DE1097213B - Verbrennungsanlage fuer Gasturbinentriebwerke - Google Patents

Verbrennungsanlage fuer Gasturbinentriebwerke

Info

Publication number
DE1097213B
DE1097213B DER23393A DER0023393A DE1097213B DE 1097213 B DE1097213 B DE 1097213B DE R23393 A DER23393 A DE R23393A DE R0023393 A DER0023393 A DE R0023393A DE 1097213 B DE1097213 B DE 1097213B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
combustion
air
flame tube
fuel
vortex
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
DER23393A
Other languages
English (en)
Inventor
Frederick Reginald Murray
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rolls Royce PLC
Original Assignee
Rolls Royce PLC
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 PLC filed Critical Rolls Royce PLC
Priority to DER23393A priority Critical patent/DE1097213B/de
Publication of DE1097213B publication Critical patent/DE1097213B/de
Pending legal-status Critical Current

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
    • 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
    • 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
    • F23R3/42Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Of Fluid Fuel (AREA)

Description

  • Verbrennungsanlage für Gästürbinentriebwerke Die Erfindung betrifft eine Verbrennungsanlage für Gasturbinentriebwerke, welche aus einem öder mehreren Flammrohren und einem oder mehreren Luftgehäusen.besteht, Es sind bereits derartige Verbrennungsanlagen bekannt, bei denen in den Verbrennungsräumen durch die Anordnung der mehrfachen Zuführung von Luft wie auch Brennstoff eine Verbrennung in zwei in der Hauptströmungsrichtung hintereinanderliegenden Verbrennungszonen stattfindet, und zwar mit Verbrennungsringwirbeln entgegengesetzter Richtung in den beiden Verbrennungszonen. Auch bei den bekannten Verbrennungsanlagen sind schon im Bereich des stromaufwärtigen Flammrohren.des Stromunterteilungsflächen vorgesehen, durch welche verschiedene Luftwege gebildet sind; ein erster Luftweg führt dabei über Durchbrechungen am Flammrohrumfang in den Brennraum hinein; die Durchbrechungen am Flammrohrumfang sind so gerichtet und gegenüber dem stromaufwärtigen Flammrohrabschluß so weit stromal> angeordnet, daß der erste stromabwärtige Verbrennungswirbel durch von den Dürchbrechüngen nach dem Zentrum des Verbrennungsraums strömende Luft wenigstens teilweise tangiert und unterhalten wird.
  • Es hat sich gezeigt, daß bei den bekannten Verbrennungsanlagen die in Strömungsrichtung hintereinanderliegenden Verbrennungswirbel nicht stabil sind.
  • Erfindungsgemäß ist deshalb eine Verbrennungsanlage derart ausgebildet, daß der zweite Luftweg in an sich bekannter Weise zentral in das Flammrohr innerhalb einer Leitung,. verläuft und durch stromoberhalb von Durchbrechungen der Stromunterteilungsflächen gelegene Ausflußöffnungen in den Verbrennungsraum führt, wobei diese Ausflußöffnüngen so angeordnet und gerichtet sind, daß der zweite stromaufwärtige Verbrennungswirbel durch von den Ausflußöffnungen nach den Stromunterteilungsflächen strömende Luft wenigstens teilweise tangiert und unterhalten wird (sämtliche Figuren).
  • Die Ausflußöffnungen des zweiten Luftwegs sind dabei zweckmäßig so gerichtet und so weit stromab in den Verbrennungsraum hineingezogen angeordnet, daß ein durch sie nach dem zweiten Verbrennungswirbel strömendes Verbrennungsgemisch nach dem Austritt aus diesen Ausflußöffnungen zunächst vom Zentrum des Flammrohres nach den Stromünterteilungsflächen hin, sodann stromaufwärts, sodann wieder nach dem Zentrum hin und schließlich in der Hauptströmungsrichtung strömt; die Durchbrechüngen der Luftstromunterteilungsflächen sind dabei so gerichtet und so angeordnet, daß mindestens ein Teil der durch sie in den ersten stromabwärtigen Verbrennungswirbel einströmenden Verbrennungsluft anschließend an den Strömungsweg nach dem Zentrum des Verbrennungsraums hin, gegen die Hauptströmungsrichtung, hierauf nach den Wänden des Verbrennungsraumes hin und schließlich in der Hauptströmüngsrichtung strömt.
