DE1282356B - Brennstoffversorgungsanlage fuer Gasturbinentriebwerke mit mehreren Brennstoffruecklaufduesen - Google Patents

Brennstoffversorgungsanlage fuer Gasturbinentriebwerke mit mehreren Brennstoffruecklaufduesen

Info

Publication number
DE1282356B
DE1282356B DE1964D0045570 DED0045570A DE1282356B DE 1282356 B DE1282356 B DE 1282356B DE 1964D0045570 DE1964D0045570 DE 1964D0045570 DE D0045570 A DED0045570 A DE D0045570A DE 1282356 B DE1282356 B DE 1282356B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
return
nozzle
fuel
line
ring line
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
DE1964D0045570
Other languages
English (en)
Inventor
Hans Hering
Dipl-Ing Emil Waldmann
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.)
Daimler Benz AG
Original Assignee
Daimler Benz AG
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 Daimler Benz AG filed Critical Daimler Benz AG
Priority to DE1964D0045570 priority Critical patent/DE1282356B/de
Publication of DE1282356B publication Critical patent/DE1282356B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/22Fuel supply systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

  • Brennstoffversorgungsanlage für Gasturbinentriebwerke mit mehreren Brennstoffrücklaufdüsen Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennstoffversorgungsanlage für Gasturbinentriebwerke mit mehreren Rücklaufdüsen, die alle einerseits an eine gemeinsame Zulaufringleitung und andererseits an eine gemeinsame Rücklaufringleitung angeschlossen sind und die einen Drallraum aufweisen, in den an die Zulaufleitung angeschlossene Bohrungen tangential münden und der über eine Drossel an die Rücklaufleitung angeschlossen ist.
  • Bei dieser Art von Rücklaufdüsen sind Düsenzulauf- und -rücklaufkanal vielfach koaxial ineinander angeordnet, und zwar verläuft der Zulaufkanal außen und endet vor den tangentialen Einströmbohrungen, die in den vor der Düsenmündung vorgesehenen Drallraum münden. Durch die im Drallraum entstehende Drallströmung und den Brennstoffdruck wird der Brennstoff durch die Düsenmündung in den vorderen Teil der Brennkammer kegelförmig ausgespritzt und zerstäubt und dann von der in die Brennkammer gleichzeitig einströmenden primären Verbrennungsluft zerrissen und mit dieser vermischt. Die überschüssige Brennstoffmenge strömt an der Rücklaufdrossel vorbei und durch Rücklaufbohrungen in dieser in den zentral liegenden Düsenrücklaufkanal, der in den sogenannten Verteilerkopf mündet, an den einerseits die Rücklaufringleitung und andererseits die Zulaufringleitung angeschlossen ist.
  • Bei einer Brennstoffversorgungsanlage mit Rücklaufdüsen herrschen auch im Brennstoffrücklaufsystem hohe Drücke vor, die abhängig sind vom jeweiligen Düsenzulaufdruck und bestimmt werden von dem in Strömungsrichtung der Rücklaufmenge gesehen nach der Rücklaufringleitung in der zum Brennstoffbehälter führenden Rücklaufleitung eingebauten Rücklaufregelventil, das vielfach so arbeitet, daß eine konstante Rücklaufmenge gehalten wird.
  • Trotz sorgfältigster Filterung des Brennstoffs kann es vorkommen, daß feinste Schmutzteilchen in den Brennstoffzulaufkanal irgendeiner der vorhandenen Düsen gelangen und sich in den mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser ausgeführten, tangential in den Drallraum einmündenden Einströmbohrungen festsetzen und diese ganz oder zum Teil verstopfen. Beim Eintreten dieses ungewollten Zustands bricht der Druck im Drallraum der betroffenen Düse von der Zulaufseite her gesehen ganz oder teilweise zusammen, so daß sich der im Rücklaufsystem herrschende Rücklaufdruck über den Düsenrücklaufkanal in der jeweils verstopften Düse auswirken kann, wodurch Brennstoff, da die Rücklaufmenge über einen weiten Leistungsbereich wesentlich größer ist als die normalerweise einzuspritzende Menge, in überreicher Menge über den jeweiligen Düsenrücklaufkanal - nun in umgekehrter Richtung - und die Öffnungen in der Rücklaufdrossel sowie über den Drallraum durch die Düsenmündung in die Brennkammer 0 langt. Hinzu kommt der besondere Übelstand, daß der über den Rücklaufkanal vor die Düsenmündung gelangenden, ungewollten Brennstoffmenge kein Drall aufgezwungen wird, so daß ein konzentrierter Brennstoffstrahl in die Brennkammer strömt.
