CH702738A2 - Brennkammerflammrohr für eine Turbinenmaschine. - Google Patents

Brennkammerflammrohr für eine Turbinenmaschine. Download PDF

Info

Publication number
CH702738A2
CH702738A2 CH00289/11A CH2892011A CH702738A2 CH 702738 A2 CH702738 A2 CH 702738A2 CH 00289/11 A CH00289/11 A CH 00289/11A CH 2892011 A CH2892011 A CH 2892011A CH 702738 A2 CH702738 A2 CH 702738A2
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
inclined portion
flame tube
combustion chamber
rear end
cylindrical
Prior art date
Application number
CH00289/11A
Other languages
English (en)
Other versions
CH702738B1 (de
Inventor
Ronald James Chila
Donald Timothy Lemon
Original Assignee
Gen Electric
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 Gen Electric filed Critical Gen Electric
Publication of CH702738A2 publication Critical patent/CH702738A2/de
Publication of CH702738B1 publication Critical patent/CH702738B1/de

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
    • F23R3/002Wall structures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K1/00Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
    • F02K1/78Other construction of jet pipes
    • F02K1/82Jet pipe walls, e.g. liners
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K9/00Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
    • F02K9/08Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof using solid propellants
    • F02K9/32Constructional parts; Details not otherwise provided for
    • F02K9/34Casings; Combustion chambers; Liners thereof
    • F02K9/346Liners, e.g. inhibitors
    • 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
    • F23R3/02Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
    • F23R3/04Air inlet arrangements
    • F23R3/06Arrangement of apertures along the flame tube
    • 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
    • F23R2900/00Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/03043Convection cooled combustion chamber walls with means for guiding the cooling air flow
    • 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
    • F23R2900/00Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/03045Convection cooled combustion chamber walls provided with turbolators or means for creating turbulences to increase cooling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Gas Burners (AREA)
  • Spray-Type Burners (AREA)

Abstract

Ein Brennkammerflammrohr für eine Brennkammer einer Turbinenmaschine enthält ein einwandiges, im Wesentlichen zylindrisches Flammrohr (20), das sich von einem Kopfende zu einem hinteren Ende einer Venturieinrichtung erstreckt, die in einem Innenraum des Flammrohrs zwischen dem Kopfende und dem hinteren Ende ausgebildet ist, wobei die Venturieinrichtung durch einen ersten geneigten Abschnitt (73) des einwandigen Flammrohrs, dessen Durchmesser sich im Verlauf in der Rückwärtsrichtung verringert, und einen zweiten geneigten Abschnitt (75) des einwandigen Flammrohrs gebildet ist, dessen Durchmesser sich im Verlauf in der Rückwärtsrichtung vergrössert, wobei ein hinteres Ende des ersten geneigten Abschnitts mit einem Kopfende des zweiten geneigten Abschnitts verbunden ist.

