DE1162135B - Combustion chamber for gas turbine systems - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Internat. Kl.: F 02 cBoarding school Class: F 02 c

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Deutsche Kl.: 46 f-7/03 German class: 46 f- 7/03

1162 135
P25230Ia/46f 23.Juni 1960 30. Januar 19641162 135
P25230Ia / 46f June 23, 1960 January 30, 1964

Die Erfindung betrifft eine Brennkammer für Gasturbinenanlagen mit einer drehbar gelagerten Brennstoffverteilerscheibe, die auf ihrer Stirnseite eine koaxiale Ausnehmung und Mittel zum Zuführen flüssigen Brennstoffes in die Ausnehmung aufweist, wobei S der flüsige Brennstoff über die Kante dieser Ausnehmung auf die Stirnfläche getrieben wird.The invention relates to a combustion chamber for gas turbine systems with a rotatably mounted fuel distributor disc, which on its end face a coaxial recess and means for supplying liquid Has fuel in the recess, where S is the liquid fuel over the edge of this recess is driven onto the face.

In den herkömmlichen Brennkammeranlagen wird Brennstoff kontinuierlich in eine Brennkammer geleitet, der Druckluft zugeführt wird. Das auströinende Gas wird nach Verbrennung des Brennstoffes in einer Gasturbine expandiert. Es sind verschiedene Einrichtungen vorgeschlagen worden, um Brennstoff in die Brennkammer einzuleiten, von denen eine derartige Einrichtung eine im Innern der Kammer angeordnete drehbare Scheibe zur Verteilung des Brennstoffes umfaßt sowie eine Einrichtung zum Einführen von flüssigem Brennstoff auf eine Stirnfläche der Scheibe, so daß beim Drehen derselben der Brennstoff als Flächenstrahl abgeschleudert wird. Dieser Brennstoffstrahl wird durch einen Luftstrom von hoher Geschwindigkeit beim Verlassen der Stirnfläche zerstäubt. Diese Anordnung bildet den Gegenstand eines anderen älteren Vorschlages.In conventional combustion chamber systems, fuel is continuously fed into a combustion chamber, the compressed air is supplied. The emitted gas is after the fuel is burned expanding in a gas turbine. Various devices have been proposed to provide fuel to be introduced into the combustion chamber, of which such a device is arranged in the interior of the chamber rotatable disc for distributing the fuel and means for introducing it of liquid fuel on one end face of the disc, so that when the disc rotates, the fuel is thrown off as a surface jet. This jet of fuel is caused by a stream of air from atomized at high speed when leaving the face. This arrangement forms the subject of another older proposal.

Eine derartige Anordnung hat Vorteile bei kontinuierlichen Verbrennungsanlagen, insbesondere bei Gasturbinen, indem z. B. der normalerweise vorgesehene Diffusorabschnitt von Brennkammern fortgelassen werden kann, so daß sich eine verringerte axiale Gesamtlänge der Anlage ergibt.Such an arrangement has advantages in continuous incineration plants, in particular in Gas turbines by z. B. omitted the normally provided diffuser section of combustion chambers can be, so that there is a reduced overall axial length of the system.

Um jedoch eine genügende Zerstäubung des Brennstoffes in einem solchen System zu bekommen, sollte der Hauptteil des Brennstoffes vom Umfang der Brennstoffverteilerscheibe in einer zusammen-Brennkammer für GasturbinenanlagenHowever, in order to get sufficient atomization of the fuel in such a system, The bulk of the fuel should be from the perimeter of the fuel manifold in a co-combustor for gas turbine plants

Anmelder:Applicant:

Power Jets (Research and Development) Limited, LondonPower Jets (Research and Development) Limited, London

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. R. Beetz, Patentanwalt, München 22, Steinsdorfstr. 10Dipl.-Ing. R. Beetz, patent attorney, Munich 22, Steinsdorfstr. 10

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Harold Clare,Harold Clare,

Pyestock, Farnborough, Hampshire (Großbritannien)Pyestock, Farnborough, Hampshire (UK)

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 23. Juni 1959 (Nr. 21449)Claimed priority:
Great Britain June 23, 1959 (No. 21449)