  • Diese Art der Führung des Luftstroms innerhalb des Verbrennungsraums ist an sich bekannt.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist innerhalb der Leitung des zweiten Luftwegs ein Verteiler mit einer stromaufwärts gerichteten Eintrittsöffnung und einer Reihe von radial abstehenden, die Leitung durchsetzenden, in den zweiten Verbrennungswirbel führenden Verzweigungsarmen vorgesehen, ferner ein Einspritzgerät, welches in den Verteiler Brennstoff einspritzt, so daß dieser von der durch den Verteiler strömenden Luft in an sich bekannter Weise mitgerissen wird und in den zweiten Verbrennungswirbel gelangt. Dabei kann innerhalb der den zweiten Luftweg bildenden Leitung eine Brennstoffdüse vorgesehen sein, welche Brennstoff in an sich bekannter Weise durch die Ausflußöffnungen in den ersten Verbrennungswirbel einspritzt.
  • Innerhalb der den zweiten Luftweg bildenden Leitung können auch in an sich bekannter Weise Einspritzdüsen untergebracht sein, welche Brennstoff in die durch diese Leitung nach dem zweiten Verbrennungswirbel fließende Luft einsprühen.
  • Die Brennstoffzufuhr für die Verbrennung in dem ersten Verbrennungswirbel kann in an sich bekannter Weise auch durch eine in den Verbrennungsraum eingeführte Einspritzdüse erfolgen. Weiter können Brennstoffdüsen vorhanden sein, welche Brennstoff stromunterhalb des stromabwärtigen Verbrennungswirbels in den Verbrennungsraum in Strömungsrichtung einspritzen.
  • Die Stromunterteilungsfläche ist bei einer Ausführungsform in an sich bekannter Weise als Glocke ausgebildet, deren Scheitelende im Bereich des stromaufwärtigen Flammrohrendes liegt und welche Durchbrechungen in ihrem stromünterseitigen an das Flammrohr anschließenden Bereich aufweist. Bei dieser Ausführungsform ist die den zweiten Luftweg bildende Leitung von einem zentral in die Glocke eingeführten Rohr gebildet, das -an seinem stromunterseitigen, innerhalb der Glocke-gelegenen Ende Luftausflußöffnungen aufweist.
  • An dem Verteiler kann eine Brennstoffdüse befestigt sein, welche innerhalb der Leitung liegt und Brennstoff in an sich bekannter -Weise durch die Ausflußöffnungen der Leitung in den: ersten Verbrennungsringwirbel einsprüht.
  • Die Erfindung läßt sich auch bei Verbrennungsanlagen für Gasturbinenstrahltriebwerke mit ringförmigem Luftgehäuse und ringförmigem vorn inneren und äußeren Ringwänden gebildetem Flammrohr anwenden, bei denen ringförmige Luftstromunterteilungswände an der Innenfläche der äußeren Flammrohrwand und an der Außenfläche der inneren Flammrohrwand angebracht sind und bei denen zwischen den Luftstromunterteilungswänden und den Flammrohrwänden Luftkanäle gebildet sind, durch welche die Luft in der allgemeinen Strömungsrichtung nach Durchbrechungen der Luftstromunterteilungswände strömt.
  • Erfindungsgemäß sind bei einer solchen Anordnung die Durchbrechungen der Luftstromunterteilungswände im Bereich des ersten Verbrennungswirbels angeordnet; an dem stromaufwärtigen Ende einer jeden der beiden ringförmigen-Luftstromunterteilungswände sind in an sich bekannter Weise Leitflächen befestigt, welche zwischen sich eine in einer mittleren Ringzone des Flammrohrs liegende Luftleitung bilden; zwischen den ringförmigen Luftstromunterteilungswänden liegt eine an sich bekannte Ringplatte, deren Profil eine ringförmige Rippe und zu beiden Seiten dieser Rippe zwei ringförmige Mulden aufweist, wobei die Rippe die Luftleitung stromunterseitig abschließt und in ihren Flanken Ausflußöffnungen aufweist, durch welche Luft aus der Leitung in den zweiten Verbrennungswirbel treten kann.
  • Die Figuren zeigen Beispiele der Erfindung. Es steilt dar Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine erste Ausführung, Fig.2 eine ähnliche Ansicht einer zweiten Ausführungsform, Fig.3- eine ähnliche Ansicht einer dritten Ausführungsform, Fig.4 eine ähnliche Ansicht einer vierten Ausführungsform, Fig. 5 einen Schnitt nach Linie 5-5 der Fig. 4.
  • Die in Fig. 1 dargestellte Brennanlage besteht aus einem Flammrohr 10, welches innerhalb eines rohrförmigen Luftgehäuses 11 untergebracht ist; es ist also um das Flammrohr herum ein Luftkanal gebildet.
  • Das Luftgehäuse 11 besteht aus einem diffusorartigen Abschnitt 11 a, welcher an einem (nicht eing r 7 e,eichneten) Verdichter des Gasturbinenaggregats angeschlossen ist, und einem Hauptabschnitt 11 b, welcher, von dem diffusorartigen Abschnitt ausgehend, bis zu der zugehörigen Turbine (nicht eingezeichnet führt.