  • Die vorerwähnten Mängel führen zu ungleicher Temperaturverteilung innerhalb der Brennkammer und insbesondere zu örtlicher Überhitzung, so daß Wärmeschäden hervorgerufen werden können, die von einem Verwerfen verschiedener Brennkammerteile bis zur völligen Zerstörung von Maschinenteilen, wie des Turbinenleitgitters und der Beschaufelung des Laufrades, reichen, da es vorkommen kann, daß bei überreicher Brennstoffmenge im Rücklauf noch unverbrannter Brennstoff durch den Brennkammeraustritt in den Turbineneinlauf gelangt, dort ausbrennt und eine hohe örtliche Überhitzung hervorruft.
  • Um diese Gefahrenmomente mit Sicherheit zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, in an sich bei Gasturbinen-Brennstoffversorgungsanlagen mit Rücklaufdüsen bekannter Weise im Rücklaufsystem eine die Brennstoffströmung nur in normaler Rücklaufrichtung zulassende Absperreinrichtung vorzusehen, die derart angeordnet und verteilt ist, daß im Düsenrücklaufkanal jeder Einspritzdüse, d. h. in dem Leitungsabschnitt zwischen der Rücklaufdrossel und dem Anschluß des Düsenrücklaufkanals an die Rücklaufringleitung, ein Absperrorgan (z. B. ein Rückschlagventil) vorgesehen ist. In Ausgestaltung der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, die Rückschlagventile in den sogenannten Verteilerköpfen, über die die Zulaufringleitung mit den Düsenzulaufkanälen und die Düsenrücklaufkanäle mit der Rücklaufringleitung verbunden sind, an den hier befindlichen Enden der Düsenrücklaufkanäle einzubauen.
  • NUoh` der britischen Patentschrift 760852 sind zwar schon Brennstoffeinspritzdüsen mit einem vor ihrer Mündung eingebauten kugelförmigen Rückschlagventil bekannt; diese Einspritzdüsen stellen jedoch eine ganz bestimmte Art von Einspritzdüsen, nämlich »Einwegdüsen« dar, bei denen das Rückschlagventil einen integrierenden Bestandteil der Brennstoffdüse bildet; d. h. ohne dieses Rückschlagventil wäre die bekannte Einspritzdüse nicht funktionsfähig, denn durch diese wird nicht nur die Zerstäuberwirkung, sondern im weiten Sinn auch die einzuspritzende Brennstoffmenge bestimmt. Auf eine solche Art von Einspritzdüsen bezieht sich die Erfindung jedoch nicht, vielmehr betrifft diese ausschließlich Brennstoffrücklaufdüsen der eingangs genannten Gattung.
  • Ferner ist es nach der deutschen Auslegeschrift 1166 239- bekannt; im Rücklauf eines Brennstoffregelsystems für Gasturbinentriebwerke mit Rück-C, ein Rückschlagventil vorzusehen, das so gesteuert ist, daß es bei hohem Brennstoffverbrauch durch den Druck einer Umwälzpumpe geöffnet wird, so daß Brennstoff sowohl durch die Düsenzulaufleitung bzw. -zulaufleitungen als auch - im Gegensatz zur Erfindung - durch die Düsenrücklaufleitung bzw. -rücklaufleitungen zu den Brennern strömen kann. Diese bekannte Absperreinrichtung, ganz allgemein angeordnet, im Brennstoffrücklauf und auf die angegebene Weise gesteuert, ist nicht in der Lage, das erfindungsgemäße Problem zu lösen. Auch die in der vorgenannten Auslegeschrift im Rahmen des Standes der Technik angedeutete Anordnung eines einfachen Rückschlagventils in der Rücklaufleitung einer Brennstoffzufuhranlage für Rücklaufbrenner, die in einem Umwälzsystem vorgesehen sind, um unter allen Umständen zu verhindern, daß beim Anlassen des Triebwerks Brennstoff durch die Rücklaufleitung zu den Brennern gelangt, ist nicht geeignet, die bei Verstopfung der in den Düsendrallraum mündenden tängentiälen Einströmbohrungen auftretenden Schwierigkeiten zu beheben, weil bei Verstopfung der tangentialen Einströmbohrungen einer Einspritzdüse der Druck im Rücklaufsystem vor dem einzigen Rückschlagventil genügt, Brennstoff über den Rücklauf der verstopften Einspritzdüse unzerstäubt in die Brennkammer zu fördern.