30 ringförmigen Rand vorzusehen, wobei der Brennstoff über diesen Rand hinweg auf die ringstufenartig ausgebildete Stirnfläche der Scheibe getrieben und dort verdampft oder zerstäubt wird. Der weitaus größte Teil des Brennstoffes löst sich dabei, bedingt unter hängenden Fläche abgeschleudert werden, die der 35 anderem durch die Stufenform der Scheibenoberzerstiebenden Wirkung eines Hochgeschwindigkeits- fläche, unmittelbar von dieser und kann nicht zum luftstromes ausgesetzt ist. Zu diesem Zweck ist es Rand der Scheibe gelangen, zumal auch die zugeerforderlich, daß der Brennstoff auf der Stirnfläche führte Luft im wesentlichen axial unmittelbar auf der rotierenden Scheibe radial nach außen strömt, diese Scheibenfläche trifft. Eine gleichmäßige und und im Interesse der Wirksamkeit ist es unbedingt 40 intensive Mischung von Luft und Brennstoff läßt sich wünschenswert, daß diese Strömung so gleichmäßig auf diese Weise nicht erzielen,
verläuft, wie es zweckmäßig ist. Eine Schwierigkeit Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, innerhalb30 to provide an annular edge, the fuel being driven over this edge onto the annular step-like end face of the disk and vaporized or atomized there. By far the largest part of the fuel dissolves, due to being thrown off under the hanging surface, which is directly exposed to the high-speed surface due to the stepped shape of the disk-shattering effect of a high-speed surface and cannot be exposed to the air flow. For this purpose, the edge of the disk has to be reached, especially since it is also necessary that the fuel, air carried on the end face, flows essentially axially directly on the rotating disk radially outwards, hits this disk surface. A uniform and, in the interests of effectiveness, it is essential that the air and fuel be mixed intensively.
proceeds as it is expedient. One difficulty according to the invention is suggested within

hat sich beim Anstreben dieses wünschenswerten der sich mit der Scheibe drehenden Ausnehmungen Strömungszustandes herausgestellt, da beim Zufüh- Wirbelerzeuger vorzusehen, den flüssigen Brennstoff ren von Brennstoff auf die Scheibenstirnfläche durch 45 über Versorgungsleitungen und durch die Wirbeleine axial eingearbeitete Öffnung ein Teil des Brenn- erzeuger in die Ausnehmung einzuführen, und diehas in striving for this desirable of the recesses rotating with the disk Exposed flow condition, as to be provided at the supply vortex generator, the liquid fuel Ren of fuel to the disc face through 45 via supply lines and through the vortex line axially machined opening to introduce part of the burner generator into the recess, and the

stoffes das Bestreben hatte, sich axial in den Brennraum zu bewegen, anstatt auf die Scheibenstirnfläche zu strömen und die Drehbewegung der Scheibe anzunehmen. material tended to move axially into the combustion chamber instead of onto the disc face to flow and to accept the rotary motion of the disc.

So ist beispielsweise bekannt, in der Mitte einer drehbaren Scheibe einen Sammelraum mit einem Wirbelerzeuger derart zu gestalten, daß der durch sie austretende Brennstoff eine Wirbelbewegung um die Rotationsachse der Scheibe relativ zu dieser erfährt. Auf diese Weise kann der Brennstoff an der Scheibe entlang radial nach außen geführt werden, ohne sich von dieser abzulösen, und wird als zusam-For example, it is known in the middle of a rotatable disk to have a collecting space with a To make vortex generator so that the exiting fuel through a vortex movement around the The axis of rotation of the disk is experienced relative to this. In this way the fuel can pass to the Be guided along the disc radially outwards without detaching from it, and is

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menhängender Flächenstrahl abgeschleudert, wobei er durch einen am Rand der Scheibe entlang senkrecht zu dieser geführten Luftstrom mit hoher Geschwindigkeit beim Verlassen der Scheibe äußerst gleichmäßig zerstäubt wird. Durch die Wirbelerzeuger wird dem Brennstoff eine solche Wirbelbewegung übermittelt, die sich der Drehbewegung der Scheibe derart überlagert, daß der Brennstoff eine bestimmte tangentiale Bewegungskomponente relativ zur ScheibeA hanging surface jet is thrown off, whereby it is thrown off perpendicularly by a along the edge of the disc to this guided air flow at high speed when leaving the window extremely is atomized evenly. The vortex generator gives the fuel such a vortex movement transmitted, which is superimposed on the rotational movement of the disc in such a way that the fuel a certain tangential component of movement relative to the disk

den Rotor des Kompressors über die Welle 4 antreibt. drives the rotor of the compressor via shaft 4.

Die Brennzone in der Brennkammer 2 ist außen durch die äußere Wand 5 eines Flammrohres be-5 grenzt, das im Abstand von der äußeren Gehäusewand 6 der Brennkammer angeordnet ist und mit diesem einen Strömungsmitteldurchtritt 7 bildet. Die Verbrennungszone hat eine radial innere Begrenzung mit zwei Wänden 8 und 9, die im Abstand vonein-The combustion zone in the combustion chamber 2 is on the outside through the outer wall 5 of a flame tube which is arranged at a distance from the outer housing wall 6 of the combustion chamber and with this forms a fluid passage 7. The combustion zone has a radially inner limit with two walls 8 and 9, which are spaced apart

erhält. Jedenfalls wird die axiale Bewegungskompo- io ander angeordnet sind und einen Durchtritt 10 für nente so weit herabgesetzt, daß dieser sich nicht von ein Kühlströmungsmittel bilden. Die in Strömungsder Stirnfläche der Scheibe abheben kann. richtung vorn liegende Wand der Brennzone ist durchreceives. In any case, the axial movement components are arranged and a passage 10 for component reduced so far that it does not form from a cooling fluid. The in flow der Face of the disc can lift off. towards the front wall of the combustion zone is through

Dem flüssigen Brennstoff kann beispielsweise eine die in Strömungsrichtung zeigende Stirnfläche der Wirbelbewegung im Sinne der Drehrichtung erteilt Brennstoffverteilerscheibe 11 gebildet, die um die werden, wodurch die Rotationsgeschwindigkeit ver- 15 Achse des Aggregates drehbar gelagert ist, wobei ihr größert und das Abfließen des Brennstoffes über die Umfang an den Lufteinlaß der Brennkammer anStirnfläche der Scheibe beschleunigt wird. Die Ver- grenzt und ihre Stirnfläche sich quer zur Richtung weilzeit des Brennstoffes soll in jedem Fall dem er- der Luftströmung durch den Einlaß erstreckt. Die forderlichen Verdampfungsgrad des Brennstoffes auf Scheibe 11 ist von einer Hülse 12 getragen, die an der Scheibe angepaßt werden, damit die Betriebs- 20 der Welle 4 befestigt ist, so daß sie sich in dem in temperatur der Scheibe auf einem brauchbaren Wert F i g. 3 durch den Pfeil A angegebenen Sinne dreht, gehalten wird. Bisweilen ist es daher angebracht, den Die Stirnwand der Scheibe 11 weist eine koaxiale Brennstoff entgegen der Drehrichtung der Scheibe ringförmige Ausnehmung 13 auf, deren radial äußere zu verwirbeln. Im Vergleich zur vorgenannten Aus- Wand an die Stirnfläche der Scheibe 11 angrenzt, führung ergibt sich dabei ein verlängerter Strömungs- 25 wobei der Übergang zwischen beiden Flächen durch weg. einen Damm mit leicht gekrümmter Oberfläche 13 aFor example, the liquid fuel can have an end face of the vortex movement in the direction of the direction of rotation, which faces the direction of flow and is rotatably mounted around the, whereby the rotational speed of the unit is rotatably mounted, increasing it and allowing the fuel to flow out via the Circumference is accelerated to the air inlet of the combustion chamber on the face of the disc. The border and its end face extending transversely to the direction of the time of the fuel should in any case extend to the air flow through the inlet. The required degree of evaporation of the fuel on disk 11 is carried by a sleeve 12 which is adapted to the disk so that the operating 20 of the shaft 4 is fixed so that it is at a useful value F i g in the temperature of the disk . 3 direction indicated by arrow A rotates, is held. Sometimes it is therefore appropriate to The end wall of the disk 11 has a coaxial fuel against the direction of rotation of the disk annular recess 13, the radially outer to swirl. Compared to the aforementioned out-wall adjoining the end face of the disk 11, this results in a lengthened flow guide, the transition between the two surfaces being through away. a dam with a slightly curved surface 13 a

Nach einer besonderen Ausführungsform der Er- gebildet ist.According to a particular embodiment of the Er- is formed.

findung trägt die Scheibe Schaufelblätter, die dem Die Scheibe 11 und die Hülse 12 begrenzen zwi-The disk 11 and the sleeve 12 limit between the

den Wirbelerzeugern zufließenden Brennstoff ein sehen sich einen ringförmigen Tunnel 14 (s. Fig. 2), zentrifugales Druckgefälle erteilen. Die Verbindung 30 und zwischen beiden Teilen ist ein ringförmiger zwischen der radial äußeren Wand der Ausnehmung Wirbelerzeuger 15 eingespannt. Der Tunnel 14 steht und der Stirnseite der Scheibe kann als Damm aus- mit der Ausnehmung 13 durch eine Reihe von Kagebildet sein, der eine leicht gekrümmte Oberfläche nälen 16 in der Hülse, eine Ringkammer 17 und eine hat. Die äußere Wand der Ausnehmung läßt sich da- Reihe Durchgangsöffnungen XSa in dem Wirbelbei mit einer ringförmigen Vertiefung zwischen dem 35 erzeuger in Verbindung, wobei diese Durchgangs-Wirbelerzeuger und dem Damm versehen. Öffnungen gegenüber der radialen Richtung geneigtThe fuel flowing to the vortex generators see an annular tunnel 14 (see FIG. 2), imparting a centrifugal pressure gradient. The connection 30 and between the two parts an annular vortex generator 15 is clamped between the radially outer wall of the recess. The tunnel 14 is standing and the end face of the disc can be formed as a dam with the recess 13 by a series of Kagebuilt, which has a slightly curved surface grooves 16 in the sleeve, an annular chamber 17 and one. The outer wall of the recess can be connected to a series of through openings XSa in the vortex at an annular recess between the generator, this being provided with through-vortex generator and the dam. Openings inclined with respect to the radial direction

Auf diese Weise fließt der Brennstoff über den verlaufen, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Der Tunnel 14 Damm mit einer Wirbelbewegung in bezug auf die ist mit einer Reihe von Schaufelblättern 18 versehen, Rotationsachse der Scheibe, haftet an der Stirnfläche die am Umfang zwischen den öffnungen 16 angeordder Scheibe und nimmt deren Drehbewegung an, so 40 net sind.In this way, the fuel flows over the course as shown in FIG. 3. The tunnel 14 Dam with a swirling motion with respect to which is provided with a series of paddle blades 18, The axis of rotation of the disk adheres to the end face which is arranged on the circumference between the openings 16 Disc and assumes its rotary motion, so 40 are net.

daß er von deren Umfang als kohärenter Flächen- Die Brennstoffzuführung zu der Brennkammerthat he of their scope as more coherent surfaces- The fuel supply to the combustion chamber

umfaßt eine Brennstoffleitung 20, die sich quer durch
den ringförmigen Lufteinlaßkanal la erstreckt und
in einen ringförmigen Tunnel 21 mündet, der durch
45 einen ringförmigen Kanalteil 22 und eine teilweise
konische Wand 23 begrenzt ist. Die Wand 23 bildet
mit einer weiteren teilweise konischen Wand 24
einen Kanal 25, der mit dem Tunnel 21 über Öffnungen 26 und mit dem ringförmigen Tunnel 14 überincludes a fuel line 20 extending across it
extends the annular air inlet duct la and
opens into an annular tunnel 21 through
45 one annular channel part 22 and one part
conical wall 23 is limited. The wall 23 forms
with another partially conical wall 24
a channel 25 which communicates with the tunnel 21 via openings 26 and with the annular tunnel 14 via

strahl abgeschleudert wird.beam is thrown off.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to schematic drawings of two exemplary embodiments explained in more detail.

Fig. 1 ist ein axialer Querschnitt einer Gasturbinenbrennkammer, der Endstufe eines axialen Durchflußkompressors und eines Abschnittes der Gasturbine mit der Verbindungswelle;Fig. 1 is an axial cross-section of a gas turbine combustor, the final stage of an axial Flow compressor and a portion of the gas turbine with the connecting shaft;

F i g. 2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teiles 50 öffnungen 17 in Verbindung steht,F i g. 2 is an enlarged view of a portion 50 communicating with openings 17,

von Fig. 1; Im Betrieb leitet der Kompressor 2 Druckluftof Fig. 1; During operation, the compressor 2 conducts compressed air

Fig. 3 ist ein Querschnitt nach der LinieIII-III durch den ringförmigen Einlaßkanl 2a im wesent-Fig. 3 is a cross section along the line III-III through the annular inlet channel 2a essentially

inFig. 2; liehen ohne Diffusor durch eine Flammenstabilisier-inFig. 2; borrowed without a diffuser through a flame stabilizer

Fig. 4 ist eine Ansicht im axialen Querschnitt einrichtung 30 (die nicht Gegenstand der ErfindungFig. 4 is a view in axial cross-section of device 30 (which is not the subject of the invention

einer abgeänderten Bauart eines Teiles der Brenn- 55 ist) in axialer Richtung über den Rand der Scheibea modified type of part of the fuel 55) in the axial direction over the edge of the disc

Stoffverteilerscheibe gemäß Fig. 2; in die Verbrennungszone der Brennkammer 2. DerSubstance distribution disk according to FIG. 2; in the combustion zone of the combustion chamber 2. The

Fig. 5 ist ein Schnitt nach der Linie V-V in Brennstoff strömt durch die Brennstoffleitung 20 inFIG. 5 is a section along the line V-V in Fuel flows through the fuel line 20 in FIG

Fig. 4; den ringförmigen Tunnel 21 und durch die öffnun-Fig. 4; the ring-shaped tunnel 21 and through the opening

Fig. 1 zeigt einen Teil einer Gasturbinenanlage. gen 26 weiter in den ringförmigen Kanal 25. VonFig. 1 shows part of a gas turbine plant. gen 26 further into the annular channel 25. From

Die Anlage umfaßt einen axialen Kompressor 1, eine 60 diesem Kanal strömt der Brennstoff durch öffnungenThe system comprises an axial compressor 1, the fuel flows through openings in this channel

ringförmige Brennkammer 2 und eine axiale Gas- 27 in den Tunnel 14. Die Scheibe wird mit der Ge-annular combustion chamber 2 and an axial gas 27 into the tunnel 14. The disc is

turbine 3, wobei die Rotoren des Kompressors und schwindigkeit der Welle 4 gedreht, und der von denturbine 3, the rotors of the compressor and speed of the shaft 4 rotated, and that of the

der Turbine auf einer gemeinsamen zweiteiligen Schaufeln 18 eingefangene Brennstoff wird unterFuel trapped on a common two-part blades 18 of the turbine is under

Welle 4 angeordnet sind. Der Kompressor soll Wirkung der Zentrifugalkraft bei erhöhtem DruckShaft 4 are arranged. The compressor is supposed to act of centrifugal force at increased pressure

Druckluft durch einen ringförmigen Lufteinlaßkanal 65 durch die Öffnungen 16 und die Kammer 17 in dieCompressed air through an annular air inlet duct 65 through the openings 16 and the chamber 17 into the

2 α in die Brennkammer 2 leiten, von der die Ver- Wirbeldurchtritte 15 a des Teiles 15 gedrückt. Die2 α lead into the combustion chamber 2, from which the vortex passages 15 a of the part 15 are pressed. the

brennungsprodukte in die Turbine 3 entweichen, wo- geneigten Durchgänge 15 a erteilen dem BrennstoffCombustion products escape into the turbine 3, inclined passages 15 a give the fuel

durch deren Rotor angetrieben wird, der zugleich eine radial nach außen gerichtete Wirbelbewegung inis driven by their rotor, which at the same time creates a radially outward vortex movement in

dem der Scheibe 11 entsprechenden Drehsinn. Am Ausgangsende an der in Strömungsrichtung hinteren Seite der Durchgänge 15 a überquert der verwirbelte Brennstoff den Damm 13 a und ist wegen seiner Wirbelbewegung bestrebt, an der Stirnfläche der Scheibe 11 anzuhaften und deren Drehbewegung anzunehmen und tritt dabei nicht in axialer Richtung in die Brennzone ein. Wie bei bekannten Anordnungen wird der Brennstoffdurchsatz in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit der Scheibe so bemessen, daß der Brennstoff vom Rand der Scheibe als zusammenhängender Flächenstrahl abgeschleudert wird (im Gegensatz zu einem zerstäubten Nebel), der durch den in die Verbrennungszone eintretenden Luftstrom zerrissen wird.the direction of rotation corresponding to the disk 11. At the outlet end at the rear in the direction of flow Side of the passages 15 a, the swirled fuel crosses the dam 13 a and is because of it Vortex movement strives to adhere to the end face of the disc 11 and to accept its rotational movement and does not enter the combustion zone in the axial direction. As with known arrangements the fuel throughput is measured depending on the speed of rotation of the disc so that the fuel is thrown off the edge of the disc as a coherent surface jet (as opposed to an atomized mist) created by the entering the combustion zone Airflow is disrupted.

Bei einer abgeänderten Bauart wird die Rotationskomponente dem Brennstoff in der in den Fig. 4 und 5 erläuterten Weise aufgezwungen, in denen ein Teil der Brennstoffverteilerscheibe 11 in der Umgebung der Ausnehmung 13 und des Dammes 13 a gezeigt ist, wobei die Scheibe 11 in diesem Fall mit der Stützhülse 12 ein Teil bildet. Der Brennstoff wird der stromabwärts liegenden Stirnfläche der Scheibe über einen Ringtunnel 31 zugeleitet, dem er wie im vorherbeschriebenen Beispiel durch einen Ringkanal 25 und Öffnungen 27 in der Nabe der Scheibe 11 zugeführt wird. Die Umfangsfläche des Tunnels 31 ist durch ein Einsatzstück 32 in der Brennstoffscheibe begrenzt, die eine Reihe im Abstand angeordneter Schaufelblätter 33 trägt, wobei die Zwischenräume mit einer Anzahl sich axial erstreckender Leitungen 34 in Verbindung stehen, die sich innerhalb der Scheibennabe in die Ausnehmung 13 erstrecken. Die Leitungen 34 stehen mit einer Reihe von Wirbelkanälen 35 a in Verbindung, die an der äußeren Umfangsfläche eines Ringteiles 35 vorgesehen sind, der innerhalb der Ausnehmung an der Scheibe befestigt ist. Zwischen dem Teil 35 und dem Damm 13 a ist die radial nach innen zeigende Wand der Ausnehmung mit einer flachen ringförmigen Vertiefung 36 von z. B. 0,5 mm Tiefe versehen. Die Kanäle 35 α sind gegen die axiale Richtung geneigt und vorzugsweise teilweise schraubenförmig gestaltet.In a modified design, the rotational component is added to the fuel in the manner shown in FIG and 5 imposed in the manner explained, in which a part of the fuel distributor disc 11 in the vicinity the recess 13 and the dam 13 a is shown, the disc 11 with in this case the support sleeve 12 forms a part. The fuel is the downstream face of the Disc fed through a ring tunnel 31, which he as in the example described above by a Annular channel 25 and openings 27 in the hub of the disk 11 is supplied. The peripheral surface of the Tunnels 31 is delimited by an insert 32 in the fuel disc that has a number of spacing arranged impeller blades 33 carries, wherein the interstices with a number of axially extending Lines 34 are in communication, which are located within the disc hub in the recess 13 extend. The lines 34 are connected to a number of vortex canals 35 a, which is on the outer peripheral surface of a ring member 35 are provided within the recess on the Disk is attached. Between the part 35 and the dam 13 a is the radially inwardly facing wall the recess with a shallow annular recess 36 of, for. B. 0.5 mm depth. The channels 35 α are inclined against the axial direction and are preferably designed partially helical.

Beim Betrieb wird Brennstoff durch die Öffnungen 27 in den Tunnel 31 geleitet, wobei die Schaufelblätter 33, die zusammen mit der Scheibe 11 umlaufen, dem Brennstoff ein zentrifugales Druckgefälle verleihen und ihn durch Leitungen 34 und von da durch Verwirbelungskanäle 35 α leiten. Diese erteilen dem Brennstoff eine Wirbelbewegung in dem mit der Scheibe übereinstimmenden Drehsinn, und diese Wirbelbewegung bleibt bestehen, wenn der Brennstoff die Kanäle verläßt und auf die geneigte Fläche der Vertiefung 36 auftritt, die die schädliche Wirkung verringern soll, die auftreten könnte, wenn der Brennstoff direkt von den Verwirbelungskanälen auf die ebene Oberfläche der Wand auftrifft, d. h. auf eine Zylinderfläche. Von der Vertiefung 36 fließt der Brennstoff über den Damm 13 α und nach Annahme einer Drehbewegungskomponente mit einem Mindestmaß an Störung glatt auf die Stirnfläche der Scheibe 11.During operation, fuel is passed through the openings 27 into the tunnel 31, the blades 33, which rotate together with the disk 11, imparting a centrifugal pressure gradient to the fuel and directing it through lines 34 and thence through swirl channels 35 α. These impart a swirling motion to the fuel in the direction of rotation coincident with the disc, and this swirling motion persists as the fuel leaves the channels and hits the inclined surface of the recess 36 which is intended to reduce the deleterious effect that could occur if the fuel were to blow the fuel impinges directly from the turbulence channels on the flat surface of the wall, ie on a cylindrical surface. From the recess 36, the fuel flows over the dam 13 α and, after assuming a rotational movement component with a minimum of disturbance, flows smoothly onto the end face of the disk 11.

Bei beiden Ausführungsbeispielen wird der Brennstoff in Richtung des Drehsinnes der Scheibe 11 verwirbelt. Der Brennstoff kann jedoch auch an der Scheibe haftenbleiben, wenn man ihn in der entgegengesetzten Richtung verwirbelt, wobei die Schlitze 15 α bzw. die Kanäle 35 α entgegengesetzt zu der in den Zeichnungen gezeigten Neigung geneigt sind.In both exemplary embodiments, the fuel is swirled in the direction of the direction of rotation of the disk 11. However, the fuel can stick to the disc if you put it in the opposite direction Direction swirled, with the slots 15 α and the channels 35 α opposite to are inclined at the inclination shown in the drawings.

Wenn der Brennstoff im entgegengestezten Sinne zur Drehrichtung der Scheibe verwirbelt wird, wird der Strömungsweg des Brennstoffes quer über die Strinfläche der Scheibe merklich größer sein (möglicherweise um den Faktor 1,5) gegenüber einem Strömungsweg, der sich bei Verwirbelung des Brennstoffes in Richtung der Rotation ergibt. Durch Anbringen einer geeigneten Verwirbelungseinrichtung kann die Verweilzeit des Brennstoffes auf der Stirnfläche der Scheibe an den erforderlichen Verdampfungsgrad des Brennstoffes auf der Scheibe angepaßt werden. Dies ist wichtig, um die Betriebstemperatur der Scheibe auf einem annehmbaren Wert zu halten.If the fuel is swirled in the opposite direction to the direction of rotation of the disk, will the flow path of the fuel across the face of the disc must be noticeably larger (possibly by a factor of 1.5) compared to a flow path that occurs when the fuel is swirled in the direction of rotation. By attaching a suitable swirl device can adjust the residence time of the fuel on the face of the disc to the required degree of evaporation of the fuel on the disc. This is important to the operating temperature to keep the disc at an acceptable level.

