DE19846976A1 - Brennstoffeinspritzsystem für eine Radial- oder Slinger-Brennkammer einer Kleingasturbine - Google Patents
Brennstoffeinspritzsystem für eine Radial- oder Slinger-Brennkammer einer KleingasturbineInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Brennstoffeinspritzsystem für eine Radial- oder Slinger-Brennkammer einer Kleingasturbine mit einem der Radial- oder Slinger-Brennkammer vorgelagerten Radialverdichter oder Diagonalverdichter und einem mit diesem über eine in Axialrichtung verlaufende Rotorwelle verbundenen Turbinenteil, wobei der Brennstoff durch ein im Laufrad des Radialverdichters vorgesehenes Förderrohr in ein im verdichternahen Bereich der Brennkammer liegendes Kreuzungsteil der Rotorwelle gelangt und über in diesem im wesentlichen in Radialrichtung verlaufende Zulieferbohrungen der Brennkammer zugeführt wird, und wobei im Kreuzungsteil versetzt zu den Zulieferbohrungen angeordnete Entlüftungsbohrungen vorgesehen sind, über welche die in den Verdichterrückraum gelangende Brennkammer-Leckluft in den Innenraum der zumindest abschnittsweise hohl ausgebildeten Rotorwelle gelangt, um über diese durch eine insbesondere zentrale Austrittsöffnung in der Turbinenscheibe in die Umgebung abgeführt zu werden, mit einem die Rotorwelle im Bereich des Kreuzungsteiles vollständig umgebenden Spritzring, der zumindest im Mündungsbereich der Zulieferbohrungen geringfügig von der Rotorwelle beabstandet ist und zusammen mit dieser um die Zentralachse der Kleingasturbine rotiert.
Description
Die Erfindung betrifft ein Brennstoffeinspritzsystem für eine Radial- oder
Slinger-Brennkammer einer Kleingasturbine mit einem der Radial- oder Slin
ger-Brennkammer vorgelagerten Radialverdichter oder Diagonalverdichter
und einem mit diesem über eine in Axialrichtung verlaufende Rotorwelle ver
bundenen Turbinenteil, wobei der Brennstoff durch ein im Laufrad des Ra
dialverdichters/Diagonalverdichters vorgesehenes Förderrohr in ein im ver
dichternahen Bereich der Brennkammer liegendes Kreuzungsteil der Rotor
welle gelangt und über in diesem im wesentlichen in Radialrichtung verlau
fende Zulieferbohrungen der Brennkammer zugeführt wird. Zum technischen
Umfeld wird beispielshalber auf die US 5,526,640 verwiesen.
Bei einer Radial-Brennkammer mit den oben genannten Merkmalen, die üb
licherweise auch als Slinger-Brennkammer bezeichnet wird, wird der Brenn
stoff durch eine konzentrisch zur Drehachse des Radialverdichters (unter
diesen Begriff sollen im weiteren auch die sog. Diagonalverdichter fallen)
oder der Rotorwelle verlaufende Bohrung im Verdichter-Laufrad oder durch
ein darin vorgesehenes Förderrohr zur Brennkammer geleitet. Dabei fließt
aufgrund der Drehbewegung der Rotorwelle bzw. des Verdichter-Laufrades
infolge der dadurch entstehenden Fliehkräfte der Brennstoff als dünner Film
entlang der Wandung der Bohrung oder des Förderrohres bis direkt unter die
Primärzone der Brennkammer. Dort wird er im bekannten Stand der Technik
durch eine geeignete Abrisskante oder durch einzelne radial angeordnete
Düsen in die Primärzone der Brennkammer abgespritzt.