  • Dagegen wird durch die Erfindung bei Verstopfung der tangentialen Einströmbohrungen, also bei verstärktem Brennstoffzulauf zum Drallraum, eine ungewollte Zufuhr von Rücklaufbrennstoff über den Düsenrücklaufkanal zum Drallraum und zur Düseneinspritzmündung mit Sicherheit vermieden.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 die Brennstoffversorgungsanlage im Schema, F i g. 2 eine Brennstoffrücklaufdüse teilweise im Schnitt, welche normal arbeitet, d. h. in nicht verstopftem Zustand, F i g. 3 a das vordere Ende einer intakten, also normal arbeitenden Rücklaüfdüse im Schnitt nach der Linie 111-IIi der F i g. 2 und F i g. 3 b eine der F i g. 3 a entsprechende Darstellung, wobei jedoch der Brennstoffzulauf zum Drallraum der Düse verstopft ist und noch kein den Brennstoff in Gegenrichtung des normalen Rücklaufstroms sperrendes Organ eingebaut ist.
  • Die Brennstoffversorgungsanlage besteht, wie aus der F i g. 1 hervorgeht, in der Hauptsache aus einer den erforderlichen Druck im Brennstoffsystem erzeugenden Brennstoff-Förderpumpe 11, aus einem Brennstoffregelventil 12, das die durch die Zulaufleitung 13 zu den einzelnen Einspritzdüsen 14 strömende Zulaufmenge Z bestimmt, die sich aus der jeweils einzuspritzenden Brennstoffmenge E sowie aus einer durch die Rücklaufleitung 15 zurückfließenden Brennstoffmenge R zusammensetzt,- die von -einem Rücklaufregelventil 16 bestimmt wird, aus einer Brennstoffzulaufringleitung 17 und schließlich aus einer Brennstoffrücklaufringleitung 18, die beide an den einzelnen Verteilerköpfen 19 angeschlossen sind.
  • Wie aus der F i g. 3 a ersichtlich ist, gelangt bei intakter (nicht verstopfter)- Düse 14 die Brennstoffzulaufmenge Z über den Düsenzulaufkanal 20 in die. Drallkammer 21, und zwar über tangential in die letztere einmündende Einströmbohrungen 22, wodurch dem Brennstoff eine Drallbewegung aufgezwungen wird, die sich über die Düsenmündung 29 hinaus fortsetzt und einen Ausspritzkegel E erzeugt, so daß eine gute Brennstoffverteilung gewährleistet ist. Die hintere Begrenzung des Drallraums 21 bildet eine Rücklaufdrossel 24. - Die überschüssige Brennstoffmenge (Rücklaufmenge R) gelangt über einen durch die Rücklaufdrossel 24 gebildeten Ringspalt 25 und Rücklaufbohrungen 26 in den Düsenrücklaufkanal 27.
  • Die F i g. 3 b zeigt eine der Brennstoffeinspritzdüsen 14 in verstopftem Zustand, wobei die tangentialen Einströmbohrungen 22 durch Schmutzteilchen b ganz oder teilweise verschlossen sind. Hierdurch tritt nun folgende ungewollte und schädliche Erscheinung auf: Durch den im gesamten Rücklaufsystem (d. h. in den Leitungen 15 und 18) weiterhin vorherrschenden Druck fließt Rücklaufbrennstoff R' aus der Rücklaufringleitung 18 in den Düsenrücklaufkanal 27 und strömt durch diesen und über die Rücklaufdrossel 24 in den Drallraum 21, ohne daß hier eine Drallströmung erzeugt wird, und gelangt von dort durch die Düsenmündung 29 als konzentrierter Strahl 30 in die Brennkammer, wo dieser die bereits geschilderten gefährlichen Erscheinungen hervorrufen kann.
  • Um diese Nachteile zu vermeiden, ist, wie die F i g. 2 zeigt, in jedem Brennerkopf 19 an dem hier befindlichen Ende des jeweiligen Düsenrücklaufkanals 27 jeweils ein Rückschlagventil 31 eingebaut, das bei intakter Einspritzdüse 14 den in Richtung zur Rücklaufringleitung 18 hin durch den Rücklaufkanal 27 zurückfließenden Brennstoff R durchläßt, bei verstopfter Einspritzdüse 13 jedoch ein Einströmen von Rücklaufbrennstoff R' aus der Rücklaufringleitung 18 in den Düsenrücklaufkanal 27 mit Sicherheit verhindert. _ Die Federn der Rückschlagventile 31 sind schwach ausgelegt, so daß durch sie das Rücklauf_regelventil 16 nur unwesentlich beeinflußtwird.