Description

Hintergrund zu der Erfindung
[0001] Turbinenmaschinen, die in der Energieerzeugungsindustrie verwendet werden, enthalten gewöhnlich einen Verdichterabschnitt, der von mehreren Brennkammern umgeben ist. Die Brennkammern sind in einem konzentrischen Ring rings um die Aussenseite des Verdichters angeordnet. Verdichtete Luft aus dem Verdichterabschnitt wird in die Brennkammern eingespeist, in denen sie mit einem Brennstoff vermischt wird. Das Brennstoff-Luft-Gemisch wird anschliessend in den Brennkammern verbrannt, und die heissen Verbrennungsgase werden in den Turbinenabschnitt der Maschine geleitet, um die Antriebskraft zum Drehen der Turbine zu liefern.
[0002] Eine typische Brennkammer einer Turbinenmaschine kann ein Brennkammerflammrohr enthalten, das den Brennraum umgibt, in dem das Brennstoff-Luft-Gemisch verbrannt wird. Einige Arten von Brennkammern enthalten eine Venturieinrichtung innerhalb des Brennkammerflammrohrs, die im Wesentlichen durch einen verringerten Durchmesser aufweisenden Abschnitt der Innenseite des Brennkammerflammrohrs gebildet ist.
[0003] Der Abschnitt verringerten Durchmessers eines Brennkammerflammrohrs, der eine Venturieinrichtung bildet, erfordert häufig eine spezielle Kühlung um zu verhindern, dass die Materialien, die die Venturieinrichtung aufweisen, durch die heissen Verbrennungsgase beschädigt werden. Dies wird gewöhnlich durch Bereitstellung einer zweiwandigen Struktur erreicht, wobei Kühlluft durch den kreisringförmigen Zwischenraum zwischen der Innen- und der Aussenwand des Venturiabschnitts strömt, um den Venturiabschnitt zu kühlen. Bedauerlicherweise ist diese Struktur komplex, und sie kann schwierig und teuer herzustellen sein. Ausserdem führt die Komplexität des zweiwandigen Venturiabschnitts häufig zu Luftleckagen, die den Gesamtwirkungsgrad der Turbine reduzieren sowie zu der Erzeugung unerwünschter Verbrennungsnebenprodukte führen können.
Kurze Beschreibung der Erfindung
[0004] In einem Aspekt ist die Erfindung in einem Brennkammerflammrohr für eine Brennkammer einer Turbinenmaschine aufgenommen, wobei das Brennkammerflammrohr aus einem einwandigen, im Wesentlichen zylindrischen Flammrohr gebildet ist, das sich von einem Kopfende zu einem hinteren Ende erstreckt. Das Brennkammerflammrohr enthält eine Venturieinrichtung, die in einem Innenraum des Flammrohrs zwischen dem Kopfende und dem hinteren Ende ausgebildet ist. Die Venturieinrichtung ist durch einen ersten geneigten Abschnitt des einwandigen Flammrohrs, dessen Durchmesser sich im Verlauf in der Rückwärtsrichtung verringert, und einen zweiten geneigten Abschnitt des einwandigen Flammrohrs gebildet, dessen Durchmesser sich im Verlauf in der Rückwärtsrichtung vergrössert. Ein hinteres Ende des ersten geneigten Abschnitts ist mit einem Kopfende des zweiten geneigten Abschnitts verbunden.
[0005] In einem weiteren Aspekt ist die Erfindung in einem Brennkammerflammrohr für eine Brennkammer einer Turbinenmaschine aufgenommen, wobei das Brennkammerflammrohr aus einem einwandigen Flammrohr gebildet ist, das sich von einem Kopfende zu einem hinteren Ende erstreckt. In dem einwandigen Flammrohr ist zwischen dem Kopfende und dem hinteren Ende ein Abschnitt verringerten Durchmessers ausgebildet, wobei der Abschnitt verringerten Durchmessers eine Venturieinrichtung in dem Innenraum des Flammrohrs bildet. Eine Luftleiteinrichtung ist an einer Aussenseite des einwandigen Flammrohrs derart montiert, dass zwischen einer Innenseite der Luftleiteinrichtung und einer Aussenseite des Flammrohrs ein ringförmiger Zwischenraum vorhanden ist. Die Luftleiteinrichtung lenkt einen Teil einer Luftströmung, die entlang der Aussenseite des Flammrohrs von einem hinteren Ende zu einem Kopfende strömt, auf eine Aussenseite des Abschnitts reduzierten Durchmessers des Flammrohrs um.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0006] <tb>Fig. 1<sep>zeigt eine Querschnittsansicht einer typischen Brennkammer, die ein Brennkammerflammrohr mit einer zweiwandigen Venturieinrichtung enthält. <tb>Fig. 2<sep>zeigt eine Querschnittsansicht einer Brennkammer, die ein einwandiges Brennkammerflammrohr mit einer Venturieinrichtung enthält; <tb>Fig. 3<sep>zeigt eine Querschnittsansicht eines Abschnitts einer Ausführungsform eines einwandigen Brennkammerflammrohrs, das eine Luftleiteinrichtung enthält; <tb>Fig. 4<sep>zeigt eine Querschnittsansicht eines Abschnitts einer weiteren Ausführungsform eines einwandigen Brennkammerflammrohrs, das eine Luftleiteinrichtung enthält; <tb>Fig. 5<sep>zeigt eine Querschnittsansicht eines Abschnitts einer weiteren Ausführungsform eines einwandigen Brennkammerflammrohrs, das eine Luftleiteinrichtung enthält; <tb>Fig. 6<sep>zeigt eine Querschnittsansicht eines Abschnitts einer noch weiteren Ausführungsform eines einwandigen Brennkammerflammrohrs, das eine Luftleiteinrichtung enthält; und <tb>Fig. 7<sep>zeigt eine Querschnittsansicht eines Abschnitts eines einwandigen Brennkammerflammrohrs, das eine Venturieinrichtung enthält.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
[0007] Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht einer typischen Brennkammer, die in einer Turbinenmaschine verwendet wird. Die Brennkammer ist neben einem Verdichterabschnitt 12 der Turbinenmaschine angeordnet. Die Brennkammer enthält ein Übergangsstück 10, das zu einem Turbinenabschnitt der Maschine führt. Mit dem Übergangsstück 10 ist ein Brennkammerflammrohr 20 verbunden. Das Brennkammerflammrohr 20 umgibt einen Brennraum 95, in dem das Brennstoff-Luft-Gemisch verbrannt wird.
[0008] An dem Kopfende der Brennkammer sind mehrere primäre Brennstoffdüsen 50 in einem kreisförmigen Muster rings um den Umfang der Brennkammer angeordnet. Die Brennkammer kann ferner eine sekundäre Düse 60 enthalten, die in der Mitte der Brennkammer positioniert ist. Brennstoff wird in den Innenraum des Brennkammerflammrohrs 20 durch die Brennstoffdüsen 50, 60 zugeführt.
[0009] Eine Strömungshülse 30 ist rings um die Aussenseite des Brennkammerflammrohrs 20 angeordnet. Ein Brennkammergehäuse 40 umgibt die Aussenseite der Strömungshülse 30. Zwischen der Aussenseite des Brennkammerflammrohrs 20 und einer Innenseite der Strömungshülse 30 ist ein ringförmiger Zwischenraum ausgebildet. Verdichtete Luft aus dem Verdichterabschnitt 12 der Turbinenmaschine strömt in diesen Ringraum hinein und durch diesen hindurch, wie dies durch die Pfeile in Fig. 1 veranschaulicht ist.
[0010] Die verdichtete Luft tritt in das hintere Ende des Ringraums zwischen dem Brennkammerflammrohr 20 und der Strömungshülse 30 hinein und strömt anschliessend zu dem Kopfende der Brennkammer hin. Wenn die verdichtete Luft das Kopfende erreicht, dreht sie um 180° und tritt anschliessend in den Innenraum des Brennkammerflammrohrs 20 ein. Die verdichtete Luft vermischt sich dann mit einem Brennstoff, der durch die Brennstoffdüsen 50, 60 geliefert wird, und das Brennstoff-Luft-Gemisch wird in dem Brennraum 95 verbrannt.
[0011] Wie in Fig. 1 veranschaulicht, ist in dem Innenraum des Brennkammerflammrohrs 20 eine Venturieinrichtung 26 angeordnet. Die Venturieinrichtung 26 ist durch eine doppelwandige Struktur gebildet, die eine Innenwand 24 und abgewinkelte Aussenwände 21, 22 enthält. In den abgewinkelten Aussenwänden 21/22 sind Luftlöcher 23 ausgebildet, um durch den Ringraum zwischen dem Brennkammerflammrohr 20 und der Strömungshülse 30 strömender Luft zu ermöglichen, durch die Löcher 23 hindurch und in den Zwischenraum hinein zu treten, der zwischen den abgewinkelten Aussenwänden 21/22 und der Innenwand 24 der Venturieinrichtung 26 ausgebildet ist.
[0012] Die doppelwandige Struktur der Venturieinrichtung ist ausgelegt, um die Venturieinrichtung 26 kühlen zu helfen, um dadurch zu verhindern, dass die Venturieinrichtung überhitzt und beschädigt wird. Wie durch die Pfeile in Fig. 1 veranschaulicht, strömt die die Löcher 23 in den abgewinkelten Aussenwänden 21/22 passierende Luft entlang des Ringraums zwischen der Innen- und der Aussenwand der Venturieinrichtung, und diese Luft tritt schliesslich an dem hinteren Ende 27 der Innenwand 24 der Venturieinrichtung aus und vereinigt sich mit dem verbrennenden Brennstoff-Luft-Gemisch in dem Innenraum des Brennkammerflammrohrs 20. Folglich bringen die Löcher 23 in den abgewinkelten Aussenwänden 21/22 der Venturieinrichtung schliesslich Luft in den Innenraum des Brennkammerflammrohrs 20 ein.
[0013] Wie vorstehend erwähnt, ist die Bereitstellung dieser doppelwandigen Struktur für die Venturieinrichtung relativ kostspielig. Die doppelwandige Struktur ist schwer herzustellen, und aufgrund der mehreren Winkel und Teile, die zur Bildung dieser doppelwandigen Venturieinrichtung verwendet werden, kann es Leckströme und eine Beeinträchtigung der verschiedenen Teile geben.
[0014] Fig. 2 zeigt eine alternative Struktur für ein Brennkammerflammrohr, das eine Venturieinrichtung enthält. In dieser Struktur ist das gesamte Brennkammerflammrohr, einschliesslich der Venturieinrichtung, aus einer einwandigen Struktur gebildet, die sich von dem Kopfende zu dem hinteren Ende der Brennkammer erstreckt. Wie in Fig. 2 veranschaulicht, ist das Brennkammerflammrohr 20 weiterhin von einer Strömungshülse 30 umgeben, so dass verdichtete Luft aus dem Verdichterabschnitt 12 weiterhin durch den Ringraum zwischen dem Brennkammerflammrohr 20 und der Strömungshülse 30 verläuft.
[0015] In dem Brennkammerflammrohr 20, wie es in Fig. 2 veranschaulicht ist, ist die Venturieinrichtung 22 durch zwei abgewinkelte Wände gebildet, die einen verringerten Durchmesser aufweisenden Abschnitt 28 entlang der Längserstreckung des einwandigen Brennkammerflammrohrs 20 bilden. Die entlang des Ringraums zwischen dem Brennkammerflammrohr 20 und der Strömungshülse 30 strömende verdichtete Luft kühlt die Aussenseite des Brennkammerflammrohrs 20, einschliesslich des Abschnitts 28 verringerten Durchmessers, der die Venturieinrichtung bildet.
[0016] Um sicherzustellen, dass eine Luftströmung auf die Aussenseite des Abschnitts 28 verringerten Durchmessers herab gerichtet wird, kann die Brennkammer eine Luftleiteinrichtung 70 enthalten. In der in Fig. 2veranschaulichten Ausführungsform enthält die Luftleiteinrichtung 70 zwei abgewinkelte Wände, die im Wesentlichen parallel zu und ausgerichtet mit den beiden abgewinkelten Wänden verlaufen, die den Abschnitt 28 verringerten Durchmessers des Brennkammerflammrohrs 20 bilden. Die Luftleiteinrichtung lenkt einen Teil der den Ringraum zwischen dem Brennkammerflammrohr 20 und der Strömungshülse 30 passierenden Luft herab in den Abschnitt reduzierten Durchmesser, um die Aussenwand des Venturiabschnitts des einwandigen Brennkammerflammrohrs 20 zu kühlen.
[0017] Wie vorstehend erläutert und indem erneut auf Fig. 1 Bezug genommen wird, führen die zweiwandigen Venturistrukturen schliesslich dazu, dass ein Teil der Luft aus einem Verdichterabschnitt in den Brennraum 95 der in Fig. 1veranschaulichten Ausführungsform an einer Stelle unmittelbar stromabwärts von dem hinteren Ende 27 der Innenwand 24 der Venturieinrichtung geliefert wird. Um eine ähnliche Einströmung von Luft an dieser Stelle in der in Fig. 2 veranschaulichten Ausführungsform zu erzielen, können mehrere Verdünnungslöcher 74 durch das einwandige Brennkammerflammrohr 20 hindurchführend ausgebildet sein.
[0018] In der in Fig. 2 veranschaulichten Ausführungsform sind die Verdünnungslöcher 74 in einem Kreisring um die Aussenseite des Brennkammerflammrohrs 20 herum ausgebildet. Dies ermöglicht Luft aus dem Ringraum zwischen dem Brennkammerflammrohr 20 und der Strömungshülse 20, in den Innenraum des Brennkammerflammrohrs 20 an einer Stelle einzuströmen, die im Wesentlichen ähnlich der Stelle ist, an der die zur Kühlung der Venturieinrichtung der in Fig. 1 veranschaulichten Ausführungsform verwendete Kühlluft geliefert werden würde. Somit führt die Aufnahme der Verdünnungslöcher 74 in die in Fig. 2 veranschaulichte Ausführungsform zu im Wesentlichen ähnlichen Verbrennungsparametern, wie sie in der in Fig. 1veranschaulichten Ausführungsform vorliegen würden.
[0019] Die Luftleiteinrichtung 70, die zur Umlenkung von Kühlluft herab auf die Aussenseite des Abschnitts 28 reduzierten Durchmessers eines einwandigen Brennkammerflammrohrs 20 verwendet wird, kann eine Vielzahl unterschiedlicher Formen einnehmen. Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Luftleiteinrichtung 70 aus zwei geraden Abschnitten gebildet ist, die unter einem Winkel zueinander angeordnet sind, und bei der die beiden geraden Abschnitte im Wesentlichen parallel zu den abgewinkelten Abschnitten 73, 75 des Abschnitts verringerten Durchmessers des einwandigen Brennkammerflammrohrs 20 verlaufen, der die Venturieinrichtung bildet. Diese Ausführungsform ist der in Fig. 2 veranschaulichten im Wesentlichen ähnlich.
[0020] Das in Fig. 3 veranschaulichte Brennkammerflammrohr enthält ferner mehrere Turbulatorringe 76. Die Turbulatorringe 76 sind Vorsprünge, die auf der Aussenfläche des einwandigen Brennkammerflammrohrs 20 ausgebildet sind. Die Turbulatorringe 76 erstrecken sich rings um die Aussenseite des Brennkammerflammrohr 20. Wie in Fig. 3 veranschaulicht, könnten mehrere derartige Turbulatorringe 76 im Abstand zueinander entlang des hinteren Abschnitts des Brennkammerflammrohrs 20 angeordnet sein.
[0021] Die Turbulatorringe dienen dazu, eine turbulente Luftströmung in der verdichteten Luft, die durch den Ringraum zwischen dem Brennkammerflammrohr 20 und der Strömungshülse 30 hindurchtritt, herbeizuführen. Die turbulente Luftströmung hilft, die durch diese Luft erzielte Kühlwirkung zu verbessern, wodurch die Gesamttemperatur des Brennkammerflammrohrs 20 verringert wird.
[0022] Obwohl die in Fig. 3veranschaulichte Ausführungsform fünf Turbulatorringe enthält, die entlang eines hinteren Abschnitts des Brennkammerflammrohrs 20 gleichmässig voneinander beabstandet sind, könnte eine andere Anzahl von Turbulatorringen vorgesehen sein, und diese könnten unterschiedlich voneinander beabstandet sein. Ausserdem wäre es ferner möglich, anstatt Vorsprünge auf der Aussenseite des Brennkammerflammrohrs vorzusehen, Nuten in der Oberfläche des Brennkammerflammrohrs 20 einzuschneiden, um eine turbulente Luftströmung zur Verbesserung der Kühlwirkung zu bewirken. In einigen Ausführungsformen könnte eine Kombination aus Nuten und Vorsprüngen verwendet werden, um eine turbulente Luftströmung zu bewirken. Noch weiter könnten, anstatt konzentrische Ringe, entweder als Vorsprünge oder als Vertiefungen, vorzusehen, auch mehrere diskrete Vorsprünge oder Ausnehmungen vorgesehen werden, die keine Ringe um die Aussenseite des Brennkammerflammrohrs herum bilden.
[0023] Die in Fig. 4 veranschaulichte Ausführungsform ist der in Fig. 3veranschaulichten Ausführungsform ähnlich. Jedoch enthält die Luftleiteinrichtung 70 in der in Fig. 4 veranschaulichten Ausführungsform gekrümmte Abschnitte anstatt gerader abgewinkelter Abschnitte. Eine Krümmung der Luftleiteinrichtung, wie in Fig. 4 veranschaulicht, kann den Fluss der verdichteten Luft fördern oder den Strömungswiderstand verringern.
[0024] Ausserdem erstrecken sich das hintere Ende und das Kopfende der Luftleiteinrichtung 70 in der in Fig. 4veranschaulichten Ausführungsform über das hintere Ende und das Kopfende der abgewinkelten Wände 73/75, die die Venturieinrichtung bilden, hinaus. Es wäre ferner möglich, jegliche andere der offenbarten Ausführungsformen derart zu modifizieren, dass sich die Enden der Luftleiteinrichtung über das Kopfende und das hintere Ende der Venturieinrichtung hinaus erstrecken.
[0025] In der in Fig. 5 veranschaulichten Ausführungsform ist die Luftleiteinrichtung 70 aus einem einzigen geraden Abschnitt gebildet, der an dem hinteren Ende der Venturieinrichtung vorgesehen ist. Die entlang des Ringraums zwischen dem Brennkammerflammrohr 20 und der Strömungshülse 30 strömende Luft verläuft in der in Fig. 5 gezeigten Ansicht nach links. Somit wirkt die Luftleiteinrichtung 70 in Fig. 5, um einen Teil der Luftströmung herab, in die Vertiefung hinein abzulenken, die auf der Aussenseite des Brennkammerflammrohrs 20 durch die abgewinkelten Abschnitte 73 und 75 der Venturieinrichtung gebildet ist. Sobald die Luft auf diese Weise herab gelenkt worden ist, wird ein grosser Teil der durch den umgelenkten Luftstrom erzielten Abkühlwirkungen erreicht worden sein. Somit ist es gegebenenfalls nicht erforderlich, irgendetwas mehr als das schmale Luftleitelement 70, wie es in Fig. 5 veranschaulicht ist, vorzusehen, um eine gute Kühlung des Abschnitts reduzierten Durchmessers des Brennkammerflammrohrs 20 zu erzielen.
[0026] Fig. 6 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform, die der in Fig. 5 veranschaulichten ähnlich ist. Jedoch erstreckt sich das hintere Ende der Luftleiteinrichtung 70 in der in Fig. 6veranschaulichten Ausführungsform weiter in der Rückwärtsrichtung als die hintere Wand 75 der Venturieinrichtung. Ausserdem erstreckt sich das Kopfende der Luftleiteinrichtung 70 nicht über die gesamte Strecke hinweg in der Kopfendrichtung wie die hintere abgewinkelte Wand 75 der Venturieinrichtung. Ferner ist die Luftleiteinrichtung in Fig. 6 leicht gekrümmt um zu helfen, einen Teil der Luftströmung in die gewünschte Richtung auf den Abschnitt reduzierten Durchmessers des Brennkammerflammrohrs zu lenken.
[0027] Fig. 7 veranschaulicht eine noch weitere Ausführungsform eines einwandigen Brennkammerflammrohrs 20, das eine aus zwei abgewinkelten Wänden 73, 75 ausgebildete Venturieinrichtung enthält. In dieser Ausführungsform ist keine Luftleiteinrichtung vorgesehen. Die Luftströmung entlang der Aussenseite des Brennkammerflammrohrs reicht aus, um selbst den Abschnitt reduzierten Durchmessers zu kühlen, der durch die beiden abgewinkelten Wände 73, 75 gebildet ist.
[0028] Es kann vorteilhaft sein, einen Turbulatorring 76 (oder eine andere ähnliche Struktur) an dem hinteren Ende des Abschnitts reduzierten Durchmessers zu positionieren, um eine turbulente Luftströmung an dieser Stelle zu bewirken. Das Bewirken einer turbulenten Luftströmung an dieser Stelle kann helfen, einen Teil der Luftströmung zu veranlassen, auf den Abschnitt reduzierten Durchmessers, der durch die abgewinkelten Wände 73, 75 der Venturieinrichtung gebildet ist, gelenkt zu werden.
[0029] Während die Erfindung in Verbindung mit der momentan als die praktikabelste und bevorzugte angesehenen Ausführungsform beschrieben worden ist, versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarte Ausführungsform beschränkt sein soll, sondern dass sie im Gegenteil verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen, die in dem Rahmen und Schutzumfang der beigefügten Ansprüche enthalten sind, mit umfassen soll.
[0030] Ein Brennkammerflammrohr für eine Brennkammer einer Turbinenmaschine enthält ein einwandiges, im Wesentlichen zylindrisches Flammrohr 20, das sich von einem Kopfende zu einem hinteren Ende einer Venturieinrichtung 26 erstreckt, die in einem Innenraum des Flammrohrs zwischen dem Kopfende und dem hinteren Ende ausgebildet ist, wobei die Venturieinrichtung durch einen ersten geneigten Abschnitt 73 des einwandigen Flammrohrs, dessen Durchmesser sich im Verlauf in der Rückwärtsrichtung verringert, und einen zweiten geneigten Abschnitt 75 des einwandigen Flammrohrs gebildet ist, dessen Durchmesser sich im Verlauf in der Rückwärtsrichtung vergrössert, wobei ein hinteres Ende des ersten geneigten Abschnitts mit einem Kopfende des zweiten geneigten Abschnitts verbunden ist.
Teileliste
[0031] <tb>10<sep>Übergangsstück <tb>12<sep>Verdichterabschnitt <tb>20<sep>Brennkammerflammrohr <tb>21, 22<sep>Aussenwand <tb>22<sep>Abschnitt reduzierten Durchmessers <tb>23<sep>Luftlöcher <tb>24<sep>Innenwand <tb>25<sep>Ringraum der Venturieinrichtung <tb>26<sep>Venturiabschnitt <tb>27<sep>Hinteres Ende <tb>30<sep>Strömungshülse <tb>40<sep>Brennkammergehäuse <tb>50<sep>Primäre Brennstoffdüse <tb>60<sep>Sekundäre Brennstoffdüse <tb>70<sep>Leiteinrichtung <tb>72<sep>Ringraum innerhalb der Leiteinrichtung <tb>74<sep>Verdünnungslöcher <tb>76<sep>Turbulatorringe <tb>95<sep>Brennraum

Claims (10)

1. Brennkammerflammrohr für eine Brennkammer einer Turbinenmaschine, das aufweist: ein einwandiges, im Wesentlichen zylindrisches Flammrohr, das sich von einem Kopfende zu einem hinteren Ende erstreckt; eine Venturieinrichtung, die in einem Innenraum des Flammrohrs zwischen dem Kopfende und dem hinteren Ende ausgebildet ist, wobei die Venturieinrichtung gebildet ist durch: einen ersten geneigten Abschnitt des einwandigen Flammrohrs, dessen Durchmesser sich im Verlauf in der Rückwärtsrichtung verringert; und einen zweiten geneigten Abschnitt des einwandigen Flammrohrs, dessen Durchmesser sich im Verlauf in der Rückwärtsrichtung vergrössert, wobei ein hinteres Ende des ersten geneigten Abschnitts mit einem Kopfende des zweiten geneigten Abschnitts verbunden ist.
2. Brennkammerflammrohr nach Anspruch 1, wobei das im Wesentlichen zylindrische Flammrohr einen hinteren zylindrischen Abschnitt enthält, der mit dem hinteren Ende des zweiten geneigten Abschnitts verbunden ist, und wobei mehrere Verdünnungslöcher in dem hinteren zylindrischen Abschnitt ausgebildet sind.
3. Brennkammerflammrohr nach Anspruch 2, wobei die mehreren Verdünnungslöcher in einem Ring angeordnet sind, der sich rings um einen Umfang des hinteren zylindrischen Abschnitts erstreckt, und wobei der Ring aus Verdünnungslöchern von dem hinteren Ende des zweiten geneigten Abschnitts in der Rückwärtsrichtung beabstandet angeordnet ist.
4. Brennkammerflammrohr nach Anspruch 1, wobei das im Wesentlichen zylindrische Flammrohr einen hinteren zylindrischen Abschnitt enthält, der mit dem hinteren Ende des zweiten geneigten Abschnitts verbunden ist, und wobei wenigstens ein Turbulatorring an dem hinteren zylindrischen Abschnitt angeordnet ist, wobei jeder wenigstens eine Turbulatorring von einer Aussenseite des hinteren zylindrischen Abschnitts vorragt und sich um einen Umfang des hinteren zylindrischen Abschnitts herum erstreckt.
5. Brennkammerflammrohr nach Anspruch 4, wobei der wenigstens eine Turbulatorring mehrere Turbulatorringe aufweist, die im Abstand zueinander entlang des hinteren zylindrischen Abschnitts angeordnet sind.
6. Brennkammerflammrohr nach Anspruch 1, das ferner eine Luftleiteinrichtung aufweist, die an einer Aussenseite des einwandigen, im Wesentlichen zylindrischen Flammrohrs derart montiert ist, dass ein Ringraum zwischen der Luftleiteinrichtung und dem im Wesentlichen zylindrischen Flammrohr vorhanden ist, wobei die Luftleiteinrichtung eingerichtet ist, um einen Teil einer Luftströmung, die entlang der Aussenseite des zylindrischen Flammrohrs von einem hinteren Ende zu dem Kopfende strömt, auf eine ringförmige Vertiefung umzulenken, die auf einer Aussenseite des Flammrohrs durch den ersten und den zweiten geneigten Abschnitt gebildet ist.
7. Brennkammerflammrohr nach Anspruch 6, wobei die Luftleiteinrichtung aufweist: einen ersten geneigten Abschnitt, dessen Durchmesser sich im Verlauf in der Rückwärtsrichtung verringert, wobei der erste geneigte Abschnitt der Luftleiteinrichtung zu dem ersten geneigten Abschnitt des Flammrohrs ausgerichtet ist; und einen zweiten geneigten Abschnitt, dessen Durchmesser sich im Verlauf in der Rückwärtsrichtung vergrössert, wobei ein hinterer Abschnitt des ersten geneigten Abschnitts der Luftleiteinrichtung mit einem Kopfende des zweiten geneigten Abschnitts der Luftleiteinrichtung verbunden ist und wobei der zweite geneigte Abschnitt der Luftleiteinrichtung zu dem zweiten geneigten Abschnitt des Flammrohrs ausgerichtet ist.
8. Brennkammerflammrohr nach Anspruch 7, wobei sich ein Kopfende des ersten geneigten Abschnitts der Luftleiteinrichtung in der Kopfendrichtung über ein Kopfende des ersten geneigten Abschnitts des zylindrischen Flammrohrs hinaus erstreckt.
9. Brennkammerflammrohr nach Anspruch 8, wobei sich ein hinteres Ende des zweiten geneigten Abschnitts der Luftleiteinrichtung in der Rückwärtsrichtung über ein hinteres Ende des zweiten geneigten Abschnitts des zylindrischen Flammrohrs hinaus erstreckt.
10. Brennkammerflammrohr nach Anspruch 7, wobei sich ein hinteres Ende des zweiten geneigten Abschnitts der Luftleiteinrichtung in der Rückwärtsrichtung über ein hinteres Ende des zweiten geneigten Abschnitts des zylindrischen Flammrohrs hinaus erstreckt.
CH00289/11A 2010-02-19 2011-02-18 Brennkammerflammrohr für eine Brennkammer einer Turbinenmaschine. CH702738B1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/708,736 US8646277B2 (en) 2010-02-19 2010-02-19 Combustor liner for a turbine engine with venturi and air deflector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CH702738A2 true CH702738A2 (de) 2011-08-31
CH702738B1 CH702738B1 (de) 2015-06-15

Family

ID=44356946

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH00289/11A CH702738B1 (de) 2010-02-19 2011-02-18 Brennkammerflammrohr für eine Brennkammer einer Turbinenmaschine.

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8646277B2 (de)
JP (1) JP5911672B2 (de)
CN (1) CN102213425B (de)
CH (1) CH702738B1 (de)
DE (1) DE102011000788A1 (de)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120047895A1 (en) * 2010-08-26 2012-03-01 General Electric Company Systems and apparatus relating to combustor cooling and operation in gas turbine engines
US9134028B2 (en) * 2012-01-18 2015-09-15 Pratt & Whitney Canada Corp. Combustor for gas turbine engine
US20130318986A1 (en) * 2012-06-05 2013-12-05 General Electric Company Impingement cooled combustor
EP2685171B1 (de) * 2012-07-09 2018-03-21 Ansaldo Energia Switzerland AG Brenneranordnung
US9897317B2 (en) * 2012-10-01 2018-02-20 Ansaldo Energia Ip Uk Limited Thermally free liner retention mechanism
US9869279B2 (en) * 2012-11-02 2018-01-16 General Electric Company System and method for a multi-wall turbine combustor
EP2946092B1 (de) * 2013-01-17 2019-04-17 United Technologies Corporation Auskleidungsanordnung für gasturbinenbrennkammer mit konvergierendem hyperbolischem profil
CN103528094B (zh) * 2013-07-10 2015-04-08 辽宁省燃烧工程技术中心(有限公司) 一种燃气轮机气体燃料干式低氮燃烧装置
US9625158B2 (en) * 2014-02-18 2017-04-18 Dresser-Rand Company Gas turbine combustion acoustic damping system
JP6267085B2 (ja) 2014-09-05 2018-01-24 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ガスタービン燃焼器
CN104654297B (zh) * 2014-12-24 2017-04-05 二重集团(德阳)重型装备股份有限公司 火焰加热喷头
US10253690B2 (en) * 2015-02-04 2019-04-09 General Electric Company Turbine system with exhaust gas recirculation, separation and extraction
US10316746B2 (en) * 2015-02-04 2019-06-11 General Electric Company Turbine system with exhaust gas recirculation, separation and extraction
US10465907B2 (en) * 2015-09-09 2019-11-05 General Electric Company System and method having annular flow path architecture
US10228141B2 (en) 2016-03-04 2019-03-12 General Electric Company Fuel supply conduit assemblies
US10203114B2 (en) 2016-03-04 2019-02-12 General Electric Company Sleeve assemblies and methods of fabricating same
US10337738B2 (en) * 2016-06-22 2019-07-02 General Electric Company Combustor assembly for a turbine engine
US11022313B2 (en) 2016-06-22 2021-06-01 General Electric Company Combustor assembly for a turbine engine
US10655859B2 (en) 2017-01-11 2020-05-19 Honeywell International Inc. Turbine scroll assembly for gas turbine engine
US10598380B2 (en) 2017-09-21 2020-03-24 General Electric Company Canted combustor for gas turbine engine
US11306918B2 (en) * 2018-11-02 2022-04-19 Chromalloy Gas Turbine Llc Turbulator geometry for a combustion liner
JP7132096B2 (ja) * 2018-11-14 2022-09-06 三菱重工業株式会社 ガスタービン燃焼器
US11181269B2 (en) 2018-11-15 2021-11-23 General Electric Company Involute trapped vortex combustor assembly
US11079111B2 (en) 2019-04-29 2021-08-03 Solar Turbines Incorporated Air tube
CN116265810A (zh) * 2021-12-16 2023-06-20 通用电气公司 利用成形冷却栅栏的旋流器反稀释
US11835236B1 (en) 2022-07-05 2023-12-05 General Electric Company Combustor with reverse dilution air introduction

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3907489A (en) * 1974-10-03 1975-09-23 Selas Corp Of America Noise suppressor for burner
US3927958A (en) * 1974-10-29 1975-12-23 Gen Motors Corp Recirculating combustion apparatus
US3938324A (en) * 1974-12-12 1976-02-17 General Motors Corporation Premix combustor with flow constricting baffle between combustion and dilution zones
US4292801A (en) * 1979-07-11 1981-10-06 General Electric Company Dual stage-dual mode low nox combustor
US4845940A (en) * 1981-02-27 1989-07-11 Westinghouse Electric Corp. Low NOx rich-lean combustor especially useful in gas turbines
US5117636A (en) * 1990-02-05 1992-06-02 General Electric Company Low nox emission in gas turbine system
US5253478A (en) * 1991-12-30 1993-10-19 General Electric Company Flame holding diverging centerbody cup construction for a dry low NOx combustor
US5454221A (en) * 1994-03-14 1995-10-03 General Electric Company Dilution flow sleeve for reducing emissions in a gas turbine combustor
US6427446B1 (en) * 2000-09-19 2002-08-06 Power Systems Mfg., Llc Low NOx emission combustion liner with circumferentially angled film cooling holes
EP1461520A4 (de) * 2001-11-30 2010-04-14 Power Systems Mfg Llc Verbrennungsraum/ventur-kühlung für brennraum mit geringer stickoxidemission
US6772595B2 (en) * 2002-06-25 2004-08-10 Power Systems Mfg., Llc Advanced cooling configuration for a low emissions combustor venturi
US6865892B2 (en) * 2002-12-17 2005-03-15 Power Systems Mfg, Llc Combustion chamber/venturi configuration and assembly method
US6951109B2 (en) * 2004-01-06 2005-10-04 General Electric Company Apparatus and methods for minimizing and/or eliminating dilution air leakage in a combustion liner assembly
US7389643B2 (en) * 2005-01-31 2008-06-24 General Electric Company Inboard radial dump venturi for combustion chamber of a gas turbine
US7513115B2 (en) * 2005-05-23 2009-04-07 Power Systems Mfg., Llc Flashback suppression system for a gas turbine combustor
US8028529B2 (en) * 2006-05-04 2011-10-04 General Electric Company Low emissions gas turbine combustor
US8707704B2 (en) 2007-05-31 2014-04-29 General Electric Company Method and apparatus for assembling turbine engines
US20090019854A1 (en) * 2007-07-16 2009-01-22 General Electric Company APPARATUS/METHOD FOR COOLING COMBUSTION CHAMBER/VENTURI IN A LOW NOx COMBUSTOR
US20090053054A1 (en) * 2007-08-20 2009-02-26 General Electric Company LEAKAGE REDUCING VENTURI FOR DRY LOW NITRIC OXIDES (NOx) COMBUSTORS
US7712314B1 (en) * 2009-01-21 2010-05-11 Gas Turbine Efficiency Sweden Ab Venturi cooling system

Also Published As

Publication number Publication date
US20110203287A1 (en) 2011-08-25
JP5911672B2 (ja) 2016-04-27
CH702738B1 (de) 2015-06-15
DE102011000788A1 (de) 2011-08-25
JP2011169576A (ja) 2011-09-01
CN102213425B (zh) 2014-11-19
US8646277B2 (en) 2014-02-11
CN102213425A (zh) 2011-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CH702738A2 (de) Brennkammerflammrohr für eine Turbinenmaschine.
DE102010036656B4 (de) Gestufter Vormischinjektor mit mehreren Rohren
EP2156095B1 (de) Drallfreie stabilisierung der flamme eines vormischbrenners
DE112005002065B4 (de) Gasturbinen-Brennkammer
EP1723369B1 (de) Vormischbrenner sowie verfahren zur verbrennung eines niederkalorischen brenngases
DE60028648T2 (de) Brennkammer mit niedrigem Ausstoss für Gasturbinen
EP3087323B1 (de) Brennstoffdüse, brenner mit einer solchen brennstoffdüse, und gasturbine mit einem solchen brenner
DE102018110969A1 (de) Dual-Brennstoff-Injektoren und Verfahren zur Verwendung in einer Gasturbinenbrennkammer
DE102010017779B4 (de) Radiale Einlassleitschaufeln für einen Brenner
DE102009003572A1 (de) Brennkammerkappe mit Kranzmischöffnungen
DE102005048815A1 (de) Kostengünstige Zweibrennstoffbrennkammer und zugehöriges Verfahren
EP1847684A1 (de) Turbinenschaufel
DE102009025934A1 (de) Diffusionsspitze für magere Direkteinspritzung und zugehöriges Verfahren
DE102009025812A1 (de) Coanda-Einspritzsystem für axial gestufte Niedrigemissionsbrennkammern
CH699760A2 (de) Brennstoffdüse mit einem Brennstoff-Luft-Vormischer für eine Gasturbinenbrennkammer.
CH710573A2 (de) Brennstoffdüse für eine Gasturbinenbrennkammer.
DE102007004394A1 (de) Brenner zum Verbrennen eines Vorgemischs für eine Gasturbine
DE102009025776A1 (de) Brennstoffdüse für eine Gasturbine und Verfahren zur Herstellung derselben
CH697862A2 (de) Brenner mit Vormischer mit radial gestuften Strömungskanälen und Verfahren zum Mischen von Luft und Gas in einem Brenner einer Gasturbine.
CH697801B1 (de) Treibstoffdüse und Diffusionsspitze dafür.
DE102011000879A1 (de) Angewinkelte Leitschaufeln in eriner Brennkammerströmungshülse
DE102018113824A1 (de) System und Verfahren zur Verbrennung eines flüssigen Brennstoffs in einer Gasturbinenbrennkammer
DE102008002934A1 (de) Brennstoffdüse für ein Gasturbinentriebwerk und Verfahren zur Herstellung desselben
DE102017113687A1 (de) Pilotvormischdüse und Kraftstoffdüsenbaugruppe
DE112020001485T5 (de) Brennkammer und Gasturbine

Legal Events

Date Code Title Description
NV New agent

Representative=s name: GENERAL ELECTRIC TECHNOLOGY GMBH GLOBAL PATENT, CH