Bei allen Radial- oder Slinger-Brennkammern besteht das Problem, eine
möglichst gute Abdichtung der Brennkammer zum rückseitigen Raum hinter
dem Verdichter-Laufrad, d. h. zum sog. Verdichter-Rückraum herzustellen, da
die Brennkammer wegen der soeben beschriebenen Brennstoffeinspritzung
zur Rotorwelle hin offen ist. Da nämlich der Druck in der Brennkammer be
dingt durch die Wirkung des Verdichter-Stators immer höher ist als im Ver
dichter-Rückraum, strömt stets ein geringer Teil der Brennkammerluft als
sog. Brennkammer-Leckluft über eine in diesem Bereich zwischen den rotie
renden und den nicht rotierenden Elementen vorgesehene Dichtung in den
Verdichter-Rückraum.
Durch die Zuströmung von durch die besagte Dichtung abgedrosselter
Brennkammer-Leckluft in den Verdichter-Rückraum entsteht dort ein
Luftüberschuß, der abfließen muß. Dies kann über einen Spalt zwischen
dem Verdichter-Laufrad und dem Verdichter-Leitkranz geschehen, wodurch
jedoch eine Rezirkulation über den Verdichter-Leitkranz und die Brennkam
mer erfolgen kann. Daß dies negative Auswirkungen auf den Verdichterwir
kungsgrad und auf dessen Pumpgrenze hat, ist offensichtlich. Als Abhilfe
maßnahme hierfür kann der Verdichter-Rückraum entlüftet werden, d. h. die
sog. Brennkammer-Leckluft wird dann bspw. über zusätzliche Rohrleitungen
in die Umgebung abgeblasen, was jedoch einen wünschenswerterweise zu
vermeidenden Aufwand darstellt.
Deshalb kann die besagte Entlüftung auch durch die zumindest abschnitts
weise hohl ausgebildete Rotorwelle sozusagen nach hinten erfolgen, und
zwar bspw. durch eine zentrale Austrittsöffnung in der Turbinenscheibe auf
deren Rückseite und von dort in die Schubdüse der Kleingasturbine. Hierbei
kann diese Brennkammer-Leckluft vorteilhafterweise als Kühlluft für die
Rückseite der Turbinenscheibe benutzt werden und erzeugt außerdem noch
Schub durch die Zumischung in den Abgasstrahl der Kleingasturbine.
Ein Nachteil dieser Lösung ist jedoch, daß die Brennkammer-Leckluft eine
sog. Kreuzungsstelle mit dem ebenfalls in der Rotorwelle vorgesehen und
weiter oben bereits kurz beschriebenen Brennstoffeinspritzsystem besitzt,
weshalb im bekannten Stand der Technik für dieses Brennstoffeinspritzsy
stem lediglich mehrere in der Brennkammer in Radialrichtung mündende
Einzeldüsen vorgesehen sind. Diese sind jedoch für die Regelbarkeit des
Brennstoff-Massenstromes sowie für die Zerstäubung desselben bei niedri
gen Drehzahlen der Kleingasturbine ungeeignet. Zwar wird bei hohen Dreh
zahlen die Brennkammer durch die sich ausbildende radiale Brennstoffsäule
gegen die zentrale Brennstoffbohrung abgedichtet, d. h. hier brächte man
aufgrund der Brennstoffsäule keine speziellen Abdichtmaßnahmen vorzuse
hen, jedoch läßt sich dann kaum ein bei Kleingasturbinen oftmals er
wünschter Windmilling-Start realisieren, da bei niedrigen Drehzahlen die da
bei auftretende Fliehkraft nicht ausreicht, um die benötigte Brennstoffmenge
gegen den dort herrschenden Druck in die Brennkammer zu fördern.
Eine Abhilfemaßnahme für diese geschilderte Problematik aufzuzeigen, ist
Aufgabe der vorliegenden Erfindung. Zur Lösung dieser Aufgabe tragen die
im ersten Patentanspruch angegebenen Merkmale in ihrer Gesamtheit bei,
vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.