Die beschriebenen Ausführungsbeispiele zeigen ein Kühlsystem zum Kühlen der Doppelwände 8 und 9 der Brennkammer, das nicht Gegenstand der Erfindung ist, wobei Luft über die Zuführungsleitung 28 und die Öffnungen 29 in der Hülse 12 dem Durchtritt 10 zugeleitet wird. Die Brennstoffverteilerscheibe ist schwach konisch ausgebildet, um die Brennstoffverteilung zu unterstützen, und trägt Schaufeln 19, um die Turbulenz in der Brennzone zu vergrößern. Das Brennstoffversorgungssystem kann nach Belieben abgewandelt werden und ist nicht Gegenstand der Erfindung. Beispielsweise kann der Brennstoff über eine in der hohlen Rotorwelle angeordnete Brennstoffleitung an die Scheibe geleitet werden.The exemplary embodiments described show a cooling system for cooling the double walls 8 and 9 the combustion chamber, which is not the subject of the invention, wherein air via the supply line 28 and the openings 29 in the sleeve 12 are fed to the passage 10. The fuel distribution disc is slightly conical to aid fuel distribution and has blades 19, to increase the turbulence in the burn zone. The fuel supply system can be used at will be modified and is not the subject of the invention. For example, the fuel be conducted to the disk via a fuel line arranged in the hollow rotor shaft.

Claims (6)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Brennkammer für Gasturbinenanlagen mit einer drehbar gelagerten Brenstoffverteilerscheibe, die auf ihrer Stirnseite eine koaxiale Ausnehmung und Mittel zum Zuführen flüssigen Brennstoffes in die Ausnehmung aufweist, wobei der flüssige Brennstoff über die Kante dieser Ausnehmung auf die Stirnfläche getrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß Wirbelerzeuger (15) innerhalb der sich mit der Scheibe (11) drehenden Ausnehmungen (13) vorhanden sind und Versorgungsleitungen (14, 15 a, 16, 17; 34, 35 a) für den flüssigen Brennstoff diesen durch die Wirbelerzeuger (15) in die Ausnehmung (13) einführen und die Wirbelerzeuger (15) derart gestaltet sind, daß der durch sie austretende Brennstoff eine Wirbelbewegung um die Rotationsachse der Scheibe (11) relativ zur Scheibe erfährt.1. Combustion chamber for gas turbine systems with a rotatably mounted fuel distributor disc, which on its end face a coaxial recess and means for supplying liquid Has fuel in the recess, the liquid fuel over the edge of this recess is driven onto the end face, characterized in that vortex generator (15) are present within the recesses (13) rotating with the disk (11) and supply lines (14, 15 a, 16, 17; 34, 35 a) for the liquid fuel through this introduce the vortex generator (15) into the recess (13) and shape the vortex generator (15) in this way are that the exiting fuel through them a vortex movement around the axis of rotation the disc (11) experiences relative to the disc. 2. Brennkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelerzeuger dem flüssigen Brennstoff eine Wirbelbewegung in Richtung der Drehachse der Scheibe erteilen.2. Combustion chamber according to claim 1, characterized in that the vortex generator is the liquid Give fuel a swirling motion in the direction of the disc's axis of rotation. 3. Brennkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelerzeuger dem flüssigen Brennstoff eine zur Drehrichtung der Scheibe entgegengesetzte Wirbelbewegung erteilen. 3. Combustion chamber according to claim 1, characterized in that the vortex generator to the give liquid fuel a vortex movement opposite to the direction of rotation of the disc. 4. Brennkammer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe Schaufelblätter (18, 33) trägt, die dem den Wirbelerzeugern zufließenden Brennstoff ein zentrifugales Druckgefälle erteilen.4. Combustion chamber according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that that the disc carries impeller blades (18, 33), the fuel flowing to the vortex generators give a centrifugal pressure gradient. 5. Brennkammer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen der radial äußeren Wand der Ausnehmung (13) und der Stirnseite5. Combustion chamber according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that that the connection between the radially outer wall of the recess (13) and the end face der Scheibe (11) als Damm (13 a) ausgebildet ist, welcher eine leicht gekrümmte Oberfläche besitzt. the disc (11) is designed as a dam (13 a) which has a slightly curved surface. 6. Brennkammer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Wand der Ausnehmung (13) mit einer ringförmigen Vertiefung6. Combustion chamber according to claim 5, characterized in that the outer wall of the recess (13) with an annular recess (36) zwischen dem Wirbelerzeuger (15) und dem Damm (13 a) versehen ist.(36) is provided between the vortex generator (15) and the dam (13 a). In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 686 350.References considered: British Patent No. 686,350. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 309 807/140 1.64 © Bundesdruckerei Berlin309 807/140 1.64 © Bundesdruckerei Berlin