Claims (1)

  1. Patentansprüche: . 1. Brennstoffversörgungsanläge für Gasturbinentriebwerke mit mehreren " Rückläufdüsen, die alle einerseits an eine gemeinsame Zulaufringleitung und andererseits an eine gemeinsame Rücklaufringleitung angeschlossen sind, und die einen Drallraum aufweisen, in den an die Zulaufleitung angeschlossene Bohrungen tangential münden, und der über eine Drossel an die Rücklaufleitung angeschlossen ist, a) dadurch gekennzeichnet, daß (in an sich bei Gasturbinen-Brennstoffversorgungsanlagen mit Rücklaufdüse bekannter Weise) im Rücklaufsystem eine die Brennstoffströmung nur in normaler Rücklaufrichtung zulassende Absperreinrichtung vorgesehen ist, und b) weiterhin gekennzeichnet durch die Anordnung und Verteilung der Absperreinrichtung derart, daß im Düsenrücklaufkanal (27) jeder Einspritzdüse (14), d. h. in dem Leitungsabschnitt zwischen der Rücklaufdrossel (24) und dem Anschluß des Düsenrücklaufkanals (27) an die Rücklaufringleitung (18), ein Absperrorgan (z. B. Rückschlagventil 31) vorgesehen ist. z. Brennstoffversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventile (31) in den sogenannten Verteilerköpfen (19), über die die Zulaufringleitung (17) mit den Düsenzulaufkanälen (20) und die Düsenrücklaufkanäle (27) mit der Rücklaufringleitung (18) verbunden sind, an den hier befindlichen Enden der Düsenrücklaufkanäle (27) eingebaut sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1160 239; britische Patentschrift Nr. 760 852.
DE1964D0045570 1964-10-06 1964-10-06 Brennstoffversorgungsanlage fuer Gasturbinentriebwerke mit mehreren Brennstoffruecklaufduesen Pending DE1282356B (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1964D0045570 DE1282356B (de) 1964-10-06 1964-10-06 Brennstoffversorgungsanlage fuer Gasturbinentriebwerke mit mehreren Brennstoffruecklaufduesen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1964D0045570 DE1282356B (de) 1964-10-06 1964-10-06 Brennstoffversorgungsanlage fuer Gasturbinentriebwerke mit mehreren Brennstoffruecklaufduesen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1282356B true DE1282356B (de) 1968-11-07