Näher erläutert wird die Erfindung anhand dreier in den beigefügten Figuren
dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele, wobei sämtliche näher be
schriebenen Merkmale erfindungswesentlich sein können. Dabei zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Kleingasturbine, in
welchem neben der Brennkammer sowie dem Brennstoffeinspritzsy
stem auch der Radialverdichter sowie das Turbinenteil dargestellt
sind,
Fig. 2 das Brennstoffeinspritzsystem aus Fig. 1 in vergrößerter Darstellung,
Fig. 3 ein gegenüber Fig. 2 abgewandeltes Brennstoffeinspritzsystem, sowie
Fig. 4 eine Abwandlung des in Fig. 3 dargestellten Brennstoffeinspritzsyste
mes.
Mit der Bezugsziffer 1 ist eine Slinger-Brennkammer einer Kleingasturbine
bezeichnet, der - wie insbesondere Fig. 1 zeigt - ein Radialverdichter 2 vor
gelagert ist. Mit dem Verdichter-Laufrad 2a dieses Radialverdichters 2 ist
über eine in Axialrichtung 3 verlaufende Rotorwelle 4 das sog. Turbinenteil 5
der Kleingasturbine bzw. genauer die Turbinenscheibe 5a des Turbinenteiles
5 verbunden. Das Verdichter-Laufrad 2a, die Rotorwelle 4 und die Turbinen
scheibe 5a rotieren dabei um die sog. Zentralachse 19 der Kleingasturbine.
Der Radialverdichter 2 fördert gemäß Pfeilrichtung 6 einen der Brennkammer
1 zuzuführenden Luftstrom, der innerhalb dieser zur Verbrennung des des
weiteren der Brennkammer 1 zugeführten Brennstoffes benötigt wird. Ein
Teil dieses der Einfachheit halber ebenfalls mit der Bezugsziffer 6 bezeich
neten Luftstromes gelangt aufgrund der in den verschiedenen Zonen der
Kleingasturbine vorliegenden unterschiedlichen Druckverhältnisse jedoch
nicht in die Brennkammer 1 hinein, sondern an dieser bzw. an deren dem
Radialverdichter 2 zugewandten, in Fig. 1 nicht näher bezeichneten (jedoch
in Fig. 2 mit der Bezugsziffer 25 bezeichneten) Stirnwand außenseitig vorbei
über einen mittels einer hier als Labyrinthdichtung ausgebildeten Dichtung 7
abgedichteten Spalt (in Fig. 2 mit der Bezugsziffer 27 bezeichnet) zwischen
rotierenden und nicht rotierenden Teilen der Kleingasturbine in den in der
Beschreibungseinleitung bereits definierten sog. Verdichter-Rückraum 8.
Dieser in den Verdichter-Rückraum 8 gelangende Teil des Luftstromes 6
wird als Brennkammer-Leckluft 6a bezeichnet.
Der sich rückseitig des Verdichter-Laufrades 2a befindende Verdichter-
Rückraum 8 muß folglich belüftet werden, d. h. die Brennkammer-Leckluft 6a
muß aus dem Verdichter-Rückraum 8 auch wieder abgeführt werden. Dies
erfolgt über die zumindest bereichsweise, hier jedoch vollständig hohl aus
geführte Rotorwelle 4, bzw. genauer über deren Innenraum 4a. Wie ersicht
lich ist das vordere dem Verdichter-Laufrad 2a zugewandte Ende der Rotor
welle 4 flanschartig ausgebildet und stellt dabei ein sog. Kreuzungsteil 4b
dar. Durch dieses flanschartige Kreuzungsteil 4b gehen mehrere (hier bevor
zugt über dem Umfang des Kreuzungsteiles 4b gleichmäßig verteilt drei)
Entlüftungsbohrungen 9 hindurch, die somit eine Verbindung zwischen dem
Rotorwellen-Innenraum 4a sowie letztendlich dem Verdichter-Rückraum 8
herstellen. Im übrigen ist über dieses flanschartige Kreuzungsteil 4b die Ro
torwelle 4 mit dem Verdichter-Laufrad 2a drehfest verbunden.