  • Das Flammrohr 10 besteht aus einem stromaufwärtigen Abschnitt 12 mit einer Eintrittsöffnung 13, welche mit der Eintrittsöffnung des diffusorartigen Lufkanalabschnitts 11d fluchtet und einem stromabwärtigen Abschnitt 14; in den Wänden des stromabwärtigen Abschnitts 14 sind große Öffnungen 15 ausgebildet, durch welche Luft aus dem zwischen Flammrohr und Luftgehäuse gebildeten Raum in das Innere des Flammrohrs eindringen kann.
  • In dem stromaufwärtigen Abschnitt 12 des Flammrohrs 10 ist eine glockenförmige Stromunterteilungsfläche 16 eingebaut; der Scheitel der Glocke fällt mit dem stromaufwärtigen Ende des Brennraums zusammen. Die glockenförmige Stromunterteilungsfläche 16 verläuft im wesentlichen parallel zum stromoberseitigen Abschnitt des Flammrohrs und ist an diesem durch einen Flansch 17 befestigt. Ein Teil der in das Flammrohr durch dessen Eintrittsöffnung 13 einströmenden Luft strömt in Richtung des Pfeils 18 zwischen, den Wänden des stromoberseitigen Flammrohrabschnitts 12 und der glockenförmigen Luftstromunterteilungsfläche 16 und weiter durch einen Kranz von knapp oberhalb des Flansches 17 liegende Durchbrechungen 20 der glockenförmigen Luftstromunterteilungsfläche. Eine geringere Strömung findet auch durch Durchbrechungen in dem Flansch 17 hindurch statt.
  • In die glockenförmige Luftstromunterteilungsfläche wird Brennstoff als auch Verbrennungsluft eingeführt. Die Luftzufuhr besorgt eine Leitung 21, welche durch den kuppelartigen Abschluß der glockenförmigen Luftstromunterteilungswand 16 hindurchgeführt ist. Das stromaufwärtige offene Ende dieser Leitung fluchtet mit der Eintrittsöffnung 13; ein mittlerer Abschnitt der Leitung21 ist eingeschnürt, so daß diese die Form einer Venturidüse besitzt; an dem stromabwärtigen Ende der Leitung 21 ist eine Kappe 22 mit kegelstumpfförmiger seitlicher Begrenzungsfläche angebracht; in der seitlichen Begrenzungsfläche ist ein Kranz von Ausflußöffnungen 23 vorgesehen. Innerhalb der Leitung 21 liegt ein Verteiler 24 mit vier, in radialer Richtung verlaufenden Verzweigungsarmen 25, welche durch die Leitung 21 hindurchtreten, und zwar stromaufwärts vor der Einschnürung dieser Leitung 21. Der Verteiler 24 ist nach der Eintrittsöffnung 13 hin offen; die Verzweigungsarme 25 führen nach dem die Leitung 21 umgebendem Raum. Eine Rohrleitung27 versorgt eine Brennstoffeinspritzdüse 26 mit flüssigem Brennstoff, welcher in dem Verteiler 24 versprüht wird. Im Inneren der glockenförmigen: Stromunterteilungsfläche 16 ist eine kegelstumpfförmige Umlenkplatte 29 befestigt, welche nach der Einschnürung der Leitung 21 hin konvergiert. Durch Löcher 20 und ein Brennstoffeinspritzrohr 28 gelangen weiterer Brennstoff bzw. Luft in das Flammrohr 10. Eine Düse 30 des Brennstoffeinspritzrohrs 28 spritzt Brennstoff gegen die allgemeine Strömungsrichtung aus, eine weitere Düse 31 in der allgemeinen Strömungsrichtung.
  • Ein Teil der in dem Diffusorabschnitt 11a einströmenden Luft durchsetzt die Eintrittsöffnung 13; der Rest fließt außerhalb des Flammrohrs nach den Durchbrechungen 15 hin.
  • Die durch die Eintrittsöffnung 13 strömende Luft fließt teilweise in, den Verteiler 24, in dem sie mit Brennstoff besprüht wird, um als Brennstoffgemisch sodann durch die Verzweigungsarme 25 und schließlich durch die Umlenkplatte 29 nach der Außenseite der Leitung 21 hingelenkt zu werden, teilweise durch die Leitung 21 nach einem Kranz von Ausflußöffnungen 23 und durch diese hindurch gegen die glockenförmige Unterteilungswand 16 zu und teilweise in Richtung des Pfeiles 18 nach den Durchbrechungen der Luftstromunterteilungswand hin.
  • Das aus den Verzweigungsarmen 25 kommende Brennstoff-Luftgemisch und die durch die Ausflußöffnungen 23 eintretende Luft (zweiter Luftweg) vereinigen sich in einer Verbrennungszone 32 und bilden einen zweiten Verbrennungsringwirbel, wie er durch die Pfeile 33 angedeutet ist; innerhalb dieses Wirbels strömt das Gemisch zunächst nach der glockenförmigen Stromunterteilungswand 16 hin, sodann gegen die allgemeine Strömungsrichtung, hierauf nach der Leitung 21 zurück und schließlich in der allgemeinen Strömungsrichtung. Die Brennstoff- und Luftmengen der Verbrennungszone 32 stehen in ihrem stöchiometrischen Verhältnis.
  • Die durch die Durchbrechungen 20 eintretende Luft und der durch die Brennstoffdüse 30 eingespritzte Brennstoff vereinigen sich in: einer Verbrennungszone 34, welche knapp stromabwärts der Verbrennungszone 32 liegt. Auch hier entsteht ein Verbrennungsringwirbe135, und zwar ist sein Drehsinn entgegengesetzt demjenigen des Verbrennungsringwirbels der Zone 32. In der Zone 34 strömt also das brennende Brennstoff-Luftgemisch zunächst nach der Mittelachse des Flammrohrs hin, dann, gegen die allgemeine Strömungsrichtung, hierauf nach der Luftstromunterteilungsfläche 16 hin und schließlich in der allgemeinen Strömungsrichtung.
  • Die Verbrennungsprodukte der Verbrennungszonen 32 und 34 strömen sodann weiter in der allgemeinen Strömungsrichtung und erhalten noch einmal Brennstoff beigemischt, nämlich den durch die Düse 31 eingespritzten Brennstoff. Dieser verbrennt mit der in den Verbrennungsprodukten noch enthaltenen überschußluft und mit Zusatzluft, welche durch Öffnungen 15 in den Verbrennungsraum eintritt. Die durch die Öffnungen 15 in den Verbrennungsraum eintretende Luft führt außerdem eine gewisse Abkühlung der Verbrennungsprodukte herbei.
  • Die Verbrennung in zwei gegenläufigen Ringwirbeln erhöht den Wirkungsgrad der Verbrennung.
  • In Fig.2 ist eine ringförmige Verbrennungsanlage dargestellt, bei der zwischen der inneren. und der äußeren Wand 40 bzw. 41 eines Luftgehäuses innere und äußere Wände42 bzw. 43 eines ringförmigen Flammrohrs liegen. Die Flammrohrwände 42, 43 sind aus mehreren Abschnitten zusammengesetzt und besitzen an ihren stromabwärtigen Enden große Öffnungen 44; durch die Öffnungen 44 kann Luft, welche in den Räumen zwischen den inneren Wänden 40,42 und den äußeren Wänden41, 43 fließt, in den. zwischen Flammrohrwänden 42 und 43 liegenden Brennraum eindringen.
  • Die stromaufwärtigen Kanten der Flammrohrwände 42. 43 bilden zwischen sich einen ringförmigen Lufteintritt 45. An der Innenfläche der äußeren Flammrohrwand 43 und an der Außenfläche der inneren Flammrohrwand 42 sind ringförmige Luftstromunterteilungsflächen 46, 47 angebracht. Jede der Luftstromunterteilungsflächen 46, 47 hat einen dem Verlauf der benachbarten Flammrohrwände 43 bzw. 42 ähnlichen Verlauf; an ihren stromabwärtigen Enden sind die Luftstromunterteilungsflächen@ 46, 47 mit Flansche 48 für die Befestigung an den Flammrohrwänden versehen. An den stromaufwärtigen Enden sind die Luftstromunterteilungsflächen 46, 47 zu Leitflächen 49 umgebogen, welche zur Achse des Flammrohrs parallel liegen. Diese Leitflächen 49 bilden zwischen sich eine Leitung. Knapp stromaufwärts der Flansche 48 sind in den Stromunterteilungsflächen Kränze von Durchbrechungen50 ausgebildet; durch diese Durchbrechungen kann die zwischen den Luftstromunterteilungsflächen 46,47 einerseits und den Flammrohrwänden 43, 42 andererseits strömende Luft in den Verbrennungsraum innerhalb des Flammrohrs eintreten.
  • Zwischen den Luftstromunterteilungsflächen 46 und 47 erstreckt sich ein Blechring, welcher an den stromabwärtigen Rändern der Leitflächen 49 befestigt ist. Der Querschnitt des Blechrings weist eine ringförmige stromabwärts vorstehende Rippe51 auf; diese Rippe schließt den Raum zwischen den Leitflächen 49. Nach innen und außen schließt sich an, diese Rippe je eine ringförmige Mulde 52 an. In den Seitenflanken der Rippe sind Kränze von Ausflußöffnungen 51a ausgebildet.
  • Der Brennstoff wird in den Raum zwischen den Leitflächen 49 mittels eines Einspritzrohrs 53 eingespritzt; das Einspritzrohr53 hängt an einer Rohrleitung 54. Weiter wird knapp stromabwärts der Luftunterteilungsflächen 46, 47 Brennstoff durch ein Brennstoffeinspritzrohr 55 eingespritzt; das Brennstoffeinspritzrohr 55 weist eine gegen die allgemeine Strömung gerichtete Düse 56 und eine mit der allgemeinen Strömung gerichtete Düse 57 auf.
  • Das Brennstoffeinspritzrohr 53 und die Leitung zwischen den Leitflächen 49 erzeugen. ein Luft-Brennstoff-Gemisch, welches einen zweiten Verbrennungsringwirbel 59 aufbauen hilft; in diesem strömt das Gemisch zunächst von einer mittleren Stelle des Flammrohrs nach den Luftstromunterteilungsflächen 46, 47, sodann gegen die allgemeine Strömungsrichtung, hierauf nach der Mitte des Flammrohrs hin und schließlich in Richtung der allgemeinen Strömung. Die Luft- und Brennstoffmengen stehen auch hier in ihrem stöchiometrischen Verhältnis zueinander.
  • Die Durchbrechungen 50 in den Luftstromunterteilungsflächen 46 und 47 und die Brennstoffeinspritzdüse 56 liefern ein weiteres Gemisch, welches in einer Verbrennungszone 60 einen ersten Verbrennungsringwirbel hervorruft. Der Drehsinn dieses ersten Verbrennungsrin.gwirbels ist demjenigen des vorhergenannten zweiten ähnlich, d. h., das Gemisch strömt zunächst von den Durchbrechungen, 50 nach der Mitte des Flammrohrs hin, dann gegen die Strömungsrichtung, hierauf von der Mitte des Flammrohrs weg nach den L uftstromunterteilungsflächen 46, 47 und schließlich in Richtung der allgemeinen Strömung. Der aus der Düse 57 kommende Brennstoff mischt sich mit den Verbrennungsgasen der Verbrennungszonen 58, 60 und wird mit der in diesen Gasen enthaltenen Überschußluft sowie mit zusätzlicher, durch die Öffnungen 44 zutretender Luft verbrannt, welche die Verbrennungsgase, während sie sich mit ihnen mischt, abkühlt.
  • In Fig.3 ist eine Verbrennungsanlage gezeichnet, welche in ihrem Aufbau derjenigen-der Fig. 1 ähnlich ist. Gleiche Teile sind in den Fig. 1 und 3 mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. An, Stelle des Verteilers 24, 25 und der Brennstoffeinspritzrohre 26, 28 ist in der Ausführungsform der Fig. 3 eine ringförmige Mulde 62 geschaffen worden, welche die Leitung 21 in der Nähe ihrer Einschnürungsstelle umgibt; diese Ringmulde ist, gegen die Strömungsrichtung betrachtet, konkav. Der Brennstoff wird beiden Verbrennungszonen von einem einzigen Brennstoffeinspritzrobr 63 geliefert. Das Einspritzrohr 63 besitzt in ringförmiger .Anordnung eine Reihe von# Brennstoffdüsen 64, welche Brennstoff in die innerhalb der Kappe22 strömende Luft einspritzen, bevor diese Luft in eine Verbrennungszone 65 durch die Durchbrechungen 23 austreten kann; durch eine zentrale Öffnung der Kappe spritzt das Einspritzrohr 63 Brennstoff auch nach der Verbrennungszone 67.
  • Genauso wie in der Ausführungsform der Fig. 1 treten in den Zonen 65 und 66 gegenläufige Verbrennungsringwirbel auf, welche durch die Pfeile 33 und 35 dargestellt sind.
  • In den Fig.4 und 5 ist eine vierte Ausführung form einer Brennanlage gezeichnet; die Brennanlage besteht aus einem Luftgehäuse, welches sich aus einem diffusorartigenAbschnitt70 und einem Hauptabschnitt 71 zusammensetzt, und einem innerhalb des Luftgehäuses in gewissem Abstand von dessen Wänden untergebrachten Flammrohr; das Flammrohr setzt :ich ebenfalls aus einigen Abschnitten zusammen, insbesondere einem Eintrittsabschnitt 72 und einem Abschnitt 73 mit großen Lufteintrittsöffnungen 74.
  • Innerhalb des Eintrittsabschnittes 72 des Flammrohrs ist wiederum eine glockenförmige Luftstromunterteilungsfläche75 a untergebracht, welche an ihrem stromabwärtigen Ende mit Hilfe eines nach außen ragenden Flansches 75 b an der Wand des Flammrohrs befestigt ist. Die glockenförmige Luftstromunterteilungsfläche 75 weist einen Kranz vonDurchbrechungen 89 auf, und. zwar in der Nähe des Flansches 75 b. Am Scheitel 75a - der glockenförmigen Luftstromunterteilungsfläche 75 ist eine Luftzutrittsöffnung 76 in Flucht mit einer Eintrittsöffnung 77 am stromaufwärtigen Abschluß des Flammrohrabschnitts 72. An die Lufteintrittsöffnung 76 schließt sich eine eingeschnürte Leitung 78 an. Diese Leitung reicht in das Innere der glockenförmigen Luftstromunterteilungsfläche 75 hinein. An ihrem stromabwärtigen Ende ist die Leitung 78 mit einer kegelstumpfförmigen Kappe 79 abgedeckt, in deren konischem Mantel eine Reihe von Ausflußöffnungen ausgebildet ist.
  • In das Rohr 78 ist ein Verteiler 81 eingesetzt, der nach der Lufteintrittsöffnung 77 hin offen ist. Die Verzweigungsarme 81a des Verteilers reichen durch die Leitung 78 hindurch, und zwar an einer Stelle stromaufwärts der Einschnürung dieses Rohrs; diese Verzweigungsarme ragen in. den .Verbrennungsraum hinein, und zwar an einer Stelle unmittelbar stromabwärts einer in. Gegenstromrichtung betrachtet konkaven Ringmulde 83. Die Verzweigungsarme 81a weisen Austrittsöffnungen 84 an ihren radial äußeren Enden auf, welche die Form tangential gerichteter Schlitze haben. Nach einer anderen Ausführungsform braucht in den Verzweigungsarmen nur ein einziger tangential gerichteter Schlitz vorgesehen zu sein; wenn die Schlitze der einzelnen Verzweigungsarme s .- mtlich die gleiche Richtung haben, so wird die Bildung eines Ringwirbels um die Achse des Flammrohrs begünstigt.
  • Der Brennstoff wird bei der Ausführungsform der Fig. -1 durch eine Rohrleitung 85 zugeführt, welche üine Düse 86 versorgt. Diese Düse sprüht Brennstoff in den Verteiler ein; eine zweite Rohrleitung 87 führt Brennstoff nach einer Einspritzdüse 88, welche an dem Verteiler befestigt ist und einen konischen Brennstoffstrahl durch die Ausflußöffnungen 80 aussprüht.
  • Bei der Ausführungsform der Fig.4 liefern die Düse 86 und der Verteiler 81 und auch die Ausflußi>ffnungen 80 ein Brennstoff-Luftgemisch, welches in eine Verbrennungszone 90 eintritt. Hier entsteht ein zweiter Verbrennungsringwirbel, dessen Richtung durch die Pfeile 91 angegeben ist.
  • Weiter-. wird von der Düse 88 und den Durchhrechungen ein Gemisch geliefert, das in der Verbrennungszone 92 einen ersten Verbrennungsringwirbel mit dem Drehsinn des zweiten entgegengerichteten Drehsinns aufbaut. Der aus der Düse 88 ausgespritzte Brennstoff tritt ebenfalls durch die Ausflußöffnungen in die Zone 92 ein, und zwar annähernd. tangential zu dem Verbrennungsringwirbel der Zone 92.
  • In sämtlichen Konstruktionen sind Zündgeräte 95 vorgesehen, und. zwar in den stromaufwärtigen Verbrennungszonen 32 bzw. 58 bzw. 90.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1.. Verbrennungsanlage für Gasturbinentriebwerke, bestehend aus einem oder mehreren Flammrohren und einem oder mehreren Luftgehäusen, bei der in den Verbrennungsräumen durch die Anordnung der mehrfachen Zuführung von Luft wie auch Brennstoff eine Verbrennung in zwei in der Hauptströmungsrichtung hintereinanderliegenden Verbrennungszonen stattfindet, und zwar mit Verbrennungsringwirbeln entgegengesetzter Drehrichtung in den beiden Verbrennungszonen, wobei im Bereich des stromaufwärtigen Flammrohrendes Stromunterteilungsflächen vorgesehen sind, die einen ersten über Durchbrechungen am Flammrohrumfang in den Brennraum mündenden Luftweg bilden, welche Durchbrechungen so gerichtet und gegenüber dem stromaufwärtigen Flammrohrabschluß so weit stromab angeordnet sind, daßder erste, strömabwärti:ge Verbrennungsringwirbel durch von den Durchbrechungen nach dem Zentrum des Verbrennungsraumes strömende Luft wenigstens teilweise tangiert und unterhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Luftweg in an sich.bekannter Weise zentral in das Flammrohr (12, 42, 72) innerhalb einer Leitung (21, 49, 78) verläuft und -durch stromoberhalb von Durchbrechungen (20, 50, 89) der Stromunterteilungsflächen gelegene Ausflußöffnungen (23, 51 a, 80) in den Verbrennungsraum führt, wobei diese Ausflußöffnungen so angeordnet und gerichtet sind, daß der zweite, stromaufwärtige Verbrennungswirbel (33., 59, 91) durch von den Ausflußöffnungen (23, 51 a, 80) nach den Stromunterteilüngsflächen strömende Luft wenigstens teilweise tangiert und unterhalten wird (sämtliche Figuren).
  2. 2. Verbrennungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausflußöffnungen (23, 51 a, 80) des zweiten Luftweges (21, 49, 78) so gerichtet und so weit stromab in den Verbrennungsraum hineingezogen angeordnet sind, daß ein durch sie an den zweiten, stromaufwärtigen Verbrennungswirbel (33, 59, 91) strömendes Verbrennungsgemisch anschließend an den Strömungsweg vom Zentrum des Flammrohres aus nach dessen Wänden, stromaufwärts, sodann wieder nach dem Zentrum hin und schließlich in. der Hauptströmungsrichtung strömt, und daß die Durchbrechungen (20, 50, 89) der Luftstromunterteilungsfläche so gerichtet und so angeordnet sind, daß in. an sich bekannter Weise mindestens ein Teil der durch sie in den ersten; stromabwärtigen Verbrennungswirbel (35, 60,. 93) einströmenden Verbrennungsluft anschließend an den Strömungsweg nach dem Zentrum des Verbrennungsraumes hin, gegen die Hauptströmungsrichtung, hierauf nach den Wänden des Verbrennungsraumes hin und schließlich in der Hauptströmungsrichtung strömt (sämtliche Figuren).
  3. 3. Verbrennungsanlage nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch einen innerhalb der Leitung (21,78) des zweiten Luftweges liegenden Verteiler (24, 25, 81, 81ä) mit einer stromaufwärts gerichteten Eintrittsöffnung und einer Reihe von radial abstehenden, die Leitung (21, 78) durchsetzenden, in den zweiten Verbrennungswirbel (33., 91) führenden Verzweigungsarmen (25, 81a) sowie durch ein Einspritzgerät (26, 86), welches in den Verteiler Brennstoff einspritzt, so daß dieser von der durch den Verteiler (24, 25, 81, 81 a) strömenden Luft in an sich bekannter Weise mitgerissen wird und in den zweiten Verbrennungswirbel (33, 91) gelangt (Fig. 1 und 4).
  4. 4. Verbrennungsanlage nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der den zweiten Luftweg bildenden Leitung (78) eine Brennstoffdüse (88) vorgesehen ist, welche Brennstoff in an sich bekannter Weise durch die Ausflußöffnungen (80) in den ersten Verbrennungswirbel (93) einspritzt (Fig. 4).
  5. 5. Verbrennungsanlage nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzdüsen (53, 64) in an sich bekannter Weise innerhalb der Leitung (49, 21) vorgesehen sind, welche Brennstoff in die durch die Leitung (49, 21) nach dem zweiten Verbrennungswirbel (59, 33) fließende Luft einsprühen (Fig. 2 und 3).
  6. 6. Verbrennungsanlage nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise innerhalb des Verbrennungsraumes eine Einspritzdüse (30, 56) vorgesehen ist, welche Brennstoff stromaufwärts in den ersten Verbrennungswirbel (34, 60) einsprüht (Fig. 1 und 2).
  7. 7. Verbrennungsanlage nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Brennstoffdüsen (31, 57) vorgesehen sind, welche Brennstoff stromunterhalb des stromabwärtigen Verbrennungswirbels in den Verbrennungsraum in Strömungsrichtung einspritzen (Fig. 1 und 2). B. Verbrennungsanlage nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromunterteilungsfläche (16, 75) in an sich bekannter Weise als Glocke ausgebildet ist, deren Scheitelende im Bereich des stromoberseitigen Flammrohrendes liegt und welche Durchbrechungen (20, 89) in ihrem stromunterseitigen, an das Flammrohr anschließenden Bereich aufweist, und daß ferner die Leitung von einem zentral in die Glocke eingeführten Rohr (21, 78) gebildet ist, das an seinem stromunterseitigen, innerhalb der Glocke gelegenen Ende Luftausflußöffnungen (23, 80) aufweist (Fig. 1, 3 und 4). . 9. Verbrennungsanlage nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Verteiler (81, 82) eine Brennstoffdüse (88) befestigt ist, welche innerhalb der Leitung (78) liegt und Brennstoff in an sich bekannter Weise durch die Ausflußöffnungen (80) der Leitung (78) tangential in den ersten Verbrennungsringwirbel (93) einsprüht (Fig. 4). 10. Verbrennungsanlage für Gasturbinentriebwerke nach Anspruch 1 bis 7 mit ringförmigem Luftgehäuse und ringförmigem, von inneren und äußeren Ringwänden gebildetem Flammrohr, bei der ringförmige Luftstromunterteilungswände an der Innenfläche der äußeren Flammrohrwand und an der Außenfläche der inneren Flammrohrwände befestigt sind und zwischen sich und den Flammrohrwänden Luftkanäle bilden, durch welche die Luft in der allgemeinen Strömungsrichtung nach Durchbrechungen der Luftstromunterteilungsfläche strömt, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen der Luftstromunterteilungswände im Bereich des ersten Verbrennungswirbels angeordnet sind, daß an dem stromaufwärtigen Ende einer jeden der beiden ringförmigen Luftstromunterteilungswände (46, 47) in an sich bekannter Weise Leitflächen (49) befestigt sind, welche zwischen sich eine in einer mittleren Ringzone des Flammrohrs liegende Luftleitung bilden, daß zwischen den ringförmigen Luftstromunterteilungswänden (46, 47) eine an sich bekannte Ringplatte liegt, deren Profil eine ringförmige Rippe (51) und zu beiden Seiten dieser Rippe zwei ringförmige Mulden (52) aufweist, wobei die Rippe (51) die Luftleitung stromunterseitig abschließt und in ihren Flanken Ausflußöffnungen (51 a) aufweist, durch welche Luft aus der Leitung in den zweiten Verbrennungswirbel (59) treten kann. In Betracht gezogene Druckschriften Deutsche Auslegeschrift Nr. 1000 189; schweizerische Patentschrift Nr. 273 847; britische Patentschriften N r. 780 493, 777 948, 775 365, 774 704, 765 327, 763 359, 757 871, 733 485, 723 413; USA.-Patentschriften Nr. 2 635 426, 2 529 506; »Luftfahrttechnik«, Heft 4 vom August 1955, S.58; »Aero Digest<:, Bd. 60. Heft 2 (Februar 1950), S.53, 54.
DER23393A 1958-05-22 1958-05-22 Verbrennungsanlage fuer Gasturbinentriebwerke Pending DE1097213B (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DER23393A DE1097213B (de) 1958-05-22 1958-05-22 Verbrennungsanlage fuer Gasturbinentriebwerke

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DER23393A DE1097213B (de) 1958-05-22 1958-05-22 Verbrennungsanlage fuer Gasturbinentriebwerke

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1097213B true DE1097213B (de) 1961-01-12

Family

ID=7401404

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DER23393A Pending DE1097213B (de) 1958-05-22 1958-05-22 Verbrennungsanlage fuer Gasturbinentriebwerke

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1097213B (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2157181A1 (de) * 1970-09-11 1973-05-24 Lucas Industries Ltd Flammrohr fuer gasturbine
DE2902707A1 (de) * 1978-01-28 1979-08-02 Rolls Royce Brenneinrichtung fuer gasturbinentriebwerke

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2529506A (en) * 1944-04-15 1950-11-14 Power Jets Res & Dev Ltd Burner for liquid or gaseous fuels
CH273847A (de) * 1947-11-03 1951-02-28 Power Jets Res & Dev Ltd Verbrennungsvorrichtung.
US2635426A (en) * 1949-06-29 1953-04-21 A V Roe Canada Ltd Annular vaporizer
GB723413A (en) * 1949-07-22 1955-02-09 Lysholm Alf Improvements in combustion chambers for gas turbines, jet propulsion plants and the like
GB733485A (en) * 1952-05-16 1955-07-13 Lucas Industries Ltd Combustion chambers for prime movers
GB757871A (en) * 1953-12-07 1956-09-26 Gen Electric Improvements in and relating to combustion chambers
GB763359A (en) * 1954-01-21 1956-12-12 Lucas Industries Ltd Combustion chambers for jet propulsion engines, gas turbines or other apparatus
GB765327A (en) * 1954-02-23 1957-01-09 Gen Electric Improvements relating to combustion chambers
GB774704A (en) * 1952-05-07 1957-05-15 Rolls Royce Improvements relating to combustion equipment for gas-turbine engines
GB775365A (en) * 1954-05-06 1957-05-22 Nat Res Dev Improvements in or relating to combustion apparatus
GB777948A (en) * 1954-02-12 1957-07-03 Rolls Royce Improvements in or relating to combustion equipment for gas turbine engines
GB780493A (en) * 1954-07-20 1957-08-07 Rolls Royce Improvements relating to combustion equipment for gas-turbine engines

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2529506A (en) * 1944-04-15 1950-11-14 Power Jets Res & Dev Ltd Burner for liquid or gaseous fuels
CH273847A (de) * 1947-11-03 1951-02-28 Power Jets Res & Dev Ltd Verbrennungsvorrichtung.
US2635426A (en) * 1949-06-29 1953-04-21 A V Roe Canada Ltd Annular vaporizer
GB723413A (en) * 1949-07-22 1955-02-09 Lysholm Alf Improvements in combustion chambers for gas turbines, jet propulsion plants and the like
GB774704A (en) * 1952-05-07 1957-05-15 Rolls Royce Improvements relating to combustion equipment for gas-turbine engines
GB733485A (en) * 1952-05-16 1955-07-13 Lucas Industries Ltd Combustion chambers for prime movers
GB757871A (en) * 1953-12-07 1956-09-26 Gen Electric Improvements in and relating to combustion chambers
GB763359A (en) * 1954-01-21 1956-12-12 Lucas Industries Ltd Combustion chambers for jet propulsion engines, gas turbines or other apparatus
GB777948A (en) * 1954-02-12 1957-07-03 Rolls Royce Improvements in or relating to combustion equipment for gas turbine engines
GB765327A (en) * 1954-02-23 1957-01-09 Gen Electric Improvements relating to combustion chambers
GB775365A (en) * 1954-05-06 1957-05-22 Nat Res Dev Improvements in or relating to combustion apparatus
GB780493A (en) * 1954-07-20 1957-08-07 Rolls Royce Improvements relating to combustion equipment for gas-turbine engines

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2157181A1 (de) * 1970-09-11 1973-05-24 Lucas Industries Ltd Flammrohr fuer gasturbine
DE2902707A1 (de) * 1978-01-28 1979-08-02 Rolls Royce Brenneinrichtung fuer gasturbinentriebwerke

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2442895C2 (de) Vorrichtung zur Zuführung von Luft und Brennstoff in eine Brennkammer
DE69513542T2 (de) Brennstoffdüse
DE60310170T2 (de) Brennstoffinjektionsvorrichtung
DE2825431C2 (de) Vorrichtung zur Zufuhr von Luft und Brennstoff in die Brennkammer eines Gasturbinentriebwerkes
DE2345282B2 (de) Verbrennungseinrichtung für Gasturbinentriebwerke
DE3813370A1 (de) Vergasungsvorrichtung fuer ein gasturbinentriebwerk
DE2641685A1 (de) Niederdruck-brennstoff-injektionszerstaeubersystem
EP0924470B1 (de) Vormischbrennkammer für eine Gasturbine
DE2208574C3 (de) Brennerkopf, insbesondere für flüssige Brennstoffe
EP0742411B1 (de) Luftzuströmung zu einer Vormischbrennkammer
DE1198130B (de) Brenner fuer ringfoermige Brennkammern
DE19532264A1 (de) Einrichtung zur Aufbereitung eines Gemisches aus Brennstoff und Luft an Brennkammern für Gasturbinentriebwerke
CH703514A2 (de) Brennstoffdüse mit Luftaufnahmemantel.
DE19654008B4 (de) Brenner
DE2641605C2 (de) Vorrichtung zur Zufuhr von Luft und Brennstoff
DE3741021A1 (de) Verbrennungseinrichtung fuer ein gasturbinentriebwerk
DE1215443B (de) Brennkammer, insbesondere fuer Gasturbinentriebwerke
DE1097213B (de) Verbrennungsanlage fuer Gasturbinentriebwerke
EP0043908B1 (de) Zerstäuberdüse für kontinuierliche Brennstoffeinspritzung
DE1601674B1 (de) Brennkammer fuer ein gasturbinentriebwerk
DE852625C (de) Verbrennungseinrichtung, z. B. fuer Strahltriebwerke
DE2403657A1 (de) Brennkammer mit vormischung fuer gasturbinentriebwerke
DE1751929C3 (de) Zerstäuberdüse zur Aufbereitung von flüssigem Brennstoff für Gasturbinen
DE2807369A1 (de) Brenneinrichtung, insbesondere fuer gasturbinentriebwerke
DE1601674C (de) Brennkammer für ein Gasturbinentriebwerk