DE2613589A1 - COMBUSTION DEVICE FOR A GAS TURBINE - Google Patents

COMBUSTION DEVICE FOR A GAS TURBINE

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DE2613589A1
DE2613589A1 DE19762613589 DE2613589A DE2613589A1 DE 2613589 A1 DE2613589 A1 DE 2613589A1 DE 19762613589 DE19762613589 DE 19762613589 DE 2613589 A DE2613589 A DE 2613589A DE 2613589 A1 DE2613589 A1 DE 2613589A1
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combustion chamber
chamber
air
injection nozzle
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Yoshihiro Sakaki
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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    • 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
    • F23R3/346Feeding into different combustion zones for staged combustion

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Description

Dr.D.Thomsen PATE NTANWALTS BÜRODr D. Thomsen PATE N ANWALTS OFFICE

& Telefon (089)530211& Phone (089) 530211

W. We ΙΠ ka Uf f Telegramm-Adresse ) 2613589W. We ΙΠ ka Uf f telegram address) 2613589

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PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS München: Frankfurt/M.:Munich: Frankfurt / M .:

Dr. rer. nat. D. Thomsen Dipl.-Ing. W. Weinkauff Dr. rer. nat. D. Thomsen Dipl.-Ing. W. Weinkauff

(Fuchshohl 71)(Fuchshohl 71)

Dresdner Bank AQ. München, Konto 5574237Dresdner Bank AQ. Munich, account 5574237

8000 München 28000 Munich 2

Kaiser-Ludwig-Platz 6 3o. März 1976Kaiser-Ludwig-Platz 6 3o. March 1976

Nissan Motor Company, Limited Yokohama City, JapanNissan Motor Company, Limited Yokohama City, Japan

Verbrennungseinrichtung für eine GasturbineCombustion device for a gas turbine

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen Verbrennungseinrichtungen für Gasturbinen und im besonderen eine verbesserte Verbrennungseinrichtung, welche ganz besonders für eine mit einem Wärmetauscher ausgerüstete Gasturbine oder für eine mit einem hohen Druckverhältnis arbeitende Gasturbine geeignet ist (wobei letztere so ausgelegt ist, daß sie genügend erhitzte Luft in die Einlaßöffnung einer Verbrennungseinrichtung ohne Verwendung eines Wärmetauschers einspeist), durch welche die Luftverunreinigung in einem beachtlichen Grade ausgeschlossen v/ird.The present invention relates generally to gas turbine combustors, and more particularly an improved combustion device, which is particularly suitable for a gas turbine equipped with a heat exchanger or is suitable for a gas turbine operating at a high pressure ratio (the latter being designed to be sufficiently feeding heated air into the inlet port of a combustor without using a heat exchanger) which excludes air pollution to a considerable degree.

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ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

In der Verfarennungseinrichtung einer konventionellen Gasturbine ist es allgemein üblich, den flüssigen Brennstoff in feinzerstäubter Form durch eine Einspritzdüse in die Brennkammer einzuspritzen, welcher Brennstoff mit in einem Kompressor verdichteter und in einem Wärmeaustauscher erhitzter Luft vermischt wird, um ein Brennstoff/Luft-Gemisch zu erzeugen, das dann mithilfe eines Flammenhalters oder Verbrennungsstabilisators (flame preserver) kontinuierlich verbrannt wird. Dieser einfache Vorgang des Einspritzens von Brennstoff in die Brennkammer garantiert jedoch nicht einen hinreichenden Grad der Brennstoffvergasung,, so daß auch nicht eine homogene Vermischung des Brennstoffs mit der Luft erreicht werden kann, was zur Folge hat, daß der Brennstoff in Form von kleinen Flüssigkeitströpfchen verbrennt. Demzufolge sind in den Auspuffgasen giftige Verbindungen, wie z.B. Stickstoffoxyde oder unverbrannte Bestandteile, in großer Menge enthalten, wodurch insbesondere in Stadtgebieten mit einer hohen Verkehrsdichte das Problem einer erheblichen Luftverunreinigung auftritt.In the processing facility of a conventional gas turbine, it is common practice to use the liquid fuel to be injected into the combustion chamber in a finely atomized form through an injection nozzle, which fuel is also used in a compressor compressed air heated in a heat exchanger is mixed to produce a fuel / air mixture, which is then continuously burned with the help of a flame holder or combustion stabilizer (flame preserver). However, this simple act of injecting fuel into the combustion chamber does not guarantee a sufficient degree the fuel gasification, so that a homogeneous mixing of the fuel with the air cannot be achieved either, with the result that the fuel burns in the form of small liquid droplets. As a result, there are in the exhaust gases contain toxic compounds such as nitrogen oxides or unburned components in large quantities, which the problem of significant air pollution occurs particularly in urban areas with a high traffic density.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich nun mit der Schaffung einer verbesserten Verbrennungseinrichtung, die aus einer Hauptbrennkammer und einer Zusatz- oder Vorkammer besteht, wobei letztere hinsichtlich ihrer Konstruktion der Hauptbrennkammer ähnlich ausgebildet ist. Die Zusatz- oder Vorkammer ist koaxial und stromaufwärts zur Hauptbrennkammer angeordnet und mit dieser Hauptbrennkammer verbunden. Die Zusatzkammer wird mit komprimierter heißer Luft beliefert, die durch einen Wärmetauscher hindurchstreicht, um einenThe present invention now seeks to provide an improved incinerator which consists of a main combustion chamber and an additional or pre-chamber, the latter with regard to its construction of Main combustion chamber is designed similarly. The auxiliary or pre-chamber is coaxial and upstream of the main combustion chamber arranged and connected to this main combustion chamber. The additional chamber is supplied with compressed hot air, which passes through a heat exchanger to a

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ausreichenden Grad an Brennstoffvergasung und ein homogenes Gemisch des vergasten Brennstoffs mit Luft darin zu erreichen, wodurch die vorstehend genannten, dem Stand der Technik
anhaftenden Nachteile überwunden werden sollen.
To achieve sufficient degree of fuel gasification and a homogeneous mixture of the gasified fuel with air in it, thereby making the aforementioned prior art
inherent disadvantages are to be overcome.

Nach der vorliegenden Erfindung ist eine zusammengesetzte Einrichtung für eine Gasturbine vorgesehen, die besteht aus einem äußeren Gehäuse, das mit heißer komprimierter Luft aus einem Kompressor beschickt werden kann; einer in diesem äußeren Gehäuse angeordneten Hauptbrennkammer, die eine Brennstoffeinspritzdüse und einen am stromaufwärts gelegenen Ende der Hauptbrennkammer vorgesehenen Drallerzeuger aufweist; sowie einer Zusatz- oder Vorkammer, die an dem stromaufwärts gelegenen Ende der Hauptbrennkammer und koaxial zu dieser angeordnet
ist und deren Gehäuse eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, wobei an dem stromaufwärts gelegenen Ende dieser Zusatz- oder Vorkammer eine Brennstoffeinspritzdüse sowie ein Drallerzeuger vorgesehen sind, und welche Zusatz- oder Vorkammer als Vorvermischungskammer für die Bereitstellung eines in die Hauptbrennkammer einzuführenden Brennstoff/Luft-Gemisches dient.
According to the present invention there is provided a composite device for a gas turbine, which consists of an outer casing which can be charged with hot compressed air from a compressor; a main combustion chamber arranged in this outer housing and having a fuel injection nozzle and a swirl generator provided at the upstream end of the main combustion chamber; as well as an additional or pre-chamber which is arranged at the upstream end of the main combustion chamber and coaxial therewith
and whose housing has a plurality of openings, with a fuel injection nozzle and a swirl generator being provided at the upstream end of this additional or prechamber, and which additional or prechamber serves as a premixing chamber for providing a fuel / air mixture to be introduced into the main combustion chamber serves.

Andere Eigenheiten, Lösungsmerkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der anliegenden Zeichnungen erkennbar, in der eine einzige Figur eine bevorzugte Ausführungsform einer Verbrennungseinrichtung nach der vorliegenden Erfindung darstellt. Other peculiarities, solution features and advantages of the invention will become more clearly apparent from the following description in conjunction with the accompanying drawings, in which a single figure shows a preferred embodiment of a combustion device according to the present invention.

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In dieser einzigen Zeichnung ist im Querschnitt eine Verbrennungseinrichtung nach der vorliegenden Erfindung gezeigt. Diese Verbrennungseinrichtung umfaßt im wesentlichen eine Hauptbrennkammer 1o, die in einem äußeren Gehäuse 12 befestigt ist, sowie eine Zusatz- oder Vorkammer 14, die in koaxialer Anordnung mit der Hauptbrennkammer 1o an deren stromaufwärts gelegenem Ende angesetzt ist. Die Hauptbrennkammer 1o kann jede herkömmliche Ausgestaltung aufweisen. Die Hauptbrennkammer und die Zusatz- oder Vorkammer 14 stehen miteinander in Verbindung, so daß das Luft/Brennstoff-Gemisch, das in der Zusatzkammer 14 gebildet wird, in die Hauptbrennkammer 1o eingespeist werden kann.In this single drawing, a combustion device according to the present invention is shown in cross section. This combustion device essentially comprises a main combustion chamber 1o which is mounted in an outer housing 12 is, as well as an additional or pre-chamber 14, which is in coaxial arrangement with the main combustion chamber 1o at its upstream is set at the end. The main combustion chamber 1o can be any have conventional design. The main combustion chamber and the additional or pre-chamber 14 are connected to one another, so that the air / fuel mixture that is formed in the auxiliary chamber 14 is fed into the main combustion chamber 1o can be.

Am stromaufwärts gelegenen Ende einer zur Hauptbrennkammer 1o gehörenden eigentlichen Verbrennungskammer 2o ist eine zur Einspritzung eines flüssigen Brennstoffs aus einer Brennstoffleitung 18 bestimmte Einspritzdüse 16 sowie ein Flammenhalter oder Verbrennungsstabilisator 19 vorgesehen, wobei letzterer einen Drallerzeuger enthält, der eine gleichmäßige Verbrennung des Gemisches aus Brennstoffnebel und Luft bewerkstelligen soll.At the upstream end of an actual combustion chamber 2o belonging to the main combustion chamber 1o an injection nozzle 16 intended for injecting a liquid fuel from a fuel line 18 and a Flame holder or combustion stabilizer 19 provided, the latter containing a swirl generator, which is a uniform Combustion of the mixture of fuel mist and air is intended to bring about.

Die eigentliche Verbrennungskammer 2o ist an ihren Wänden mit einer Vielzahl von Löchern 2oa? 2ob und 2oc versehen, die durch einen Wärmetauscher {nicht dargestellt) erhitzte oder nur durch den Kompressionsvorgang erhitzte Luft in die Verbrennungskammer 2g einströmen lassen <, Zwischen der Einspritzdüse 16 und dem Flammenhalter IS Ist eine Kühlluftleitung 22 ange-The actual combustion chamber 2o is on its walls with a multitude of holes 2oa ? 2ob and 2oc, the air heated by a heat exchanger (not shown) or air heated only by the compression process can flow into the combustion chamber 2g <, A cooling air line 22 is connected between the injection nozzle 16 and the flame holder IS.

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ordnet, die eine Kühlung der den hohen Temperaturen ausgesetzten Teile sowie der Brennstoffleitung 18 bewirken soll.that is intended to cool the parts exposed to the high temperatures and the fuel line 18.

Die Vorkammer 14 umfaßt ein Gehäuse oder einen Zylinder 24, das bzw. der an seiner Umfangswand eine Vielzahl von Löchern 24a und 24b aufweist. Dieses Gehäuse 24 ist vorzugsweise koaxial zur Verbrennungskammer 2o ausgerichtet. Das stromaufwärts gelegene Ende der Vor- oder Zusatzkammer 14 ist mit einer Brennstoffleitung 26 zur Einspeisung flüssigen Brennstoffs in verschiedenen Mengen in Abhängigkeit von der Belastung der Turbine, einer Einspritzdüse 28 zum Einspritzen des von der Brennstoffleitung 26 gelieferten Brennstoffs in feinverteilter Form und mit einem Drallerzeuger 3o zur Erreichung einer Vergasung und gleichmäßigen Verteilung des flüssigen Brennstoffs ausgestattet. .The prechamber 14 comprises a housing or cylinder 24, which or on its peripheral wall a plurality of Has holes 24a and 24b. This housing 24 is preferably aligned coaxially with the combustion chamber 2o. That upstream located end of the antechamber or additional chamber 14 is provided with a fuel line 26 for feeding in liquid fuel in different amounts depending on the load on the turbine, an injection nozzle 28 for injecting the from the Fuel line 26 delivered fuel in finely divided form and with a swirl generator 3o to achieve a Gasification and even distribution of the liquid fuel. .

Wie bereits vorstehend beschrieben, weist das Gehäuse der Vorkammer 14 mehrere Reihen mit Löchern 24a und 24b auf, durch welche komprimierte, erhitzte Luft in den Innenraum des Gehäuses 24 eingespeist wird.As already described above, the housing of the antechamber 14 has several rows with holes 24a and 24b, through which compressed, heated air is fed into the interior of the housing 24.

Das Bezugszeichen 31 bezeichnet eine Trennwand, durch welche das äußere Gehäuse 12 in eine Lufteinlaßseite und eine Gasauslaßseite abgeteilt wird und welche zugleich als Halterung für die Verbrennungskammer 2o dient. Die Pfeile a, b und c zeigen die Strömungsrichtung der komprimierten Luft, des zerstäubten Brennstoffs bzw. der verbrannten Gase an.The reference numeral 31 denotes a partition wall through which the outer housing 12 into an air inlet side and a Gas outlet side is divided and which also serves as a holder for the combustion chamber 2o. The arrows a, b and c indicate the direction of flow of the compressed air, the atomized fuel or the burned gases.

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Ein Brennstofftank 32, der Kerosin oder irgendeine andere Art eines Flüssigbrennstoffs enthält, ist mit einer Pumpe 34 verbunden, die ihrerseits an ein Überströmventil 36 angeschlossen ist. Dieses Überströmventil 36 ist an seinem Auslaßende mit der Brennstoffleitung 18 über ein Durchflußsteuerungsventil 38 und ein Absperrventil 4o, wobei letzteres mit einem Anlasserschalter 42 in Verbindung steht, verbunden. Das Überströmventil 36 ist mit seinem Auslaßende ebenfalls mit der Brennstoffleitung 26 über ein Durchflußsteuerungsventil 44, das über ein Beschleunigungs- bzw. Gaspedal 46 betätigt werden kann, verbunden.A fuel tank 32 containing kerosene or some other type of liquid fuel is provided with a Pump 34 is connected, which in turn is connected to an overflow valve 36. This overflow valve 36 is on his Outlet end to fuel line 18 via a flow control valve 38 and a shut-off valve 4o, the latter being connected to a starter switch 42. The outlet end of the overflow valve 36 is also connected to the fuel line 26 via a flow control valve 44, which can be operated via an accelerator or gas pedal 46, connected.

Wenn während des Betriebs der Anlasserschalter 42 geschlossen ist, ist das Absperrventil 4o geöffnet, so daß der mithilfe der Pumpe 34 angesaugte flüssige Brennstoff durch das Überströmventil 36 und das Durchflußsteuerungsventil 38 in die Brennstoffleitung 18 eintritt, von welcher aus der flüssige Brennstoff mithilfe der Einspritzdüse 16 in feinverteilter Form in die Verbrennungskammer 2o eingespritzt wird.If the starter switch 42 is closed during operation, the shut-off valve 4o is opened, so that the liquid fuel sucked in with the aid of the pump 34 through the overflow valve 36 and the flow control valve 38 enters the fuel line 18, from which the liquid fuel with the aid of the injection nozzle 16 in finely divided Mold is injected into the combustion chamber 2o.

Dieser eingespritzte Brennstoff wird mit der in die Hauptbrennkammer 1o durch die Löcher 2oa und den Flammenhalter 19 eingebrachten Luft vermischt und mithilfe der Zündkerze G entflammt. Während des Anfahrens der Gasturbine ist es nicht notwendig, das Gaspedal 46 zu bedienen, so daß das Durchflußsteuerungsventil 44 in geschlossenem Zustand gehalten wird und kein Brennstoff in die Zusatz- oder Vorkammer 14 eingespeist wird. Unter diesen Bedingungen arbeitet die VerbrennungseinrichtungThis injected fuel is transferred to the main combustion chamber 1o through the holes 2oa and the flame holder 19 introduced air mixed and ignited with the help of the spark plug G. It is not during the start-up of the gas turbine necessary to operate the accelerator pedal 46 so that the flow control valve 44 is kept in the closed state and no fuel is fed into the additional or pre-chamber 14. The incinerator operates under these conditions

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in einer Weise ähnlich der einer konventionellen Verbrennungseinrichtung während des Startens oder des Leerlaufs. in a manner similar to that of a conventional incinerator during start-up or idling.

Nachdem die Verbrennungseinrichtung angefahren worden ist, wird ein Leerlaufbetrieb beibehalten, bis ein Wärmetauscher (nicht dargestellt) mithilfe der verbrannten Gase, welche durch den Pfeil c angedeutet sind, den Wärraeaustauschvorgang durchzuführen beginnt. Wenn die Temperatur in dem Wärmetauscher während dieses Leerlaufs einengenügend hohen Wert erreicht hat, wird mit der Brennstoffzufuhr über die Brennstoffleitung 26 in einer Weise begonnen,,wie im folgenden näher beschrieben werden wird, während die Brennstoffzufuhr über die Brennstoffleitung 18 in die Verbrennungskammer 2o weiterhin fortgesetzt wird. Da die Gesamtmenge des über die Brennstoffleitungen 18 und 26 eingeführten Brennstoffs in Abhängigkeit von der Belastung der Turbine verändert wird, sei hier vermerkt, daß der durch die Brennstoffleitung 26 eingeführte Brennstoff in Abhängigkeit von dem durch die Brennstoffleitung 18 eingeführten Brennstoff über verschiedene Mengenbereiche variieren kann, wobei der über dit ^eitung 18 eingeführte Brennstoff in einer zur Aufrechterhaltung einer Flamme in der Verbrennungskammer 2o ausreichenden Menge konstant gehalten wird.After the combustion device has been started up, idle operation is maintained until a heat exchanger (not shown) with the help of the burned gases, which are indicated by the arrow c, to carry out the heat exchange process begins. If the temperature in the heat exchanger has reached a sufficiently high value during this idling, is connected to the fuel supply via the fuel line 26 started in a manner, as will be described in more detail below, while the fuel supply is via the fuel line 18 continues into the combustion chamber 2o will. Since the total amount of the fuel lines 18 and 26 introduced fuel is changed depending on the load on the turbine, it should be noted here that the fuel introduced through fuel line 26 as a function of that introduced through fuel line 18 Fuel can vary over different quantity ranges, with the fuel introduced via conduit 18 is kept constant in an amount sufficient to maintain a flame in the combustion chamber 2o.

Wenn während einer Betriebsbelastung das Gaspedal 46 durchgedrückt wird, wird das Durchflußsteuerungsventil 44 in einem dem Grad der Durchdrückung des Gaspedals 46 entsprechenden Maß geöffnet, so daß Brennstoff der Brennstoffleitung 26 zugeführt und mithilfe der Einspritzdüse 28 in die Zusatz- oderWhen the accelerator pedal 46 is depressed during an operating load, the flow control valve 44 becomes opened to a degree corresponding to the degree to which the accelerator pedal 46 is depressed, so that fuel is supplied to the fuel line 26 and with the aid of the injection nozzle 28 in the additional or

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Vorkammer 14 eingespritzt wird. Dieser eingespritzte Brennstoff wird zuerst mit komprimierter erhitzter Luft vermischt, welche in diese Vorkammer 14 mithilfe des Drallerzeugers 3o zwecks Bildung eines angereicherten Luft/Brennstoff-Gemisches (dessen Luft/Brennstoff-Verhältnis zwischen ungefähr 5 : 1 bis 1o : 1 variiert) eingeführt wird. Dieses Luft/Brennstoff-Gemisch wird dann mit zusätzlicher Luft, die durch die Löcher 24a und 24b zutritt, vermischt, um ein mageres Luft/Brennstoff-Gemisch (dessen Luft/Brennstoff-Verhältnis zwischen ungefähr 2o : 1 bis 3o : 1 variiert) zu bilden. Dieses nunmehr einer erhitzten Luft von 6oo bis 65o°C ausgesetzte magere Luft/Brennstoff-Gemisch wird in die· Verbrennungskammer 2o mit einer Geschwindigkeit eingeführt, welche unterhalb eines vorbestimmten Wertes (von z.B. 3o bis 4o m/sec.) liegt, so daß das Gemisch in der Vorkammer 14 nicht verbrannt wird. Das nun in die Hauptbrennkammer 1o eingeführte magere Luft/Brennstoff-Gemisch wird durch die Flammen in der Hauptbrennkammer 1o verbrannt.Pre-chamber 14 is injected. This injected fuel is first mixed with compressed heated air, which in this prechamber 14 using the swirl generator 3o for the purpose Formation of an enriched air / fuel mixture (its air / fuel ratio between approximately 5: 1 to 1o: 1 varies) is introduced. This air / fuel mixture will then mixed with additional air entering through holes 24a and 24b to make a lean air / fuel mixture (the air / fuel ratio of which varies between approximately 2o: 1 to 3o: 1). This now a heated air Lean air / fuel mixture exposed from 600 to 65o ° C is fed into the combustion chamber 2o at a rate introduced, which is below a predetermined value (from e.g. 3o to 4o m / sec.), so that the mixture in the antechamber 14 is not burned. The lean air / fuel mixture now introduced into the main combustion chamber 1o is replaced by the Flames burned in the main combustion chamber 1o.

Es ist auch möglich, das Luft/Brennstoff-Verhältnis auf irgendeine andere Art und Weise zu steuern, wie dies nachfolgend dargestellt wird.It is also possible to adjust the air / fuel ratio in any other way, as shown below.

Der über die Einspritzdüse 28 eingebrachte zerstäubte Brennstoff wird mit der durch die Öffnungen 24a und 24b eingeführten Luft vermischt, um ein angereichertes Luft/Brennstoff-Gemisch zu bilden (dessen Luft/Brennstoff-Verhältnis zwischen ca. 5 : 1 bis 1o : 1 reicht). Dieses angereicherte Luft/Brennstoff-Gemisch wird in diesem so angereicherten ZustandThe atomized fuel introduced via injector 28 is mixed with the air introduced through openings 24a and 24b to form an enriched air / fuel mixture (the air / fuel ratio of which ranges between approximately 5: 1 to 10 : 1) . This enriched air / fuel mixture is in this enriched state

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in die Hauptbrennkammer 1o eingeführt, wo dieses Gemisch dann mit der durch die Öffnungen 2o a einströmenden Luft verdünnt wird, um ein Gemisch mit einem Luft/Brennstoff-Verhältnis zwischen 2o : bis 3o : 1 zu bilden, und anschließend verbrannt wird. Die so entstandenen verbrannten Gase bzw. Auspuffgase werden mit der durch die öffnungen 2ob und 2oc einströmenden Luft verdünnt und dadurch abgekühlt. Die abgekühlten Auspuffgase werden dann in einer Richtung, die in der Figur mit dem Pfeil c angegeben ist, ausgestoßen, um die Turbine in Rotation zu versetzen.introduced into the main combustion chamber 1o, where this mixture then is diluted with the air flowing in through the openings 2o a, to form a mixture with an air / fuel ratio between 2o: to 3o: 1, and is then burned. The so The resulting burned gases or exhaust gases are diluted with the air flowing in through the openings 2ob and 2oc and thereby cooled. The cooled exhaust gases are then in a direction, which is indicated in the figure with the arrow c, ejected to make the turbine rotate.

Da die Einspritzdüse 16 und der Flammenhalter 19 während dieses Verbrennungsprozesses auf eine außerordentlich hohe Temperatur erhitzt werden, werden sie mittels der durch die Kühlluftleitung 22 eingeführte Luft gekühlt.Since the injection nozzle 16 and the flame holder 19 during this combustion process at an extremely high If the temperature are heated, they are cooled by means of the air introduced through the cooling air pipe 22.

Es wird nunmehr aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, daß die Vorkammer 14 dazu ausersehen ist, nur als Luftkammer während des Startens zu dienen und eine Vergasung und homogene Vermischung des Brennstoffs während der anderen Betriebsbedingungen zu bewirken, wobei während der normalen Betriebsbedingungen das Vorvermischen des vergasten Brennstoffs mit Luft in homogener Weise erfolgt. Deshalb ist es möglich, eine Verbrennung des Luft/Brennstoff-Gemisches in dessen mageren Bereich in einer stabilen Weise zu erzielen, in welchem Bereich das Luft/Brennstoff-Verhältnis größer ist als das stöchiometrische Verhältnis (von 15 : 1), wodurch die giftigen Verbindungen,wie z.B. Stickstoffoxyde, Kohlenstoffmonoxyde und Kohlenwasserstoffe, auf ein beträchtlich niedrigeres Niveau reduziert sind. 609844/0313It will now be apparent from the foregoing description that the antechamber 14 is intended only as Air chamber to serve during starting and a gasification and homogeneous mixing of the fuel during the other To effect operating conditions, with the premixing of the gasified fuel during normal operating conditions takes place with air in a homogeneous manner. Therefore it is possible to burn the air / fuel mixture in it lean area in a stable manner in which area the air / fuel ratio is larger than that stoichiometric ratio (from 15: 1), eliminating the toxic compounds such as nitrogen oxides, carbon monoxides and Hydrocarbons, to a considerably lower level are reduced. 609844/0313

Claims (4)

- 1ο Patentansprüche - 1ο claims 1 .J Verbrennungseinrichtung für eine Gasturbine, gekennzeichnet durch ein äußeres Gehäuse (12), welches mit erhitzter komprimierter Luft aus einem Kompressor beschickbar ist; eine in diesem äußeren Gehäuse (12) angeordnete Hauptbrennkammer (1o), die eine Brennstoffeinspritzdüse (16) und einen am stromaufwärts gelegenen Ende der Hauptbrennkammer (1o) vorgesehenen Drallerzeuger aufweist; sowie eine Zusatz- oder Vorkammer (14) , die an dem stromaufwärts gelegenen Ende der Hauptbrennkammer (1o) und koaxial zu dieser angeordnet ist und deren Gehäuse (24) eine Vielzahl von Öffnungen (24a, 24b) aufweist, wobei an dem stromaufwärts gelegenen Ende dieser Zusatz- oder Vorkammer (14) eine Brennstoffeinspritzdüse (28) sowie ein Drallerzeuger (3o) vorgesehen sind,und welche Zusatz- oder Vorkammer (14) als Vorvermischungskammer für die Bereitstellung eines in die Hauptbrennkammer (1o) einzuführenden Brennstoff/Luft-Gemisches dient.1 .J combustion device for a gas turbine, characterized by an outer housing (12), which with heated compressed air can be fed from a compressor; a main combustion chamber arranged in this outer housing (12) (1o), which has a fuel injection nozzle (16) and one at the upstream end of the main combustion chamber (1o) has provided swirl generator; and an auxiliary or antechamber (14) located at the upstream end of the Main combustion chamber (1o) and is arranged coaxially to this and its housing (24) has a plurality of openings (24a, 24b) having, at the upstream end of this additional or pre-chamber (14) a fuel injection nozzle (28) and a swirl generator (3o) are provided, and which additional or pre-chamber (14) as a premixing chamber for the Provision of a fuel / air mixture to be introduced into the main combustion chamber (1o) is used. 2. Verbrennungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese außerdem einen Flüssigbrennstoff-Tank (32); ein erstesT zwischen diesem Flüssigbrennstoff-Tank (32) und der Brennstoffeinspritzdüse (16) der Hauptbrennkammer (1o) angeordnetes Ventilelement (38);und ein zweites, zwischen diesem Flüssigbrennstoff-Tank (32) und der Brennstoff-Einspritzdüse (28) der Vorkammer (14) angeordnetes Ventilelement (44) enthält.2. Combustion device according to claim 1, characterized in that it also includes a liquid fuel tank (32); a first T between this liquid fuel tank (32) and the fuel injection nozzle (16) of the main combustion chamber (1o) disposed valve member (38); and a second between this liquid fuel tank (32) and the fuel injection nozzle (28) of the pre-chamber (14) arranged valve element (44) contains. 3. Verbrennungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch3. Combustion device according to claim 2, characterized 609844/0313609844/0313 gekennzeichnet, daß das erste Ventilelement (38) ein Absperrventil (4o) enthält, das durch einen Anlasserschalter (42) betätigbar ist.characterized in that the first valve element (38) is a shut-off valve (4o) which can be actuated by a starter switch (42). 4. Verbrennungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventilelement (44) ein Durchflußsteuerungsventil enthält, das mit einem Beschleunigungssteuerungselement (46) der Gasturbine verbunden ist und über das die Menge des in die Brennstoffeinspritzdüse (28) der Vorkammern (14) einzuspritzenden Flüssigbrennstoffs in Abhängigkeit von der Belastung der Gasturbine steuerbar ist.4. Combustion device according to claim 2, characterized characterized in that the second valve element (44) is a flow control valve which is connected to an acceleration control element (46) of the gas turbine and via that depends on the amount of the liquid fuel to be injected into the fuel injection nozzle (28) of the antechamber (14) can be controlled by the load on the gas turbine. 609844/031 3609844/031 3 4t4t LeerseiteBlank page
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