of the support burner (primary fuel channel) and a lean flame from the second stage of the support burner (secondary fuel channel).
  • the first stage of the support burner 29 and the main burner 30 are put into operation.
  • FIG. 12 shows in the third area the additional use of the second stage of the supporting burner (secondary fuel channel) together with the main burner.
  • Pilot 1 refers to the first stage of the support burner 29 with fuel supply through the primary fuel passage 31
  • Pilot 2 refers to the second stage of the support burner 29
  • Fuel supply through the secondary fuel channel, the main stage refers to the main burner.

Abstract

The invention relates to a lean premix burner of an aircraft gas turbine engine, comprising a centrally arranged support burner (29) and a main burner (30) that annularly surrounds the support burner, characterized in that the support burner (29) has a primary fuel channel (31) and a secondary fuel channel (32), which fuel channels can be supplied with fuel independently of each other.

Description

Magervormischbrenner eines Fluggasturbinentriebwerks  Magervormian burner of an aircraft gas turbine engine
Beschreibung description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Magervormischbrenner eines Fluggasturbinentriebwerks mit einem zentrisch angeordneten Stützbrenner und einem diesen ringartig umgebenden Hauptbrenner. The invention relates to a lean burn burner of an aircraft gas turbine engine with a centrally arranged support burner and a torch surrounding this annular main burner.
Es ist bekannt, bei Magervormischbrennern zwei Brennstoffzerstäuber zu verwenden, nämlich einen Stützbrenner und einen Hauptbrenner. Der Stützbrenner ist zentrisch in dem Hauptbrenner angeordnet. Der Stützbrenner ist dabei üblicherweise als Druckdrallzerstäuber ausgebildet. Der Magervormischbrenner umfasst dabei zwei Brennstoffleitungen, um den Stützbrenner und den Hauptbrenner zu versorgen. Im Betrieb wird der Stützbrenner zum Zünden des Fluggasturbinentriebwerks und bei niedrigen Lastbedingungen verwendet, während der Hauptbrenner bei Teillast in Betrieb genommen wird und bis zur Maximallast im Einsatz ist. Der Stützbrenner ist dabei für den Zündvorgang sowie für eine stabile Verbrennung während der Startphase des Triebwerks ausgebildet. Das erfordert eine relativ kleine Durchflusszahl im Fall des Druckdrallzerstäubers. Dies steht im Widerspruch zu der Notwendigkeit, den Stützbrenner für einen größeren Betriebsbereich bis zum Übergang zu großen Brennstoff-Massenströmen zu verwenden. Aus der EP 2 051 010 A1 ist ein Magervormischbrenner bekannt, welcher einen konischen Filmleger mit einer glatten Oberfläche aufweist. Der Filmleger wird durch eine Brennstoffzuführvorrichtung versorgt, welche durch Verdrallen des Brennstoffs einen kontinuierlichen Film ausbildet. Dabei wird der Brennstoff auch an der Außenseite des Filmlegers aufgebracht. Die zugehörige Luftströmung an der Brennstoffseite weist den gleichen Drall auf wie der Brennstoff. Die Querschnitte der ringförmigen Luftkanäle nehmen ab, um eine Beschleunigung des Brennstoffs sicherzustellen. Ein weiterer Magervormischbrenner ist aus der EP 1 801 504 A2 vorbekannt. Dieser Magervormischbrenner ist intern abgestuft. Der Hauptbrenner ist ein Luftströmungsfilmleger, dessen Oberfläche eine Vielzahl von in Strömungsrichtung angeordneten Kanälen aufweist, um eine Vielzahl von schmalen Brennstoffströmen zu erzeugen, um eine Homogenität in Umfangsrichtung sicherzustellen. It is known to use two fuel atomizers in lean burn burners, namely a support burner and a main burner. The support burner is arranged centrally in the main burner. The support burner is usually designed as Druckdrallzerstäuber. The lean burn burner includes two fuel lines to supply the support burner and the main burner. In operation, the backup burner is used to ignite the aircraft gas turbine engine and at low load conditions, while the main burner is operated at partial load and is used up to maximum load. The support burner is designed for the ignition process and for a stable combustion during the starting phase of the engine. This requires a relatively small flow rate in the case of the pressure swirl atomizer. This is in contrast to the need to use the support burner for a larger operating range until the transition to large fuel mass flows. From EP 2 051 010 A1 a lean premix burner is known, which has a conical film applicator with a smooth surface. The film applicator is supplied by a fuel supply device which forms a continuous film by twisting the fuel. The fuel is also applied to the outside of the film layer. The associated air flow on the fuel side has the same spin as the fuel. The cross sections of the annular air channels decrease to ensure acceleration of the fuel. Another lean burn burner is previously known from EP 1 801 504 A2. This lean burn burner is internally graded. The main burner is an airflow filer, the surface of which has a plurality of channels arranged in the flow direction to produce a plurality of narrow fuel streams to ensure homogeneity in the circumferential direction.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Magervormischbrenner der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher bei einfachem Aufbau und sicherer Betriebsweise über einen großen Leistungsbereich des Fluggasturbinentriebwerks eine optimale Verbrennung gewährleistet. The invention has for its object to provide a lean burn burner of the type mentioned, which ensures optimum combustion with a simple design and safe operation over a large power range of the aircraft gas turbine engine.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmalskombination des Anspruchs 1 gelöst, die Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung. Erfindungsgemäß ist somit vorgesehen, dass der Stützbrenner einen zentrischen Primärbrennstoffkanal und einen diesen umgebenden ringförmigen Sekundärbrennstoffkanal aufweist, welche unabhängig voneinander mit Brennstoff versorgbar sind. Im Gegensatz zu den sich aus dem Stand der Technik ergebenden Nachteilen und bei Überwindung derselben ist erfindungsgemäß somit ein Magervormischbrenner geschaffen worden, welcher eine stabile Verbrennung des Brennstoffs über einen weiten Leistungsbereich des Fluggasturbinentriebwerks sicherstellt. Um eine gute Zündung der Brennkammer sicherzustellen, muss der Stützbrenner in der Lage sein, den Brennstoff bei niedrigen Brennstoffmassenströmen (Strömungsraten) optimal zu zerstäuben. Dies erfordert eine separate Brennstoffversorgung des Stützbrenners mit geringen Brennstoffmengen. Erfindungsgemäß erfolgt dies durch den zentrischen Primärbrennstoffkanal, welcher mit einem Brennstoffversorgungssystem (Brennstoffpumpe, Verteilungskanäle und Ähnliches) verbunden ist. Im Gegensatz hierzu ist es bei den aus dem Stand der Technik bekannten Konstruktionen erforderlich, den Hauptbrenner bereits bei sehr niedrigen Leistungen des Gasturbinentriebwerks zu zünden, woraus sich im Stand der Technik eine ungenügende Brennstoffversorgung ergeben kann, welche zu ungünstigen Emissionswerten des Hauptbrenners führen kann. Dieser Nachteil ist erfindungsgemäß dadurch überwunden worden, dass unterschiedliche Brennstoffversorgungssysteme zum Einsatz gelangen, nämlich über den Primärbrennstoffkanal und den Sekundärbrennstoffkanal. According to the invention the object is achieved by the combination of features of claim 1, the dependent claims show further advantageous embodiments of the invention. According to the invention it is thus provided that the support burner has a central primary fuel channel and a surrounding annular secondary fuel channel, which are supplied with fuel independently of each other. In contrast to the prior art drawbacks and overcoming the same, a lean burn burner has thus been provided in accordance with the present invention which ensures stable combustion of the fuel over a wide performance range of the aircraft gas turbine engine. To ensure good ignition of the combustion chamber, the support burner must be able to optimally atomize the fuel at low fuel mass flows (flow rates). This requires a separate fuel supply of the support burner with small amounts of fuel. According to the invention this is done by the centric primary fuel channel, which is connected to a fuel supply system (fuel pump, distribution channels and the like). In contrast, in the constructions known from the prior art, it is necessary to ignite the main burner already at very low powers of the gas turbine engine, which may result in an insufficient fuel supply in the prior art, which can lead to unfavorable emission levels of the main burner. This disadvantage has been overcome according to the invention in that different fuel supply systems are used, namely via the primary fuel channel and the secondary fuel channel.
Erfindungsgemäß wird ein weiterer Nachteil des Standes der Technik dadurch vermieden, dass eine gute Zündung des Stützbrenners erfolgen kann, während sich bei den aus dem Stand der Technik bekannten Konstruktionen Nachteile bei der Zündung ergeben können, da der Stützbrenner für einen weiten Betriebsbereich ausgelegt sein muss. Bei den bekannten Konstruktionen muss der Brennstoffdruck in dem Brennstoffsystem begrenzt werden, um den Stützbrenner in der Startphase des Fluggasturbinentriebwerks betreiben zu können. Ein aus dem Stand der Technik bekannter Stützbrenner mit größeren Brennstoffmassenströmungen resultiert in einer schlechten Zerstäubung bei der Zündbedingung und bei niedrigen Lastzuständen. Deshalb sind bei den aus dem Stand der Technik bekannten Systemen Kompromisse erforderlich, die einen optimalen Betrieb teilweise ausschließen. Diese Situation wird durch die erfindungsgemäße Lösung überwunden. According to the invention, a further disadvantage of the prior art is avoided in that a good ignition of the support burner can take place, while in the constructions known from the prior art can result in disadvantages in the ignition, since the support burner must be designed for a wide operating range. In the known designs, the fuel pressure in the fuel system must be limited in order to operate the support burner in the start-up phase of the aircraft gas turbine engine. A prior art support burner with larger fuel mass flows results in poor atomization in the ignition condition and at low load conditions. Therefore, in the systems known from the prior art compromises are required that partially preclude optimal operation. This situation is overcome by the solution according to the invention.
Weiterhin ist es erfindungsgemäß möglich, den Brennstoff nicht nur in geeigneter Weise zu zerstäuben, sondern auch optimal in die Brennkammer einzuleiten. Hierdurch ergeben sich, im Vergleich zum Stand der Technik, erfindungsgemäß erheblich verbesserte Emissionswerte. Erfindungsgemäß sind somit insgesamt drei Brennstoffkreisläufe vorgesehen, nämlich zwei Brennstoffkreisläufe für den Stützbrenner (Primärbrennstoffkanal und Sekundärbrennstoffkanal) und ein Brennstoffkreislauf für den Hauptbrenner. Das Primärbrennstoffsystem wird für die Zündung und niedrige Lastbedingungen des Fluggasturbinentriebwerks verwendet, während das Sekundärbrennstoffsystem bei höheren Lastzuständen zum Einsatz kommt. Die Aktivierung der beiden Brennstoffsysteme kann erfindungsgemäß entweder aktiv z.B. durch elektrische Ansteuerung oder passiv z.B. durch Brennstoffdruckabhängige Ventile erfolgen. Erfindungsgemäß ergibt sich durch die duale Ausgestaltung des Stützbrenners eine verbesserte Zerstäubung und daraus ein verbesserter Wirkungsgrad gesamten Betriebsbereich. Die verbesserte Kontrolle der Verbrennungsstöchiometrie in der Stützbrennerzone führt zu einer weiteren Absenkung der Abgasemissionen. Furthermore, it is possible according to the invention not only to atomize the fuel in a suitable manner, but also to initiate optimally in the combustion chamber. This results in considerably improved emission values according to the invention compared with the prior art. According to the invention thus a total of three fuel circuits are provided, namely two fuel circuits for the support burner (primary fuel channel and secondary fuel channel) and a fuel circuit for the main burner. The primary fuel system is used for the ignition and low load conditions of the aircraft gas turbine engine, while the secondary fuel system is used at higher load conditions. The activation of the two fuel systems can be done according to the invention either actively, for example by electrical control or passively, for example by fuel pressure-dependent valves. According to the invention results from the dual design of the support burner improved atomization and from this improved efficiency throughout the operating range. The improved control of the combustion stoichiometry in the backup combustor zone results in a further reduction in exhaust emissions.
Während die Primärbrennstoffversorgung zu einer guten Zerstäubung bei niedrigen Strömungsraten des Brennstoffs und einer guten Zündung beiträgt, wird die Sekundärbrennstoffversorgung bei höheren Betriebsbedingungen (größere Leistung des Fluggasturbinentriebwerks) zugeschaltet. Das Sekundärbrennstoffsystem weist eine höhere Strömungsrate auf. Hierdurch wird die Möglichkeit geschaffen, den Stützbrenner auch bei höheren Betriebsbedingungen des Fluggasturbinentriebwerks zu betreiben, ohne dass der Brennstoffdruck in dem Brennstoffsystem die vorgegebenen Grenzen überschreitet. Der größere Massenstrom in dem Sekundärbrennstoffsystem reduziert nicht die Qualität der Zerstäubung des Brennstoffs, da der Brennstoffmassenstrom bereits relativ hoch ist, wenn das Sekundärbrennstoffsystem zugeschaltet wird. Dabei sind die Lufttemperatur und der Luftdruck ebenfalls groß genug, um eine gute Sekundärzerstäubung sicherzustellen. While the primary fuel supply contributes to good atomization at low fuel flow rates and good ignition, the secondary fuel supply is switched on at higher operating conditions (greater power of the aircraft gas turbine engine). The secondary fuel system has a higher flow rate. As a result, the possibility is created to operate the support burner even at higher operating conditions of the aircraft gas turbine engine, without the fuel pressure in the fuel system exceeds the predetermined limits. The larger mass flow in the secondary fuel system does not reduce the quality of the atomization of the fuel since the fuel mass flow is already relatively high when the secondary fuel system is switched on. The air temperature and pressure are also high enough to ensure good secondary atomization.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt: In the following the invention will be described by means of embodiments in conjunction with the drawing. Showing:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Gasturbinentriebwerks gemäß der vorliegenden Erfindung, Fig. 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen1 is a schematic representation of a gas turbine engine according to the present invention, Fig. 2 is a schematic representation of the invention
Magervormischbrenners, Magervormischbrenners,
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Verbrennungszonen in der Fig. 3 is a schematic representation of the combustion zones in the
Brennkammer mit dem in Fig. 2 gezeigten Magervormischbrenner,  Combustion chamber with the lean burn burner shown in FIG. 2,
Fig. 4 eine Detaildarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Magervormischbrenners, Fig. 5 eine modifizierte Ausgestaltung des in Fig. 4 gezeigten 4 shows a detailed representation of a first embodiment of the lean burn burner according to the invention, FIG. 5 shows a modified embodiment of that shown in FIG. 4
Ausführungsbeispiels, ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Magervormischbrenners, ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Magervormischbrenners, ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Magervormischbrenners,  Embodiment, another embodiment of the lean burn burner according to the invention, another embodiment of the lean burn burner according to the invention, another embodiment of the lean burn burner according to the invention,
Fig. 9 Detailansicht gemäß Fig. 8, 9 is a detail view of FIG. 8,
Fig. 10 eine Schnittansicht längs der Linie A-A von Fig. 9 und Fig. 10 is a sectional view taken along the line A-A of Fig. 9 and
Fig. 1 1 , 12 Darstellungen von möglichen Betriebsabläufen des Stützbrenners und des Fig. 1 1, 12 representations of possible operations of the support burner and the
Hauptbrenners.  Main burner.
Das Gasturbinentriebwerk 10 gemäß Fig. 1 ist ein Beispiel einer Turbomaschine, bei der die Erfindung Anwendung finden kann. Aus dem Folgenden wird jedoch klar, dass die Erfindung auch bei anderen Turbomaschinen verwendet werden kann. Das Triebwerk 10 ist in herkömmlicher Weise ausgebildet und umfasst in Strömungsrichtung hintereinander einen Lufteinlass 1 1 , einen in einem Gehäuse umlaufenden Fan 12, einen Zwischendruckkompressor 13, einen Hochdruckkompressor 14, Brennkammern 15, eine Hochdruckturbine 16, eine Zwischendruckturbine 17 und eine Niederdruckturbine 18 sowie eine Abgasdüse 19, die sämtlich um eine zentrale Triebwerksachse 1 angeordnet sind. Der Zwischendruckkompressor 13 und der Hochdruckkompressor 14 umfassen jeweils mehrere Stufen, von denen jede eine in Umfangsrichtung verlaufende Anordnung fester stationärer Leitschaufeln 20 aufweist, die allgemein als Statorschaufeln bezeichnet werden und die radial nach innen vom Triebwerksgehäuse 21 in einem ringförmigen Strömungskanal durch die Kompressoren 13, 14 vorstehen. Die Kompressoren weisen weiter eine Anordnung von Kompressorlaufschaufeln 22 auf, die radial nach außen von einer drehbaren Trommel oder Scheibe 26 vorstehen, die mit Naben 27 der Hochdruckturbine 16 bzw. der Zwischendruckturbine 17 gekoppelt sind. The gas turbine engine 10 of FIG. 1 is an example of a turbomachine to which the invention may apply. However, it will be understood from the following that the invention can be used with other turbomachinery as well. The engine 10 is formed in a conventional manner and comprises in the flow direction one behind the other an air inlet 1 1, a circulating in a housing fan 12, an intermediate pressure compressor 13, a high pressure compressor 14, combustion chambers 15, a high-pressure turbine 16, an intermediate-pressure turbine 17 and a low-pressure turbine 18 and an exhaust nozzle 19, all of which are arranged about a central engine axis 1. The intermediate pressure compressor 13 and the high pressure compressor 14 each include a plurality of stages, each of which includes a circumferentially extending array of fixed stationary vanes 20, commonly referred to as stator vanes, that radially inwardly from the engine casing 21 in an annular flow passage through the compressors 13, 14 protrude. The compressors further include an array of compressor blades 22 projecting radially outwardly from a rotatable drum or disc 26 coupled to hubs 27 of the high pressure turbine 16 and the intermediate pressure turbine 17, respectively.
Die Turbinenabschnitte 16, 17, 18 weisen ähnliche Stufen auf, umfassend eine Anordnung von festen Leitschaufeln 23, die radial nach innen vom Gehäuse 21 in den ringförmigen Strömungskanal durch die Turbinen 16, 17, 18 vorstehen, und eine nachfolgende Anordnung von Turbinenschaufeln 24, die nach außen von einer drehbaren Nabe 27 vorstehen. Die Kompressortrommel oder Kompressorscheibe 26 und die darauf angeordneten Schaufeln 22 sowie die Turbinenrotornabe 27 und die darauf angeordneten Turbinenlaufschaufeln 24 drehen sich im Betrieb um die Triebwerksachse 1 . Das Bezugszeichen 28 zeigt einen Auslasskonus. The turbine sections 16, 17, 18 have similar stages, comprising an array of fixed vanes 23 projecting radially inward from the housing 21 into the annular flow passage through the turbines 16, 17, 18, and a downstream array of turbine blades 24 projecting outwardly from a rotatable hub 27. The compressor drum or compressor disk 26 and the vanes 22 disposed thereon and the turbine rotor hub 27 and the turbine blades 24 disposed thereon rotate about the engine axis 1 during operation. The reference numeral 28 shows an outlet cone.
Die Fig. 2 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemäßen Magervormischbrenners. Dieser umfasst einen zentrischen Stützbrenner 29 sowie einen diesen umgebenden ringförmigen Hauptbrenner 30. Zentrisch um den Stützbrenner 29 erstreckt sich ein ringförmiger Luftkanal 33, welcher radial nach außen durch einen Flammenstabilisator 34 begrenzt wird. Radial außerhalb ist ein ringförmiger Luftkanal 35 vorgesehen. In den Luftkanälen 33 und 35 sind jeweils Drallerzeuger 36 bzw. 37 angeordnet. 2 shows the basic structure of a lean burn burner according to the invention. This comprises a centric supporting burner 29 and an annular main burner 30 surrounding it. Centrally around the supporting burner 29 extends an annular air duct 33, which is bounded radially outwards by a flame stabilizer 34. Radially outside an annular air passage 35 is provided. In the air channels 33 and 35 each swirl generator 36 and 37 are arranged.
Konzentrisch zu der beschriebenen Anordnung ist, wie erwähnt, der Hauptbrenner 30 angeordnet. Dieser wird von einem ringförmigen Luftkanal 38 mit einem Drallerzeuger 39 umgeben. Das Bezugszeichen 40 zeigt eine äußere Fläche des Flammenstabilisators 34. Der Hauptbrenner 30 umfasst einen Filmleger 41 mit einem Ringkanal 42 zur Einbringung von Brennstoff. Der Luftkanal 38 wird durch einen abgeschrägten Ring 43 begrenzt. Concentric with the arrangement described, as mentioned, the main burner 30 is arranged. This is surrounded by an annular air channel 38 with a swirl generator 39. The reference numeral 40 shows an outer surface of the flame stabilizer 34. The main burner 30 includes a film layer 41 having a Ring channel 42 for introducing fuel. The air channel 38 is bounded by a bevelled ring 43.
Die Luft für den Sekundärbrennstoff des Stützbrenners wird durch den ringförmigen Luftkanal 33 durchgeleitet, während die Luft für den Hauptbrenner durch den ringförmigen Luftkanal 35 geführt wird. The air for the secondary fuel of the support burner is passed through the annular air passage 33, while the air for the main burner is passed through the annular air passage 35.
Das Brennstoffsystem für den Hauptbrenner ist als Strömungsfilmleger ausgebildet. Der Brennstoff wird durch die Luft zerstäubt, welche durch die zwei ringförmigen Luftkanäle 35 und 38 zugeführt wird. Durch die vorgesehenen Drallerzeuger 37 und 39 kann die zugeführte Luft (Luftkanäle 35 und 38) entweder in gleicher Richtung rotieren oder in entgegengesetzter Richtung. Der Brennstoff tritt durch den Ringkanal 42 aus, die Gesamtströmung folgt dann dem äußeren Filmleger 41 . The fuel system for the main burner is designed as a flow filer. The fuel is atomized by the air supplied through the two annular air passages 35 and 38. The supplied swirl generators 37 and 39 allow the supplied air (air passages 35 and 38) to rotate either in the same direction or in the opposite direction. The fuel exits through the annular channel 42, the total flow then follows the outer film layer 41st
Die Fig. 2 zeigt einen ringförmigen Flammenstabilisator 34 für die Stützzone, welcher einen V-förmigen Querschnittsbereich aufweist. Die äußere Fläche 40 des Flammenstabilisators 34 unterstützt eine Strömung längs der Brennstoffseite des Hauptbrenner-Brennstoff-Zerstäubers. Die Ausgestaltung sowie der Winkel der äußeren Fläche 40 sind so gewählt, dass sich eine konstante Reduktion des Strömungsbereichs längs des Luftkanals 35 ergibt. Die radial äußerste Komponente wird durch den Ring 43 mit der Abschrägung gebildet. Der Ring 43 lagert die gesamte Anordnung und bildet den Übergang zur Brennkammer 15. Die innere Kontur des abgeschrägten Rings 43 ist so ausgebildet, dass sie eine gute Luftströmung an der Außenseite des Filmlegers gewährleistet. Hierdurch werden die Zündeigenschaften des Brenners verbessert. Fig. 2 shows an annular flame stabilizer 34 for the support zone, which has a V-shaped cross-sectional area. The outer surface 40 of the flame stabilizer 34 supports flow along the fuel side of the main burner fuel atomizer. The configuration and the angle of the outer surface 40 are chosen so that there is a constant reduction of the flow region along the air channel 35. The radially outermost component is formed by the ring 43 with the chamfer. The ring 43 supports the entire assembly and forms the transition to the combustion chamber 15. The inner contour of the tapered ring 43 is formed so that it ensures a good flow of air on the outside of the film layer. As a result, the ignition properties of the burner are improved.
Die Fig. 3 zeigt die unterschiedlichen Strömungsfelder, welche sich bei der in Fig. 2 gezeigten Konstruktion ergeben. Dabei tritt in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen eine Verbrennung in den nachfolgend beschriebenen Zonen auf: Eine Stützströmung 44 bildet einen Strahl aus, welcher sich radial nach außen verzweigt. Eine Hauptströmung 46 führt zur Ausbildung einer zentrischen Rezirkulationsströmung 47, in welche die Stützströmung eingeschlossen ist. Die Rezirkulationsströmung 47 führt zu einer Rückströmung gegen die Strömungsrichtung zu einem Stagnationspunkt 45, an welchem die Stützströmung 44 abbricht. Hierdurch bildet sich eine Stagnationszone am Stagnationspunkt 45. FIG. 3 shows the different flow fields which result in the construction shown in FIG. In this case, depending on the operating conditions, combustion occurs in the zones described below: A support flow 44 forms a jet which branches radially outwards. A main flow 46 results in the formation of a centric recirculation flow 47 in which the support flow is trapped. The recirculation flow 47 leads to a backflow against the flow direction to a stagnation point 45 at which the support flow 44 breaks off. This creates a stagnation zone at the stagnation point 45.
Weiterhin bildet sich eine Flammenstabilisierungszone 48 als Folge der Umströmung des V-förmigen Flammenstabilisators 34. Die Stützströmung 44 bewegt sich radial nach außen. Durch den Gegendrall, welcher durch den inneren Hauptdrallerzeuger 36 ausgebildet wird, ergibt sich eine toroidale Rezirkulationszone, wie durch das Bezugszeichen 48 dargestellt. Die Hauptströmung 46 wird durch die Strömungen durch die Luftkanäle 33 und 35 gebildet. Furthermore, a flame stabilization zone 48 is formed as a result of the flow around the V-shaped flame stabilizer 34. The support flow 44 moves radially outward. The counter-swirl formed by the inner main swirler 36 results in a toroidal recirculation zone as indicated by reference numeral 48. The main flow 46 is formed by the flows through the air passages 33 and 35.
Erfindungsgemäß ist es möglich, die duale Ausgestaltung des Stützbrenners durch unterschiedliche Konstruktionen zu verwirklichen. Dabei ist es möglich, zwei konzentrische Druckdrallzerstäuber vorzusehen. Es ist auch möglich, einen Druckdrallzerstäuber für die Primärstützfunktion und einen Druckluftzerstäuber für die Sekundärstützfunktion vorzusehen. Alternativ hierzu können auch zwei konzentrische Druckdrallzerstäuber mit einem gemeinsamen Ausströmbereich vorgesehen sein. Eine weitere Variante besteht in einem primären Druckdrallzerstäuber und einem sekundären Einzelstrahlenzerstäuber. Diese unterschiedlichen Ausgestaltungsvarianten werden nachfolgend beschrieben. According to the invention, it is possible to realize the dual design of the support burner by different constructions. It is possible to provide two concentric Druckdrallzerstäuber. It is also possible to provide a pressure swirl atomizer for the primary support function and a compressed air atomizer for the secondary support function. Alternatively, two concentric Druckdrallzerstäuber can be provided with a common outflow. Another variant consists of a primary pressure swirl atomizer and a secondary single jet atomizer. These different design variants will be described below.
Die Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit zwei konzentrischen Druckdrallzerstäubern. Der Stützbrenner 29 weist einen Primärbrennstoffkanal 31 , welcher zentrisch angeordnet ist, sowie einen ringförmigen Sekundärbrennstoffkanal 32 auf. In dem Primärbrennstoffkanal 31 sind eine Anordnung von ringförmigen Schlitzen oder Ausnehmungen als Brennstoffdrallerzeuger 49 vorgesehen. Der Primärbrennstoffkanal 31 verzweigt sich, wie in Fig. 4 dargestellt, und mündet als hohler Konusstrahl durch einen kreisförmigen Auslass 50. Die Zumessung oder der Punkt des größten Druckabfalls kann entweder an dem Drallerzeuger 49 oder an dem Auslass 50 vorgesehen sein. Die Anzahl an Brennstoffdrallerzeuger-Schlitzen oder Ausnehmungen kann zwischen drei und acht betragen, abhängig von der gewünschten Strömungsmenge. Der Sekundärbrennstoff wird durch eine Anordnung von ringförmigen Schlitzen oder Ausnehmungen 51 mit Drall beaufschlagt. Die Anzahl der Schlitze oder Ausnehmungen kann ebenfalls zwischen drei und acht betragen. Der Sekundärbrennstoff tritt durch einen ringförmigen Auslass 52 aus. Der Brennstoff wird zerstäubt und mit der mit Drall beaufschlagten Stützluftströmung gemischt, welche durch den axialen Drallerzeuger 36 strömt. Ein Teil der Stützflamme stabilisiert sich stromab des Flammenstabilisators 34. Der Auslass der Sekundärbrennstoffströmung kann wie in Fig. 5 dargestellt, ausgebildet werden, um eine gezielte Trennung der Brennstoffausbringung zwischen den Primär- und Sekundärbrennstoffströmungen zu ermöglichen. Hierdurch wird die Kontrolle der lokalen Stöchiometrie verbessert. Die Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einem Druckdrallzerstäuber als Primärstützfunktion und einem Druckluftzerstäuber als Sekundärstützfunktion. Der Brennstoff wird durch den zentrischen Primärbrennstoffkanal 31 sowie den ringförmigen Sekundärbrennstoffkanal 32 zugeführt. Der Primärbrennstoff wird durch eine Anordnung von ringförmigen Schlitzen oder Ausnehmungen (Brennstoffdrailerzeuger 49) mit Drall beaufschlagt. Die Anzahl der Schlitze oder Ausnehmungen kann zwischen drei und acht betragen, abhängig von dem gewünschten Brennstoffmassenstrom. Der Primärbrennstoff tritt als hohler Konusstrahl durch den Auslass 50 aus. Die Zumessung oder der Punkt des höchsten Druckverlustes kann entweder an dem Brennstoffdrailerzeuger 49 oder an dem Auslass 50 vorliegen. 4 shows an embodiment with two concentric pressure swirl atomizers. The support burner 29 has a primary fuel channel 31, which is arranged centrally, and an annular secondary fuel channel 32. In the primary fuel passage 31, an array of annular slots or recesses are provided as fuel swirlers 49. The primary fuel passage 31 branches as shown in FIG. 4 and flows as a hollow cone jet through a circular outlet 50. The metering or point of greatest pressure drop can be provided either at the swirl generator 49 or at the outlet 50. The number of fuel swirler slots or recesses may be between three and eight, depending on the desired flow rate. The secondary fuel is swirled by an array of annular slots or recesses 51. The number of slots or recesses may also be between three and eight. The secondary fuel exits through an annular outlet 52. The fuel will atomized and mixed with the swirling assist air flow passing through the axial swirl generator 36. A portion of the support flame stabilizes downstream of the flame stabilizer 34. The secondary fuel flow outlet may be formed as shown in FIG. 5 to permit selective separation of the fuel output between the primary and secondary fuel flows. This improves the control of the local stoichiometry. Fig. 6 shows an embodiment with a Druckdrallzerstäuber as a primary support function and a Druckluftzerstäuber as a secondary support function. The fuel is supplied through the central primary fuel passage 31 and the secondary annular fuel passage 32. The primary fuel is swirled by an array of annular slots or recesses (fuel delivery system 49). The number of slots or recesses may be between three and eight, depending on the desired fuel mass flow. The primary fuel exits as a hollow cone jet through the outlet 50. The metering or maximum pressure loss point may be at either the fuel rail 49 or outlet 50.
Der Sekundärzerstäuber ist als Druckluftzerstäuber ausgebildet. Der Sekundärbrennstoff wird durch eine Anordnung von ringförmigen Schlitzen oder Ausnehmungen verdrallt (Brennstoffdrailerzeuger 51 ). Die Anzahl der Drallerzeugerschlitze oder Ausnehmungen kann zwischen drei und acht betragen, abhängig von dem gewünschten Massenstrom. Der Sekundärbrennstoff tritt durch einen ringförmigen Auslass 52 aus. Der Sekundärzerstäuber ist als Druckluftzerstäuber ausgebildet und so bemessen, dass eine radial innere Oberfläche 53 den Primärluftkanal 33 bildet. Die Primärluft kann ohne Drall oder unter Verwendung eines axialen Drallerzeugers zugeführt werden. Der Sekundärbrennstoff wird zerstäubt und mit den beiden ringförmigen Luftströmungen gemischt, nämlich die radial innere Luftströmung (Luftkanal 33) und die radial äußere Luftströmung (Luftkanal 54). Ein Teil der Stützflamme stabilisiert sich stromab des Flammenstabilisators 34. Bei dem in Fig. 7 gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei konzentrische Druckdrallzerstäuber mit einem gemeinsamen Auslass 50 vorgesehen. Der Brennstoff wird durch den zentralen Primärbrennstoffkanal 31 sowie durch den ringförmigen Sekundärbrennstoffkanal 32 zugeführt. Der Primärkraftstoff wird unter Verwendung einer Anordnung von ringförmigen Schlitzen oder Löchern in Drall versetzt (Brennstoffdrallerzeuger 49). Die Anzahl der Drall erzeugenden Schlitze oder Löcher kann zwischen drei und acht betragen, abhängig von der gewünschten Brennstoffmasse. Der Brennstoff tritt als hohler Konusstrahl durch den kreisförmigen Auslass 50 aus. Die Zumessung oder der Punkt des höchsten Druckabfalls liegt am Brennstoffdrallerzeuger 49 und nicht am Auslass 50. Die Strömungsfläche des Auslasses 50 ist so bemessen, dass sie der Zumess- oder Drosselpunkt ist, wenn der Primärbrennstoffstrom und der Sekundärbrennstoffstrom ausströmen. The secondary atomizer is designed as a compressed air atomizer. The secondary fuel is twisted by an array of annular slits or recesses (fuel rail producer 51). The number of swirler slots or recesses may be between three and eight, depending on the desired mass flow. The secondary fuel exits through an annular outlet 52. The secondary atomizer is designed as a compressed air atomizer and dimensioned such that a radially inner surface 53 forms the primary air channel 33. The primary air can be supplied without swirl or using an axial swirl generator. The secondary fuel is atomized and mixed with the two annular air flows, namely the radially inner air flow (air passage 33) and the radially outer air flow (air passage 54). A part of the support flame stabilizes downstream of the flame stabilizer 34. In the embodiment shown in FIG. 7, two concentric pressure swirl atomizers with a common outlet 50 are provided. The fuel is supplied through the central primary fuel passage 31 and through the annular secondary fuel passage 32. The primary fuel is swirled using an array of annular slots or holes (fuel swirler 49). The number of spin-producing slots or holes may be between three and eight, depending on the desired fuel mass. The fuel exits as a hollow cone jet through the circular outlet 50. The metering or maximum pressure drop point is at the fuel swirler 49 and not at the outlet 50. The flow area of the outlet 50 is sized to be the metering or throttling point as the primary fuel stream and the secondary fuel stream flow out.
Der Sekundärzerstäuber ist ein Druckdrallzerstäuber. Der Sekundärbrennstoff wird durch eine Anordnung von ringförmigen Schlitzen oder Löchern mit Drall versetzt (Brennstoffdrallerzeuger 55). Die Anzahl der Drallschlitze oder Löcher kann zwischen drei und acht sein, abhängig von der gewünschten Brennstoffmasse. Der Sekundärbrennstoff tritt auch durch den kreisförmigen Auslass 50 als hohler Konusstrahl aus. Beide Strahlen von Brennstoff werden zerstäubt und mit der Drallluftströmung vermischt, welche durch den axialen Drallerzeuger 36 zugeführt wird. Ein Teil der Stützflamme stabilisiert sich stromab des Flammenstabilisators 34. The secondary atomizer is a pressure swirl atomizer. The secondary fuel is swirled by an array of annular slots or holes (fuel swirler 55). The number of spin slots or holes may be between three and eight, depending on the desired fuel mass. The secondary fuel also exits through the circular outlet 50 as a hollow cone jet. Both jets of fuel are atomized and mixed with the swirl air flow supplied by the axial swirl generator 36. A part of the support flame stabilizes downstream of the flame stabilizer 34.
Die Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei welchem ein Primärdruckdrallzerstäuber und ein Sekundäreinzelstrahlenzerstäuber verwendet werden. Der Primärbrennstoff wird unter Verwendung einer Anordnung von ringförmigen Schlitzen oder Ausnehmungen mit Drall versetzt, deren Anzahl zwischen drei und acht, abhängig von dem gewünschten Massenstrom des Brennstoffs, ist. Der Primärbrennstoff bildet einen hohlen Konusspray durch den kreisförmigen Auslass 50. Die Zumessung oder der Punkt des höchsten Druckabfalls ist entweder an dem Brennstoffdrallerzeuger 49 oder dem Auslass 50. Der Sekundärbrennstoff wird als Einzelstrahlinjektion durch eine Anordnung von Ausnehmungen 56 zugeführt. Diese Ausnehmungen können entweder nur radial angeordnet, mit tangentialer Orientierung mit axialer Orientierung ausgebildet sein. Die Anzahl der Ausnehmungen kann zwischen drei und acht variieren. Der Primärbrennstoff ist radial außerhalb des Sekundärbrennstoffs angeordnet, um die einzelnen Strahlen-Ausnehmungen 56 zu kühlen. Beide Brennstoffströme werden zerstäubt und mit der verdrallten Primärluftströmung gemischt, welche durch den axialen Drallerzeuger 36 zugeführt wird. Dies ist im Detail im Fig. 9 dargestellt. Die Fig. 10 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht längs der Linie A-A von Fig. 9. Fig. 8 shows another embodiment in which a primary pressure swirl atomizer and a secondary single-jet atomizer are used. The primary fuel is spun using an array of annular slits or swirl recesses, the number of which is between three and eight, depending on the desired mass flow of the fuel. The primary fuel forms a hollow cone spray through the circular outlet 50. The metering or point of highest pressure drop is at either the fuel swirler 49 or the outlet 50. The secondary fuel is supplied as a single jet injection through an array of recesses 56. These recesses can either be arranged only radially, be formed with tangential orientation with axial orientation. The number of recesses can vary between three and eight. The primary fuel is radially outside the Secondary fuel arranged to cool the individual beam recesses 56. Both fuel streams are atomized and mixed with the twisted primary air flow supplied by the axial swirl generator 36. This is shown in detail in FIG. 9. FIG. 10 shows an enlarged sectional view along the line AA of FIG. 9.
Bei den in Zusammenhang mit den Fig. 6 und 7 beschriebenen Ausgestaltungsvarianten ergibt sich eine verbesserte Interaktion zwischen der Stützbrennerluft und dem Primärbrennstoff. Da keine konzentrische Sekundärbrennstoffströmung vorliegt, kann die Luft den Primärbrennstoff an dem Brennstoffaustritt erreichen, was die sekundäre Zerstäubung und Gemischbildung verbessert. In the embodiment variants described in connection with FIGS. 6 and 7, there results an improved interaction between the support burner air and the primary fuel. Because there is no concentric secondary fuel flow, the air can reach the primary fuel at the fuel exit, which improves secondary atomization and mixture formation.
Bei der in Zusammenhang mit Fig. 6 beschriebenen Ausgestaltung weist der Sekundärbereich des Stützbrenners die Vorteile eines Druckluftzerstäubers auf, insbesondere hinsichtlich der Rußbildung. Bei dem in den Fig. 8 bis 10 gezeigten Ausführungsbeispiel führen die einzelnen, diskreten Strahlen zu einer guten Zerstäubungsqualität. Die radial auswärts gerichteten einzelnen Strahlen führen zu einer höheren Strahldurchdringung bei steigendem Brennstofffluss. Somit wird bei einer Steigerung der Last des Gasturbinentriebwerks die Brennstoffanordnung radial nach außen bewegt. Dies führt zu einer Verbesserung der Gemischbildung. In the embodiment described in connection with FIG. 6, the secondary region of the support burner has the advantages of a compressed air atomizer, in particular with regard to the formation of soot. In the exemplary embodiment shown in FIGS. 8 to 10, the individual, discrete beams lead to a good atomization quality. The radially outwardly directed individual rays lead to a higher beam penetration with increasing fuel flow. Thus, as the load of the gas turbine engine increases, the fuel assembly is moved radially outward. This leads to an improvement of the mixture formation.
Die Fig. 1 1 und 12 zeigen mögliche Vorgehensweisen des Betriebs des erfindungsgemäßen zweistufigen Stützbrenners 29 und des Hauptbrenners 30. Dabei ist jeweils der Kraftstoffanteil über der Triebwerkslast dargestellt. FIGS. 1 and 12 show possible procedures for the operation of the two-stage support burner 29 according to the invention and of the main burner 30. In each case, the proportion of fuel over the engine load is shown.
Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Systemen mit einem einzigen einstufigen Stützbrenner kann dieser nur bis unterhalb einer mittleren Leistung des Gasturbinentriebwerks betrieben werden. Wenn dieser Bereich überschritten wird, ergeben sich hohe Emissionen, insbesondere eine hohe Rußentwicklung durch den Stützbrenner sowie eine ungünstige Verbrennungseffizienz. Wenn bei diesen niedrigen Lastbedingungen der Hauptbrenner eingeschaltet wird, führt dies zu einer schlechten Verbrennungseffizienz des Hauptbrenners. Wie beschrieben, wurde vorgeschlagen, dieses Problem durch eine gestufte Ausgestaltung des Hauptbrenners zu überwinden, was jedoch das Betriebsverhalten der Turbine erheblich beeinträchtigen kann. In the systems known from the prior art with a single single-stage auxiliary burner, this can only be operated below an average power of the gas turbine engine. If this range is exceeded, high emissions result, in particular high soot development by the auxiliary burner and unfavorable combustion efficiency. Turning on the main burner at these low load conditions results in poor combustion efficiency of the main burner. As described, it has been proposed overcome this problem by a stepped design of the main burner, but this can significantly affect the performance of the turbine.
Bei den beiden nachfolgend beschriebenen Vorgehensweisen wird durch die Unterteilung des Stützbrenners die Versorgung durch einen Primärbrennstoffkanal und einen Sekundärbrennstoffkanal ermöglicht, so dass der Stützbrenner bei größeren Lastzuständen (60% und höher) betrieben werden kann. Gute Zündungcharakteristiken und Startcharakteristiken der Gasturbine werden durch eine fette Brennstoffversorgung in der ersten Stufe des Stützbrenners sichergestellt (Brennstoffzuführung durch den Primärbrennstoffkanal). Eine magerere Verbrennung durch die zweite Stufe des Stützbrenners (Brennstoffversorgung durch den Sekundärbrennstoffkanal) führt zu einem verbesserten Emissionsverhalten bei höheren Lastzuständen der Gasturbine. Dadurch kann der Hauptbrenner erst bei Erreichen eines höheren Lastzustands zugeschaltet werden, wodurch seine Effizienz verbessert wird. In the two procedures described below, the subdivision of the backup burner enables the supply of a primary fuel channel and a secondary fuel channel, so that the auxiliary burner can be operated at higher load conditions (60% and higher). Good ignition characteristics and starting characteristics of the gas turbine are ensured by a rich fuel supply in the first stage of the auxiliary burner (fuel supply through the primary fuel channel). Leaner combustion through the secondary stage of the backup burner (fuel supply through the secondary fuel channel) results in improved emissions performance at higher load conditions of the gas turbine engine. As a result, the main burner can be switched on only when a higher load condition is reached, whereby its efficiency is improved.
Die Fig. 1 1 zeigt eine erste Option, bei welcher zur Zündung und zum Start bis ungefähr 20% Last des Gastriebwerks die erste Stufe des Stützbrenners 29 (Versorgung durch den Primärbrennstoffkanal 31 ) verwendet wird. Dies führt zu einer fetten stabilen Flamme. In der nächsten Stufe werden beide Bereiche des Stützbrenners 29 verwendet (Brennstoffversorgung durch den Primärbrennstoffkanal 31 und den Sekundärbrennstoffkanal 32). Diese Stufe erstreckt sich zwischen ungefähr 20% und ungefähr 60% Last. Es ergibt sich eine fette Flamme aus der ersten Stufe des Stützbrenners (Primärbrennstoffkanal) sowie eine magere Flamme aus der zweiten Stufe des Stützbrenners (Sekundärbrennstoffkanal). Zwischen ungefähr 60% Last und 100% Last werden die erste Stufe des Stützbrenners 29 sowie der Hauptbrenner 30 in Betrieb genommen. FIG. 11 shows a first option in which the first stage of the support burner 29 (supplied by the primary fuel passage 31) is used for ignition and start up to about 20% load of the gas engine. This leads to a fat stable flame. In the next stage, both areas of the support burner 29 are used (fuel supply through the primary fuel passage 31 and the secondary fuel passage 32). This level ranges between about 20% and about 60% load. The result is a rich flame from the first stage of the support burner (primary fuel channel) and a lean flame from the second stage of the support burner (secondary fuel channel). Between about 60% load and 100% load, the first stage of the support burner 29 and the main burner 30 are put into operation.
Die in Fig. 12 beschriebene Variante zeigt in dem dritten Bereich die zusätzliche Verwendung der zweiten Stufe des Stützbrenners (Sekundärbrennstoffkanal) zusammen mit dem Hauptbrenner. The variant described in FIG. 12 shows in the third area the additional use of the second stage of the supporting burner (secondary fuel channel) together with the main burner.
Die Beschriftungen in den Fig. 1 1 und 12 sind wie folgt: Pilot 1 bezieht sich auf die erste Stufe des Stützbrenners 29 mit Brennstoffversorgung durch den Primärbrennstoffkanal 31 , Pilot 2 bezieht sich auf die zweite Stufe des Stützbrenners 29 mit Brennstoffversorgung durch den Sekundärbrennstoffkanal, die Hauptstufe bezieht sich auf den Hauptbrenner. 1 and 12 are as follows: Pilot 1 refers to the first stage of the support burner 29 with fuel supply through the primary fuel passage 31, Pilot 2 refers to the second stage of the support burner 29 Fuel supply through the secondary fuel channel, the main stage refers to the main burner.
Bezuqszeichenliste: LIST OF REFERENCES:
1 Triebwerksachse 1 engine axis
10 Gasturbinentriebwerk  10 gas turbine engine
1 1 Lufteinlass  1 1 air intake
12 im Gehäuse umlaufender Fan  12 circulating fan in the housing
13 Zwischendruckkompressor  13 intermediate pressure compressor
14 Hochdruckkompressor  14 high pressure compressor
15 Brennkammern  15 combustion chambers
16 Hochdruckturbine  16 high-pressure turbine
17 Zwischendruckturbine  17 intermediate pressure turbine
18 Niederdruckturbine  18 low-pressure turbine
19 Abgasdüse  19 exhaust nozzle
20 Leitschaufeln  20 vanes
21 Triebwerksgehäuse  21 engine case
22 Kompressorlaufschaufeln  22 compressor blades
23 Leitschaufeln  23 vanes
24 Turbinenschaufeln  24 turbine blades
26 Kompressortrommel oder -scheibe 26 Compressor drum or disc
27 Turbinenrotornabe 27 turbine rotor hub
28 Auslasskonus  28 outlet cone
29 Stützbrenner  29 support burner
30 Hauptbrenner  30 main burners
31 Primärbrennstoffkanal  31 primary fuel channel
32 Sekundärbrennstoffkanal  32 secondary fuel channel
33 Luftkanal  33 air duct
34 Flammenstabilisator  34 flame stabilizer
35 Ringförmiger Luftkanal  35 Annular air duct
36 Drallerzeuger  36 swirl generator
37 Drallerzeuger  37 swirl generator
38 Luftkanal  38 air duct
39 Drallerzeuger  39 swirl generator
40 Äußere Fläche des Flammenstabilisators 40 Outer surface of the flame stabilizer
41 Filmleger Ringkanal 41 film-makers annular channel
Ring ring
Stützströmung support flow
Stagnationspunkt stagnation point
Hauptströmung mainstream
Rezirkulationsströmung Flammenstabilisierungszone Brennstoffdrallerzeuger Auslass Recirculation flow flame stabilization zone fuel swirl generator outlet
Brennstoffdrallerzeugung Auslass Fuel swirl generation outlet
Oberfläche surface
Luftkanal air duct
Brennstoffdrallerzeuger Ausnehmung Fuel swirler recess

Claims

Patentansprüche claims
1 . Magervormischbrenner eines Fluggasturbinentriebwerks mit einem zentrisch angeordneten Stützbrenner (29) und einem diesen ringartig umgebenden Hauptbrenner (30), dadurch gekennzeichnet, dass der Stützbrenner (29) einen Primärbrennstoffkanal (31 ) und einen Sekundärbrennstoffkanal (32) aufweist, welche unabhängig voneinander mit Brennstoff versorgbar sind. 1 . Magervormischbrenner an aircraft gas turbine engine with a centrally arranged support burner (29) and a surrounding annular main burner (30), characterized in that the support burner (29) has a Primärbrennstoffkanal (31) and a Sekundärbrennstoffkanal (32), which are independently supplied with fuel ,
2. Magervormischbrenner nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der zentrische Primärbrennstoffkanal (31 ) für einen zur Zündung des Fluggasturbinentriebwerks bemessenen Brennstoffmassenstrom ausgelegt ist. 2. lean burn burner according to claim 1, characterized in that the central primary fuel passage (31) is designed for a fuel gas flow rated for ignition of the aircraft gas turbine engine.
3. Magervormischbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Sekundärbrennstoffkanal (32) für einen, für den Teillastbetrieb des Fluggasturbinentriebwerks, bemessenen Brennstoffmassenstrom ausgelegt ist. 3. lean burn burner according to claim 1 or 2, characterized in that the annular secondary fuel passage (32) is designed for a, for the part-load operation of the aircraft gas turbine engine, rated fuel mass flow.
4. Magervormischbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützbrenner (29) zwei konzentrische mit Drall behaftete Druckzerstäuber umfasst. 4. lean burn burner according to one of claims 1 to 3, characterized in that the support burner (29) comprises two concentric swirl-associated pressure atomizer.
5. Magervormischbrenner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerstäuber einen gemeinsamen Austrittsbereich (50) umfassen. 5. lean burn burner according to claim 4, characterized in that the atomizers comprise a common outlet region (50).
6. Magervormischbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützbrenner (29) einen mit dem Primärbrennstoffkanal (31 ) verbundenen zentrischen Drallzerstäuber und einen mit dem Sekundärbrennstoffkanal (32) verbundenen Druckluftzerstäuber umfasst. 6. lean burn burner according to one of claims 1 to 3, characterized in that the support burner (29) comprises a with the primary fuel passage (31) connected to the centric swirl atomizer and connected to the secondary fuel passage (32) Druckluftzerstäuber.
7. Magervormischbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützbrenner (29) einen zentrischen, mit dem Primärbrennstoffkanal (31 ) verbundenen Druckzerstäuber und einen diesen umgebenden, mit dem Sekundärbrennstoffkanal (32) verbundenen Einzelstrahlzerstäuber umfasst. 7. lean burn burner according to one of claims 1 to 3, characterized in that the support burner (29) comprises a central, with the primary fuel channel (31) connected to the pressure atomizer and a surrounding, with the secondary fuel channel (32) connected to the single jet atomizer.
8. Magervormischbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Primärbrennstoffkanal (31 ) zentrisch angeordnet ist und von einem ringförmigen Sekundärbrennstoffkanal (32) umgeben ist. 8. lean burn burner according to one of claims 1 to 7, characterized in that the primary fuel passage (31) is arranged centrally and by an annular secondary fuel passage (32) is surrounded.
9. Magervormischbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sekundärbrennstoffkanal (32) zentrisch angeordnet und von einem ringförmigen Primärbrennstoffkanal (31 ) umgeben ist. 9. lean burn burner according to one of claims 1 to 8, characterized in that the secondary fuel channel (32) is arranged centrally and surrounded by an annular primary fuel channel (31).
10. Verfahren zum Betrieb eines Magervormischbrenners nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem zur Zündung und zum Start des Gasturbinentriebwerks eine erste Stufe des Stützbrenners (29) mit Brennstoffversorgung durch den Primärbrennstoffkanal (31 ) bis zu einer Last der Gasturbine von ungefähr 20% zur Anwendung kommt, bei welchem zwischen einer Last von ungefähr 20% bis ungefähr 60% der Gasturbine zusätzlich eine zweite Stufe des Stützbrenners (29) mit Brennstoffversorgung durch den Sekundärbrennstoffkanal (32) zur Anwendung gelangt und bei welchem zwischen einer Last von ungefähr 60% bis 100% des Gasturbinentriebwerks die erste Stufe des Stützbrenners (29) und der Hauptbrenner oder die erste Stufe und die zweite Stufe des Stützbrenners und der Hauptbrenner zur Anwendung kommen. 10. A method for operating a lean premix burner according to one of claims 1 to 9, wherein for firing and starting the gas turbine engine, a first stage of the support burner (29) with fuel supply through the primary fuel channel (31) up to a load of the gas turbine of about 20% in addition, between a load of about 20% to about 60% of the gas turbine, a second stage of the backup burner (29) is used with fuel supply through the secondary fuel channel (32) and between about 60% to about 60% load 100% of the gas turbine engine, the first stage of the support burner (29) and the main burner or the first stage and the second stage of the support burner and the main burner are used.
PCT/EP2012/004327 2011-10-18 2012-10-16 Lean premix burner of an aircraft gas turbine engine WO2013056819A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011116317.8 2011-10-18
DE201110116317 DE102011116317A1 (en) 2011-10-18 2011-10-18 Magervormian burner of an aircraft gas turbine engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013056819A1 true WO2013056819A1 (en) 2013-04-25

Family

ID=47076148

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2012/004327 WO2013056819A1 (en) 2011-10-18 2012-10-16 Lean premix burner of an aircraft gas turbine engine

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102011116317A1 (en)
WO (1) WO2013056819A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170254264A1 (en) * 2016-03-03 2017-09-07 Technische Universität Berlin Swirl-stabilised burner having an inertisation front and related methods
EP3434883A3 (en) * 2017-07-25 2019-03-06 United Technologies Corporation Low emissions combustor assembly for gas turbine engine
EP3483504A1 (en) * 2017-11-09 2019-05-15 Doosan Heavy Industries & Construction Co., Ltd Combustor and gas turbine including the same
US11725819B2 (en) 2021-12-21 2023-08-15 General Electric Company Gas turbine fuel nozzle having a fuel passage within a swirler

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2905539A1 (en) * 2014-02-07 2015-08-12 Siemens Aktiengesellschaft Pilot burner with axial swirlers for a gas turbine
EP4202305A1 (en) * 2021-12-21 2023-06-28 General Electric Company Fuel nozzle and swirler
US20230213194A1 (en) * 2021-12-30 2023-07-06 General Electric Company Turbine engine fuel premixer
DE102022105076A1 (en) * 2022-03-03 2023-09-07 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Feeding device, burner system and method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1801504A2 (en) 2005-12-22 2007-06-27 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG Lean-burn premix burner with an atomising lip
EP2051010A1 (en) 2007-10-18 2009-04-22 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG Lean pre-mixture reactor for a gas turbine engine
US20090113893A1 (en) * 2006-03-01 2009-05-07 Shui-Chi Li Pilot mixer for mixer assembly of a gas turbine engine combustor having a primary fuel injector and a plurality of secondary fuel injection ports
EP2241816A2 (en) * 2009-04-16 2010-10-20 General Electric Company Dual orifice pilot fuel injector
GB2473722A (en) * 2009-09-18 2011-03-23 Delavan Inc A Fuel Injector Having Multiple Pilot Circuits

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5722230A (en) * 1995-08-08 1998-03-03 General Electric Co. Center burner in a multi-burner combustor
DE59709510D1 (en) * 1997-09-15 2003-04-17 Alstom Switzerland Ltd Combined pressure atomizer nozzle
JP3457907B2 (en) * 1998-12-24 2003-10-20 三菱重工業株式会社 Dual fuel nozzle
EP1614967B1 (en) * 2004-07-09 2016-03-16 Siemens Aktiengesellschaft Method and premixed combustion system
US7546735B2 (en) * 2004-10-14 2009-06-16 General Electric Company Low-cost dual-fuel combustor and related method
US20100192582A1 (en) * 2009-02-04 2010-08-05 Robert Bland Combustor nozzle
EP2270398A1 (en) * 2009-06-30 2011-01-05 Siemens Aktiengesellschaft Burner, especially for gas turbines
DE102010009051A1 (en) * 2010-02-23 2011-08-25 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., 51147 Fuel supply device for use in gas turbine combustion chamber system for technical combustion chamber system for flame less combustion, has main nozzle with fuel supply and another nozzle for supplying fuel

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1801504A2 (en) 2005-12-22 2007-06-27 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG Lean-burn premix burner with an atomising lip
US20090113893A1 (en) * 2006-03-01 2009-05-07 Shui-Chi Li Pilot mixer for mixer assembly of a gas turbine engine combustor having a primary fuel injector and a plurality of secondary fuel injection ports
EP2051010A1 (en) 2007-10-18 2009-04-22 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG Lean pre-mixture reactor for a gas turbine engine
EP2241816A2 (en) * 2009-04-16 2010-10-20 General Electric Company Dual orifice pilot fuel injector
GB2473722A (en) * 2009-09-18 2011-03-23 Delavan Inc A Fuel Injector Having Multiple Pilot Circuits

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170254264A1 (en) * 2016-03-03 2017-09-07 Technische Universität Berlin Swirl-stabilised burner having an inertisation front and related methods
US10995957B2 (en) 2016-03-03 2021-05-04 Technische Universitat Berlin Swirl-stabilised burner having an inertisation front and related methods
EP3434883A3 (en) * 2017-07-25 2019-03-06 United Technologies Corporation Low emissions combustor assembly for gas turbine engine
US10954859B2 (en) 2017-07-25 2021-03-23 Raytheon Technologies Corporation Low emissions combustor assembly for gas turbine engine
US11719158B2 (en) 2017-07-25 2023-08-08 Raytheon Technologies Corporation Low emissions combustor assembly for gas turbine engine
EP3483504A1 (en) * 2017-11-09 2019-05-15 Doosan Heavy Industries & Construction Co., Ltd Combustor and gas turbine including the same
US11060728B2 (en) 2017-11-09 2021-07-13 Doosan Heavy Industries & Construction Co., Ltd. Combustor and gas turbine including the same
US11725819B2 (en) 2021-12-21 2023-08-15 General Electric Company Gas turbine fuel nozzle having a fuel passage within a swirler

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011116317A1 (en) 2013-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2013056819A1 (en) Lean premix burner of an aircraft gas turbine engine
DE102006007087B4 (en) A gas turbine combustor
DE102007004864B4 (en) Combustion chamber of a gas turbine and combustion control method for a gas turbine
DE60310170T2 (en) Fuel injection device
EP2582956B1 (en) Gas turbine combustion chamber arrangement of axial type of construction
EP2829804B1 (en) Combustion chamber shingle of a gas turbine and method for their preparation
EP1654496B1 (en) Burner and method for operating a gas turbine
DE102008022669A1 (en) Fuel nozzle and method for its production
EP3134677B1 (en) Combustor having a fluidic oscillator, for a gas turbine, and gas turbine having the combustor
CH708992A2 (en) Fuel injector with premixed pilot nozzle.
CH699760A2 (en) Fuel nozzle having a fuel-air premixer for a gas turbine combustor.
EP3004743B1 (en) Burner for a gas turbine and method for reducing thermo-acoustic oscillations in a gas turbine
DE112017001173B4 (en) BURNER ARRANGEMENT, COMBUSTION CHAMBER AND GAS TURBINE
EP2927594A2 (en) Combustion chamber of a gas turbine
EP2678609A1 (en) Gas turbine combustion chamber
WO2013013740A2 (en) Gas turbine centripetal annular combustion chamber and method for flow guidance
DE2222366A1 (en) CARBURETTOR SYSTEM WITH ANNUAL GAP FOR FUEL / AIR FOR THE BURNER OF GAS TURBINE ENGINES
EP2703720A2 (en) Method for operating a lean burn pre-mix burner of a flue gas turbine and device for carrying out the method
EP2808611B1 (en) Injector for introducing a fuel-air mixture into a combustion chamber
WO2011023648A2 (en) Swirl blade, burner and gas turbine
EP3321589B1 (en) Fuel nozzle of a gas turbine with swirl creator
EP2583033B1 (en) Turbine burner
EP2409087A2 (en) Method for operating a burner and burner, in particular for a gas turbine
EP2808610A1 (en) Gas turbine combustion chamber with tangential late lean injection
EP2442030A1 (en) Axial stage for a burner with a stabilised jet

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12778240

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12778240

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1