Nachdem nun also die Brennkammer-Leckluft 6a aus dem Verdichter-
Rückraum 8 über die Entlüftungsbohrungen 9 im Kreuzungsteil 4b in den
Innenraum 4a der Rotorwelle 4 gelangt ist, wird sie aus diesem über ein im
dem Turbinenteil 5 zugewandten Endbereich der Rotorwelle 4 vorgesehenes
Abführrohr 4c, welches die Turbinenscheibe 5a in einer zentralen Austritts
öffnung 10 durchdringt letztendlich in die Umgebung abgeführt, und zwar
genauer über die hier nicht figürlich dargestellte Schubdüse der Kleingastur
bine.
Über das Kreuzungsteil 4b der Rotorwelle 4 wird jedoch nicht nur die Brenn
kammer-Leckluft 6a aus dem Verdichter-Rückraum 8 abgeführt, sondern
gleichzeitig der in der Brennkammer 1 zu verbrennende Brennstoff der
Brennkammer 1 zugeführt. Wie an Kleingasturbinen mit Slinger-
Brennkammern üblich wird nämlich der Brennstoff durch eine konzentrisch
zur Drehachse des Radialverdichters 2 oder der Rotorwelle 4 verlaufende
Bohrung 11 im Verdichter-Laufrad 2a bzw. genauer durch ein darin vorgese
henes Förderrohr 12 letztendlich zur Brennkammer 1 geleitet. Hierzu mündet
im hier linksseitigen Anfangsbereich des Förderrohres 12 ein mit einer nicht
gezeigten Brennstoffpumpe, die aus einem ebenfalls nicht gezeigten Vor
ratsbehälter den Brennstoff für den Betrieb der Kleingasturbine fördert, ver
bundenes Brennstoff-Einspritzröhrchen 13.
Der hierüber eingebrachte Brennstoff gelangt somit durch das Förderrohr 12
(und beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1, 2 über einen an späte
rer Stelle noch näher erläuterten Fliehkraftsiphon 14) in eine bevorzugt zen
tral im Kreuzungsteil 4b der Rotorwelle 4, dabei jedoch abseits der Entlüf
tungsbohrungen 9 vorgesehene Verteilerkammer 15, von welcher mehrere in
Radialrichtung 16 verlaufende Zulieferbohrungen 17 abzweigen. Über diese
ebenfalls im Kreuzungsteil 4b vorgesehenen Zulieferbohrungen 17, die ver
setzt zu den Entlüftungsbohrungen 9 angeordnet sind, so daß sich die Zu
lieferbohrungen 17 und die Entlüftungsbohrungen 9 nicht schneiden, kann
daher der Brennstoff letztendlich in die Brennkammer 1 gelangen. Bevorzugt
sind dabei drei derartige Zulieferbohrungen 17 gleichmäßig über dem Um
fang des Kreuzungsteiles 4b verteilt vorgesehen.
Würden nun die Zulieferbohrungen 17 direkt in der Brennkammer 1 münden,
ergäbe sich insbesondere bei niedrigen Drehzahlen der Kleingasturbine eine
nicht ausreichende Zerstäubung des Brennstoffes. Daher ist die Rotorwelle 4
im Bereich des Kreuzungsteiles 4b vollständig von einem sog. Spritzring 18
umgeben, der zumindest im Mündungsbereich der Zulieferbohrungen 17 ge
ringfügig von der Rotorwelle 4 beabstandet ist, und der zusammen mit der
Rotorwelle 4 um die Zentralachse 19 der Kleingasturbine rotiert. Der aus den
Zulieferbohrungen 17 austretende Brennstoff kann sich somit innerhalb des
Spritzringes 18 über dessen gesamtem Umfang (und somit auch über den
Umfang der Rotorwelle 4) verteilen, ehe er dann besser verteilt und somit
zerstäubt in die eigentliche Brennkammer 1 bzw. in die Primärzone dersel
ben gelangt.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist der Spritzring 18 auf seiner den Zulieferboh
rungen 17 zugewandten Seite im wesentlichen wannenförmig ausgebildet,
d. h. er bildet eine von seinem hier rechtsseitigen, zur Brennkammer 1 hin
offenliegenden Bund 18a begrenzte, der Rotorwelle 4 mit ihrer Oberseite
zugewandte und bezüglich der Rotorwelle 4 umlaufende sog. Spritzring-
Wanne 18b, innerhalb derer sich der aus den Zulieferbohrungen 17 austre
tende Brennstoff fliehkraftbedingt zunächst gleichmäßig über dem Innen-
Umfang des Spritzringes 18 verteilen kann, ehe er tatsächlich in die Primär
zone der Brennkammer 1 gelangt. Letztgenanntes erfolgt nachdem die sog.
Spritzring-Wanne 18b vollständig mit Brennstoff befüllt ist, so daß der Brenn
stoff über den Bund 18a zunächst entgegengerichtet zur Fliehkraft aus der
Spritzring-Wanne 18b austritt und danach abermals unter Fliehkrafteinfluß
entlang der Stirnseite des Bundes 18a zur im äußersten Eckbereich des
Spritzringes 18 ausgebildeten Abrißkante 18c gelangt, von welcher aus der
Brennstoff dann fein zerstäubt in die Brennkammer 1 abspritzt.
Im folgenden wir nun der beim ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 zwi
schen dem Förderrohr 12 sowie der Verteilerkammer 15 vorgesehene Flieh
kraftsiphon 14 beschrieben, wobei der Übersichtlichkeit halber insbesondere
auf die vergrößerte Darstellung nach Fig. 2 verwiesen wird. Der Sinn dieses
Fliehkraftsiphons 14 liegt darin, den Anfangsbereich des Brennstoffeinspritz
systemes, nämlich das Brennstoff-Einspritzröhrchen 13 sowie das Förder
rohr 12 gegenüber der Brennkammer 1 abzudichten, insbesondere um eine
ausgezeichnete Regelbarkeit des gesamten Brennstoffeinspritzsystemes der
Kleingasturbine auch bei niedrigen Drehzahlen derselben zu gewährleisten
und um darüber hinaus die Möglichkeit eines bei Kleingasturbinen oftmals
angestrebten Windmillstarts bestmöglich sicherzustellen.
Wie Fig. 2 zeigt gelangt der über das Einspritzröhrchen 13 herangeführte
Brennstoff aus dem Förderrohr 12 austretend abermals unter Fliehkraftein
fluß auf die innere Oberfläche eines sog. Verteilerkonus 20 und über diesen
aufgrund einer im Kreuzungsteil 4b vorgesehenen Prallplatte 21 entlang der
selben über einen zwischen dem freien Ende des Verteilerkonus 20 sowie
der Prallplatte 21 vorgesehenen nicht näher bezeichneten Spalt in Radial
richtung 16 nach außen in einen die Prallplatte 21 außenseitig umgebenden
Ringspalt 22. Von diesem aus gelangt der Brennstoff dann entlang der dem
Verteilerkonus 20 abgewandten Seite der Prallplatte 21 in Radialrichtung 16
betrachtet nach innen, d. h. in Richtung der Zentralachse 19 in die bereits
beschriebene Verteilerkammer 15.
Im übrigen erkennt man in Fig. 2 genauer eine mit der Bezugsziffer 23 be
zeichnete Schraubverbindung, über welche das Verdichter-Laufrad 2a an die
Rotorwelle 4 bzw. an das Kreuzungsteil 4b derselben angeflanscht ist. Fer
ner ist in dieser Fig. 2 auch der Strömungsweg der eingangs bereits ausführ
lich erläuterten Brennkammer-Leckluft 6a detaillierter als in Fig. 1 dargestellt.
Wie dargestellt und wie bereits erwähnt gelangt diese Brennkammer-Leckluft
6a aus dem mit der Bezugsziffer 24 bezeichneten Ringraum, der von der
Brennkammer-Stirnwand 25, von einer mit der Bezugsziffer 26 bezeichneten
Trennwand (hierbei handelt es sich um das bereits mehrfach genannte nicht
rotierende Teil der Kleingasturbine) und dem flanschartigen Kreuzungsteil 4b
der Rotorwelle 4 begrenzt wird, über den Spalt 27 zwischen der Trennwand
26 und dem Kreuzungsteil 4b, der zwar von der dort vorgesehenen als Laby
rinthdichtung ausgebildeten Dichtung 7 abgedichtet wird, welche jedoch kei
ne vollständige Abdichtung ermöglicht, in den Verdichter-Rückraum 8.
In diesem Verdichter-Rückraum 8 vermischt sich die Brennkammer-Leckluft
6a mit einem weiteren aufgrund der unterschiedlichen Druckverhältnisse
hierhinein gelangenden Luftstrom und kann danach durch im flanschartig
ausgebildeten, mit dem flanschartigen Kreuzungsteil 4b zusammenwirken
den Abschnitt 28 des Verdichter-Laufrades 2a vorgesehene Übertrittsboh
rungen 29 in die bereits erläuterten Entlüftungsbohrungen 9 gelangen, die
ihrerseits (beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, 2 gegenüber der Axialrich
tung 3 geneigt verlaufend) im Rotorwellen-Innenraum 4a münden.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist kein in Verbindung mit Fig. 2 be
schriebener Fliehkraftsiphon vorgesehen, so daß das bevorzugt in eine ge
eignete Aufnahme im Kreuzungsteil 4b eingelötete Förderrohr 12 direkt in
der Verteilerkammer 15 mündet. Auch ist hier das Verdichter-Laufrad 2a ge
ringfügig anders konzipiert, so daß die Entlüftungsbohrungen 9, die hier von
einer mit der Bezugsziffer 30 bezeichneten Kammer, durch welche das För
derrohr 12 hindurch tritt, abzweigen, zumindest im wesentlichen in Axial
richtung 3 verlaufen. In diese Kammer 30 hinein gelangt die aus dem Ver
dichter-Rückraum 8 abzuführende und ggf. mit einem weiteren Luftstrom
vermengte Brennkammer-Leckluft 6a im übrigen über eine abermals mit der
Bezugsziffer 29 bezeichnete Übertrittsbohrung. Ferner erkennt man in Fig. 3
eine am stromaufwärtigen Ende des Förderrohres 12 vorgesehene, das
Brennstoff-Einspritzröhrchen 13 umgebende druckfederbelastete Gleitring
dichtung 31, mit Hilfe derer der Innenraum des Förderrohres 12 gegenüber
der Umgebung abgedichtet ist.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist in der bzw. den Zulieferbohrung(en)
17 eine Drosselstelle 32 für den durch die Zulieferbohrung 17 in Radialrich
tung 16 nach außen geführten Brennstoff eingesetzt, hier in Form eines ge
eignet gestalteten eingeschraubten Drosselelementes. In dieser Drossel
stelle 32 baut sich unter Fliehkrafteinfluß im Brennstoffeinspritzsystem ein
Druckgradient in Richtung zur Brennkammer 1 auf, der verhindert, daß
Brennkammerluft in das Förderrohr 12 zurück drückt. Daher ist hier die in
Fig. 3 dargestellte Gleitringdichtung 31 nicht erforderlich.
Bei den beiden Ausführungsbeispielen nach den Fig. 3, 4 ist der Spritz
ring 18 dabei etwas anders geformt als beim Ausführungsbeispiel nach den
Fig. 1, 2. Diese unterschiedliche Formgebung hängt auch mit der ver
schiedenartigen Gestaltung des Verdichter-Laufrades 2a bzw. des flan
schartigen Abschnittes 28 desselben zusammen, wobei wie ersichtlich bei
den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 3, 4 die in Fig. 2 mit der Be
zugsziffer 23 bezeichnete Schraubverbindung durch eine Schweißverbin
dung ersetzt wurde, jedoch kann dies sowie eine Vielzahl weiterer Details
insbesondere konstruktiver Art durchaus abweichend von den gezeigten
Ausführungsbeispielen gestaltet sein, ohne den Inhalt der Patentansprüche
zu verlassen. Stets erhält man mit den beschriebenen Maßnahmen sowohl
eine gleichmäßige Brennstoffeinspritzung in die Brennkammer 1 als auch
eine optimale Entlüftung des Verdichter-Rückraumes 8. Besonders deutlich
treten diese Vorteile bei niedrigen Drehzahlen der Rotorwelle 4 und gleich
zeitig relativ großen der Brennkammer 1 zuzuführenden Brennstoffmengen
zum Vorschein.
1
Radial- oder Slinger-Brennkammer, auch nur Brennkammer genannt
2
Radialverdichter
2
a Verdichter-Laufrad
3
Axialrichtung
4
Rotorwelle
4
a Innenraum von
4
4
b (flanschartiges) Kreuzungsteil von
4
4
c Abführrohr
5
Turbinenteil
5
a Turbinenscheibe
6
der Brennkammer zugeführter Luftstrom, von
2
gefördert
6
a Brennkammer-Leckluft
7
Dichtung im Spalt zwischen rotierenden und nicht rotierenden Teilen
8
Verdichter-Rückraum
9
Entlüftungsbohrung (in
4
b)
10
(zentrale) Austrittsöffnung (in
5
a)
11
(zentrale) Bohrung in
2
a, die
12
aufnimmt
12
Förderrohr (für Brennstoff, in
2
a verlaufend)
13
Brennstoff-Einspritzröhrchen
14
Fliehkraftsiphon
15
Verteilerkammer (für Brennstoff, in
4
b)
16
Radialrichtung
17
Zulieferbohrung (für Brennstoff, in
4
b)
18
Spritzring
18
a Bund von
18
18
b Spritzring-Wanne
18
c Abrißkante
19
Zentralachse (der Kleingasturbine)
20
Verteilerkonus
21
Prallplatte
22
Ringspalt
23
Schraubverbindung
24
Ringraum
25
Brennkammer-Stirnwand
26
Trennwand
27
Spalt
28
Abschnitt von
1
a
29
Übertrittsbohrung
30
Kammer
31
Gleitringdichtung
32
Drosselstelle
Claims (4)
1. Brennstoffeinspritzsystem für eine Radial- oder Slinger-Brennkammer
einer Kleingasturbine mit einem der Radial- oder Slinger-
Brennkammer (1) vorgelagerten Radialverdichter (2) oder Diagonal
verdichter und einem mit diesem über eine in Axialrichtung (3) ver
laufende Rotorwelle (4) verbundenen Turbinenteil (5),
wobei der Brennstoff durch ein im Laufrad (2a) des Radialverdichters/Dia gonalverdichters vorgesehenes Förderrohr (12) in ein im verdich ternahen Bereich der Brennkammer (1) liegendes Kreuzungsteil (4b) der Rotorwelle (4) gelangt und über in diesem im wesentlichen in Ra dialrichtung (16) verlaufende Zulieferbohrungen (17) der Brennkam mer (1) zugeführt wird,
und wobei im Kreuzungsteil (4b) versetzt zu den Zulieferbohrungen (17) angeordnete Entlüftungsbohrungen (9) vorgesehen sind, über welche die in den Verdichter-Rückraum (8) gelangende Brennkam mer-Leckluft (6a) in den Innenraum (4a) der zumindest abschnittswei se hohl ausgebildeten Rotorwelle (4) gelangt um über diese durch ei ne insbesondere zentrale Austrittsöffnung (10) in der Turbinenscheibe (5a) in die Umgebung abgeführt zu werden,
mit einem die Rotorwelle (4) im Bereich des Kreuzungsteiles (4b) voll ständig umgebenden Spritzring (18), der zumindest im Mündungsbe reich der Zulieferbohrungen (17) geringfügig von der Rotorwelle (4) beabstandet ist und zusammen mit dieser um die Zentralachse (19) der Kleingasturbine rotiert.
wobei der Brennstoff durch ein im Laufrad (2a) des Radialverdichters/Dia gonalverdichters vorgesehenes Förderrohr (12) in ein im verdich ternahen Bereich der Brennkammer (1) liegendes Kreuzungsteil (4b) der Rotorwelle (4) gelangt und über in diesem im wesentlichen in Ra dialrichtung (16) verlaufende Zulieferbohrungen (17) der Brennkam mer (1) zugeführt wird,
und wobei im Kreuzungsteil (4b) versetzt zu den Zulieferbohrungen (17) angeordnete Entlüftungsbohrungen (9) vorgesehen sind, über welche die in den Verdichter-Rückraum (8) gelangende Brennkam mer-Leckluft (6a) in den Innenraum (4a) der zumindest abschnittswei se hohl ausgebildeten Rotorwelle (4) gelangt um über diese durch ei ne insbesondere zentrale Austrittsöffnung (10) in der Turbinenscheibe (5a) in die Umgebung abgeführt zu werden,
mit einem die Rotorwelle (4) im Bereich des Kreuzungsteiles (4b) voll ständig umgebenden Spritzring (18), der zumindest im Mündungsbe reich der Zulieferbohrungen (17) geringfügig von der Rotorwelle (4) beabstandet ist und zusammen mit dieser um die Zentralachse (19) der Kleingasturbine rotiert.
2. Brennstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, wobei der Spritzring (18)
auf der den Zulieferbohrungen (17) zugewandten Seite wannenförmig
ausgebildet und zur Brennkammer (1) hin mit einer Abrißkante (18c)
versehen ist.
3. Brennstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei im oder
stromauf des Kreuzungsteil(es) (4b) ein den Zulieferbohrungen (17)
vorgelagerter Fliehkraftsiphon (14) vorgesehen ist.
4. Brennstoffeinspritzsystem nach einem der vorangegangenen Ansprü
che, wobei die insbesondere drei, über dem Umfang des Kreuzungs
teiles (4b) gleichmäßig verteilten Zulieferbohrungen (17) jeweils mit
einer Drosselstelle (32) versehen sind.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19846976A DE19846976A1 (de) | 1998-10-12 | 1998-10-12 | Brennstoffeinspritzsystem für eine Radial- oder Slinger-Brennkammer einer Kleingasturbine |
PCT/EP1999/006838 WO2000022350A1 (de) | 1998-10-12 | 1999-09-15 | Brennstoffeinspritzsystem für eine radial- oder slinger-brennkammer einer kleingasturbine |
DE59907475T DE59907475D1 (de) | 1998-10-12 | 1999-09-15 | Brennstoffeinspritzsystem für eine radial- oder slinger-brennkammer einer kleingasturbine |
EP99946177A EP1121561B1 (de) | 1998-10-12 | 1999-09-15 | Brennstoffeinspritzsystem für eine radial- oder slinger-brennkammer einer kleingasturbine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19846976A DE19846976A1 (de) | 1998-10-12 | 1998-10-12 | Brennstoffeinspritzsystem für eine Radial- oder Slinger-Brennkammer einer Kleingasturbine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19846976A1 true DE19846976A1 (de) | 2000-04-13 |
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Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19846976A Withdrawn DE19846976A1 (de) | 1998-10-12 | 1998-10-12 | Brennstoffeinspritzsystem für eine Radial- oder Slinger-Brennkammer einer Kleingasturbine |
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