Family

ID=7049102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1964D0045570 Pending DE1282356B (de) 1964-10-06 1964-10-06 Brennstoffversorgungsanlage fuer Gasturbinentriebwerke mit mehreren Brennstoffruecklaufduesen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1282356B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19825335A1 (de) * 1998-06-05 1999-12-09 Abb Patent Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Gasturbine

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB760852A (en) * 1954-06-11 1956-11-07 Dewandre Co Ltd C Improvements relating to fuel injection nozzles for internal combustion engines including gas turbines
DE1160239B (de) * 1960-06-13 1963-12-27 Dowty Fuel Syst Ltd Zufuhranlage fuer fluessigen Brennstoff

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB760852A (en) * 1954-06-11 1956-11-07 Dewandre Co Ltd C Improvements relating to fuel injection nozzles for internal combustion engines including gas turbines
DE1160239B (de) * 1960-06-13 1963-12-27 Dowty Fuel Syst Ltd Zufuhranlage fuer fluessigen Brennstoff

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19825335A1 (de) * 1998-06-05 1999-12-09 Abb Patent Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Gasturbine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2143012C3 (de) Brenneranordnung bei einer Gasturbinen-Brennkammer
DE69837069T2 (de) Ein Kraftstoffeinspritzventil von Brennkraftmaschinen mit einer Steuervorrichtung
DE602005003824T2 (de) Einspritzdüse
DE2456837B2 (de) Brennkammer für Brennkraftmaschinen, insbesondere aufgeladene Dieselmotoren
DE2252980A1 (de) Treibstoffverteilungssystem fuer gasturbinentriebwerke
DE69109797T2 (de) Zirkulationssystem für einen kontinuierlichen Brennstoffstrom.
DE2819474A1 (de) Treibstoff-versorgungseinrichtung fuer verbrennungsmotoren
DE2147719A1 (de) Kraftstoffeinspritzventil
DE3720918C1 (en) Steam reducing valve
DE1281747B (de) Vorrichtung zur Brennstoff-Luft-Gemisch-Zufuehrung zur Speisung einer Brennkraftmaschine
DE3012418A1 (de) Kraftstoffeinspritzventil fuer brennkraftmaschinen
DE3118168A1 (de) Kraftstoffeinspritzanlage
DE1282356B (de) Brennstoffversorgungsanlage fuer Gasturbinentriebwerke mit mehreren Brennstoffruecklaufduesen
DE715751C (de) Brennstoffeinspritzanlage fuer Brennkraftmaschinen
DE1137037B (de) Vorrichtung zur Drosselung und Kuehlung von Heissdampf
DE893133C (de) Verfahren und Duese zum kontinuierlichen Einspritzen verschieden grosser Brennstoffmengen, insbesondere fuer Strahltriebwerke
DE19706661A1 (de) Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
DE19841192A1 (de) Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
DE2825998A1 (de) Kraftstoffeinspritzduese fuer brennkraftmaschinen
DE3506729C2 (de)
DE2709892A1 (de) Kraftstoffeinspritzduese
DE2842010A1 (de) Kraftstoffeinspritzanlage
DE2726300A1 (de) Kraftstoffeinspritzduese
DE3326468A1 (de) Drosselzapfenduese zur kraftstoffeinspritzung bei einer brennkraftmaschine, insbesondere vorkammermaschine
EP0061529B1 (de) Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen