WO2001033138A1 - Brenner - Google Patents

Brenner Download PDF

Info

Publication number
WO2001033138A1
WO2001033138A1 PCT/EP2000/010167 EP0010167W WO0133138A1 WO 2001033138 A1 WO2001033138 A1 WO 2001033138A1 EP 0010167 W EP0010167 W EP 0010167W WO 0133138 A1 WO0133138 A1 WO 0133138A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
swirl
burner
combustion air
combustion
vanes
Prior art date
Application number
PCT/EP2000/010167
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Olaf Hein
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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 Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Priority to DE50007809T priority Critical patent/DE50007809D1/de
Priority to JP2001534984A priority patent/JP4567266B2/ja
Priority to EP00972775A priority patent/EP1224423B1/de
Publication of WO2001033138A1 publication Critical patent/WO2001033138A1/de
Priority to US10/133,926 priority patent/US6688109B2/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
    • F23R3/04—Air inlet arrangements
    • F23R3/10—Air inlet arrangements for primary air
    • F23R3/12—Air inlet arrangements for primary air inducing a vortex
    • F23R3/14—Air inlet arrangements for primary air inducing a vortex by using swirl vanes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C7/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
    • F23C7/002—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply the air being submitted to a rotary or spinning motion
    • F23C7/004—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply the air being submitted to a rotary or spinning motion using vanes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M20/00—Details of combustion chambers, not otherwise provided for, e.g. means for storing heat from flames
    • F23M20/005—Noise absorbing means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/286—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply having fuel-air premixing devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2206/00—Burners for specific applications
    • F23D2206/10—Turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2210/00—Noise abatement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/14—Special features of gas burners
    • F23D2900/14004—Special features of gas burners with radially extending gas distribution spokes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/14—Special features of gas burners
    • F23D2900/14021—Premixing burners with swirling or vortices creating means for fuel or air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/00014—Reducing thermo-acoustic vibrations by passive means, e.g. by Helmholtz resonators

Definitions

  • the invention relates to a burner with a combustion air supply duct.
  • the supply air silencer consists of a flow line enclosed by an impermeable wall, through which a gaseous medium flows at subsonic speed.
  • a device for suppressing airborne noise emissions is arranged in the flow line. This device is arranged in the direction of flow of the medium in front of a sound-emitting noise source and serves to suppress airborne noise emissions in the opposite direction to the flow.
  • the device has a laval nozzle-like narrowing of the power line. This laval nozzle-like narrowing accelerates the speed of the gaseous medium to the speed of sound. This creates a reflection barrier for airborne sound.
  • Combustion vibrations can form in combustion systems. Such combustion vibrations are described in the article “Combustion-Dnven-Oscil- lations in Industry “by Abbott A. Putnam, American Elsevier, New York 1971. According to the Rayleigh criterion, a combustion oscillation builds up when heat is periodically supplied to an air quantity in a combustion chamber, if this heat supply is used as a periodic release of the combustion power in phase Accordingly, the combustion vibration can be suppressed by a phase release of power. Such combustion vibrations can lead to considerable noise pollution and even mechanical damage to components of the combustion device. In the article mentioned on page 4 under the Paragraph "Pulsations in supply rate” states that the combustion oscillation can be coupled to an air or fuel supply
  • Pulsations in the delivery systems are proposed to bring about a large pressure loss in the delivery systems in order to build up a reflection barrier.
  • a pressure loss is generally not acceptable.
  • the object of the invention is to provide a burner in which a combustion zone, into which the burner flows, from a supply line of combustion air for the burner is acoustically decoupled from the flow, this decoupling possibly resulting in a justifiable additional pressure loss in the combustion air.
  • this object is achieved by a burner with a combustion air duct, in which a swirl generator formed from a number of swirl generator elements is arranged in such a way that the swirl generator causes the average passage speed of combustion air passed through the swirl generator to reach a Mach number of at least 0.4. in particular at least 0.6.
  • the average passage speed is the speed averaged over a duct cross section of the combustion air duct.
  • Swirl generators are often used in a burner to impart a swirl to the combustion air entering the combustion chamber, which stabilizes the combustion flame.
  • Combustion air using the swirl generator to a Mach number of at least 0.4 creates a reflection barrier for sound waves via the swirl generator.
  • a pressure loss in the combustion air can be kept low by the construction of the reflection barrier by means of the swirl generator.
  • the acoustic decoupling thus has a slightly negative effect on the efficiency of a combustion device in which the burner is integrated.
  • a swirl vane ring made of swirl vanes for generating a swirl in the combustion air is preferably arranged in the combustion air duct.
  • the swirl generator is further preferably formed by the swirl vane ring.
  • an already existing swirl vane ring is designed as an acoustically decoupling swirl generator.
  • the design of the swirl generator elements as a swirl vane results in an easily implementable measure to keep the pressure loss in the combustion air low. Acceleration of the combustion air upon entry into the swirl vane ring due to an effective narrowing of the cross section is in turn followed by an expansion due to the blade profiles tapering in the direction of flow, by means of which a pressure pressure gain in the combustion air is brought about.
  • the design of the swirl generator as a swirl vane ring thus has the advantage that it provides a means for generating a swirl stabilizing the combustion anyway, and also enables a pressure recovery in the combustion air which has a favorable effect on the efficiency.
  • the swirl vane ring preferably has first and second vanes which alternate in succession along the circumferential direction of the swirl vane ring, the second vanes being offset in relation to a flow direction of the combustion air with respect to the first vanes.
  • the first blades preferably have a first maximum profile thickness and the second blades have a second maximum profile thickness, the first maximum
  • Profile thickness is greater than the second maximum profile thickness.
  • the first blades have a first chord length and the second blades have a second chord length.
  • the first chord length is preferably smaller than the second chord length.
  • the swirl generator is thus formed, so to speak, from two partial blade rings which mesh with one another offset along the flow direction.
  • the blades of one of the partial rings are preferably longer and thinner than the blades of the other partial ring, and the blades of that partial ring are preferably longer and thinner, which is arranged upstream of the other partial ring.
  • this construction provides a simple possibility of retrofitting a swirl vane ring in a burner in such a way that it subsequently enables the desired acoustic decoupling.
  • a further swirl vane ring must simply be inserted into the existing swirl vane ring. This is done by arranging an additional swirl blade between each two already existing swirl blades.
  • the desired acceleration of the combustion air to a Mach number above 0.4, preferably above 0.6, more preferably above 0.8, is achieved by suitable dimensioning of the additional swirl blades.
  • the profile profile of the additional swirl blades is designed in such a way that a pressure jerk in the combustion air is brought about. This is preferably done by means of a gradually increasing cross section. In particular, this gradual expansion must be designed in such a way that there is no stall along the swirl vanes.
  • the combustion air duct is preferably of annular design.
  • Fuel can preferably be admitted into the combustion air duct and mixes intensively with the combustion air before combustion.
  • the fuel can more preferably be admitted from at least some of the swirl generator elements.
  • the intensive mixing of the fuel with the combustion air before combustion reduces nitrogen oxide emissions. This is achieved by equalizing the flame temperature due to the good mixing, since the nitrogen oxide emission increases exponentially with the flame temperature.
  • Another advantage of acoustic decoupling the swirl generator results in an additional mixing of fuel and combustion air, since the pronounced acceleration of the combustion air and the subsequent zone of pressure recovery lead to a further improvement in the mixing of combustion air and fuel in the combustion air.
  • the swirl generator can also be dimensioned in such a way that part of the pressure recovery is dispensed with, in favor of improved mixing due to increased turbulence.
  • the burner preferably has an additional pilot burner, by means of which combustion of the fuel / combustion air mixture emerging from the combustion air duct is stabilized. Does the pilot burner work as
  • Diffusion burner d. H.
  • the fuel and combustion air of the pilot burner are only mixed at the point of combustion, this is how the burner is also called a hybrid burner, in which both premix combustion and diffusion combustion take place.
  • the burner is preferably designed as a gas turbine burner. Especially with the high power conversion of a gas turbine, combustion vibrations with very large amplitudes and possibly considerable damage effects can occur.
  • the flow acoustic decoupling to the combustion air supply system is particularly important here. This applies in particular to stationary gas turbines.
  • 1 shows a gas turbine
  • 2 shows a burner
  • FIG 3 swirl blades of a swirl blade ring.
  • the same reference symbols have the same meaning in the different figures.
  • FIG. 1 shows a gas turbine 301 in a longitudinal section.
  • a compressor 303, a combustion chamber 305 and a turbine part 307 are arranged one behind the other along a turbine axis 302.
  • the combustion chamber 305 opens into the burner 100.
  • This comprises an annular duct-shaped combustion air duct 104 and a central one from the combustion air duct 104 surrounding pilot burner 106.
  • the pilot burner 106 is designed as a diffusion burner in which fuel 114 and compressor air 112 are mixed and burned in a combustion zone 311.
  • fuel 114 is mixed with the combustion air 112 from the compressor 303 upstream of the combustion zone 311.
  • the combustion air 112 thus initially mixes intimately with the fuel 114 before it likewise burns in the combustion zone 311 within the combustion chamber 305.
  • premix combustion is stabilized by the diffusion combustion of the pilot burner 106.
  • hot exhaust gas 315 is generated, which is fed to the turbine part 307.
  • Blading in the turbine part 307 converts the energy of the hot exhaust gases 315 into rotational energy of a turbine shaft (not shown in more detail).
  • Fluctuations in the combustion flame 313 cause sound waves to propagate within the combustion chamber 305, which are reflected by the combustion chamber walls and in turn cause fluctuations in the flame 313 at the location of the combustion 311.
  • a stable combustion chamber oscillation can build up in the combustion chamber 305 at certain frequencies of the fluctuations, which can lead to considerable noise development or even damage to components of the gas turbine 301.
  • These combustion vibrations also propagate through the combustion air duct 104. Through the combustion air duct 104 an additional volume is thus coupled to the combustion chamber 305, through which the formation of combustion chamber vibrations can be further promoted.
  • components upstream of the combustion chamber 305 may also be exposed to vibrations that are damaging.
  • FIG. 2 shows a simple possibility of acoustically decoupling the combustion chamber 305 and the combustion air duct 104 by means of a burner 100 which is acceptable from the pressure loss.
  • a combustion air duct 104 in the form of an annular duct is formed by an inner wall 101 and an outer wall 102. This surrounds a centrally arranged pilot burner 106 (not shown in detail).
  • a swirl generator 109 designed as a swirl vane ring is arranged in the combustion air duct 104. This is formed from swirl generator elements 108 designed as swirl blades. The swirl blades 108 can be adjusted in their position by adjusting screws 110 in the outer wall 102.
  • the swirl vane ring 109 is formed from different swirl vanes 108 which alternate in succession along its circumferential direction U.
  • a first swirl vane 108B is followed by a second swirl vane 108A.
  • the first swirl vanes 108B are offset from the second swirl vanes 108a and are both shorter and thicker. This is explained in more detail below with reference to FIG 3. Some, preferably all, of the swirl vanes 108 are made here by means of a one running inside the swirl vane 108 Invisible fuel channel Fuel 114 is let into combustion air channel 104 via openings, in particular around the blade leading edge. Combustion air 112 flows through the combustion air duct 104. This mixes intensively with the fuel 114
  • the combustion air 112 is accelerated to a Mach number above 0.4. This creates a reflection barrier for sound waves. This leads to an acoustic decoupling of the combustion chamber 305, into which the burner 100 flows and the part of the combustion air duct 104 located upstream of the swirl generator 109.
  • the acceleration of the combustion air 112 is achieved by narrowing the passage cross section for the combustion air 112. This constriction is followed by an expansion of this passage cross section due to the profile design of the swirl vane 108 in such a way that the flow of combustion air 112 does not stall. This ensures a high pressure pressure gain in the combustion air 112, so that there is at most a slight loss in efficiency.
  • FIG. 3 shows in a cross section three of the swirl vanes 108, namely second swirl vanes 108A and an intermediate first swirl vane 108B.
  • the first swirl blade 108B has a blade leading edge point 200B, a blade trailing edge point 202B, a skeleton line 204B, a maximum profile thickness 206B and an adjustment engagement 208B.
  • every second swirl blade 108A each has a blade leading edge point 208A, a blade trailing edge point 202A, a skeleton line 204A, a maximum profile thickness 206A and an adjustment engagement 208A.
  • Combustion air 112 flows between the first swirl vane 108B and one of the second swirl vanes 108A along the flow direction 210.
  • the first swirl vane 108B is set back with respect to the second swirl vane 108A, so that a distance L 1 between the tangents to the respective vane front edge points 200B, 200A results.
  • a passage cross section Fl for the combustion air 112 flowing between the swirl vanes 108 decreases to a maximum constriction, which is characterized by a minimum distance L4 between the first swirl vane 108B and the second swirl vane 108A. After this maximum constriction, the passage cross section F2 increases again so moderately that there is no stall and thus pressure losses due to eddy formation. This ensures a high pressure recovery in the combustion air 112.
  • the combustion air 112 exits between the two blades 108 between the blade trailing edge points 202B, 202A.
  • the blade trailing edge points 202B, 202A are spaced apart from one another by the distance L3.
  • the first swirl blades 108B have both a larger maximum profile thickness 206B and a shorter profile chord 204B compared to the maximum profile thicknesses 206A and profile profiles 204A of the second swirl blades 108A.
  • This alternating changing blade design in the swirl blade ring 109 enables both a sufficiently high swirl to be set
  • the second swirl blades 108A have in their front
  • Combustion air 112 and fuel 114 are already in the area of the swirl generator 109.
  • the location of the combustion is separated from the location of the mixture formation, since the decoupling constriction is located downstream of the fuel supply.
  • the fuel supply which is generally regarded as the cause and causes fluctuations, is acoustically decoupled from the combustion.
  • the cause of combustion vibrations is a particularly effective suppression of combustion vibrations.
  • the following values are preferably set for the dimensioning of the swirl blades 108 and their distances:
  • L3 distance of blade trailing edge points 202B, 202A
  • Length of the skeleton line 204B of the first swirl vane 108B 5 to 17 cm
  • Skeleton line length of the chord 204A of the second swirl vane 208A 8 to 20 cm.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pressure-Spray And Ultrasonic-Wave- Spray Burners (AREA)
  • Air Supply (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Brenner (100) mit einem Verbrennungsluftkanal (104), in dem ein aus einer Anzahl von Drallerzeugerelementen (108) gebildeter Drallerzeuger (109) so angeordnet ist, dass durch den Drallerzeuger (109) die mittlere Durchtrittsgeschwindigkeit von durch den Drallerzeuger (109) durchgeleiteter Verbrennungsluft (112) auf eine Machzahl von mindestens 0,4 erhöhbar ist. Hierdurch wird eine strömungsakustische Entkopplung des Brennbereiches vom Verbrennungsluftzuführbereich erreicht.

Description

Beschreibung
Brenner
Die Erfindung betrifft einen Brenner mit einem Verbrennungsluftzufuhrkanal .
In dem Buch "Berechnung der Schallausbreitung in durchströmten Kanälen von Turbomaschinen unter besonderer Beruck- sichtigung der Auslegung von Drehtonschaltern "von Christian Faber, Verlag Shaker, Aachen 1993, ist im Abschnitt 3.4 dargestellt, wie Diskontinuitäten m Stromungskanalen die Ausbreitung von Schall in einem m diesen Stromungskanalen stromenden Fluid beeinflussen. Es werden Streu-, Reflexions- und Transmissionsfaktoren abgeleitet, mit den berechnet werden kann, welcher Teil einer einfallenden Schallenergie die Diskontinuität passiert und welcher Teil reflektiert wird.
Die DE 44 30 697 Cl zeigt einen Zuluftschalldampfer. Der Zuluftschalldampfer besteht aus einer von einer undurchlässigen Wandung umschlossenen Stromungsleitung, die mit Unterschallgeschwindigkeit von einem gasformigen Medium durchströmt ist. In der Stromungsleitung ist eine Einrichtung zur Unterdrückung von Luftschallemissionen angeordnet. Diese Einrichtung ist in Stromungsrichtung des Mediums vor einer schallabstrahlenden Gerauschquelle angeordnet und dient der Unterdrückung der Luftschallemissionen entgegen der Stromungsrichtung. Die Einrichtung weist eine lavaldusenartige Verengung der Stromungsleitung auf. Durch diese lavaldusenartige Verengung wird die Geschwindigkeit des gasformigen Mediums auf Schallgeschwindigkeit beschleunigt. Damit wird eine Reflexionsbarriere für den Luftschall aufgebaut.
In Verbrennungssystemen kann es zur Ausbildung von Verbrennungsschwingungen kommen. Solche Verbrennungsschwingungen sind beschrieben in dem Artikel "Combustion-Dnven-Oscil- lations in Industry" von Abbott A. Putnam, American Elsevier, New York 1971. Gemäß dem Rayleigh-Kriterium baut sich eine Verbrennungsschwingung bei einer periodischen Zufuhr von Warme zu einer Luftmenge in einer Brennkammer auf, wenn diese Wärmezufuhr als periodische Leistungsfreisetzung der Verbrennung in Phase mit einer Eigenschwingung der Luft in der Brennkammer erfolgt. Entsprechend kann die Verbrennungsschwingung durch eine gegenphasige Leistungsfreisetzung unterdruckt werden. Solche Verbrennungsschwingungen können zu einer erheblichen Larmbelastung und sogar zu einer mechanischen Beschädigung von Komponenten der Verbrennungsvorrichtung fuhren. In dem genannten Artikel wird auf Seite 4 unter dem Absatz "Pulsations in supply rate" ausgeführt, daß die Verbrennungsschwingung an eine Luft oder Brennstoffzufuhr gekoppelt sein kann. Zur Vermeidung der Ausbreitung der
Pulsationen in den Zufuhrsystemen ist vorgeschlagen, einen großen Druckverlust in den Zufuhrsystemen herbeizufuhren um damit eine Refexionsbarriere aufzubauen. Es wird aber schon darauf hingewiesen, daß ein solcher Druckverlust in der Regel nicht hinnehmbar ist.
In dem Artikel "Maßnahmen zur Vermeidung von Verbrennungsschwingungen - Kennzahl zur stromungsakustischen Entkopplung am Brenner" von D. Schröder, Gaswarme International, Band 41, Heft 1, Januar 1992 wird ein stromungsakustisches Grenzwertkriterium zur Entkopplung eines Brennraumes von einem angekoppelten Leitungssystem entwickelt. Die Entkopplung geschieht durch einen Reflexionsbereich, der insbesondere am Brenner über eine Querschnittveranderung eines Zuleitungs- rohres und ggf. zusatzlich durch eine an dieser Querschnittsverengung angeordnete Lochplatte erzeugt wird. Diese Maßnahmen haben allerdings den Nachteil eines erheblichen Druckverlustes für das dem Brenner zugeleitete Medium.
Aufgabe der Erfindung ist die Angabe eines Brenners, bei dem eine Verbrennungszone, in die der Brenner mundet, von einer Zuleitung von Verbrennungsluft für den Brenner strömungsakustisch entkoppelt ist, wobei durch diese Entkopplung allenfalls ein vertretbarer zusätzlicher Druckverlust in der Verbrennungsluft entsteht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen Brenner mit einem Verbrennungsluftkanal, in dem ein aus einer Anzahl von Drallerzeugerelementen gebildeter Drallerzeuger so angeordnet ist, daß durch den Drallerzeuger die mittlere Durchtrittsgeschwindigkeit von durch den Drallerzeuger durch- geleiteter Verbrennungsluft auf eine Machzahl von mindestens 0,4, insbesondere mindestens 0,6, erhöht wird.
Die mittlere Durchtrittsgeschwindikeit ist hierbei die über einen Kanalquerschnitt des Verbrennungsluftkanals gemittelte Geschwindigkeit.
Drallerzeuger werden in einem Brenner häufig eingesetzt, um der in den Verbrennungsraum eintretenden Verbrennungsluft einen Drall zu erteilen, welcher die Verbrennungsflamme stabilisiert. Durch eine gleichzeitige Beschleunigung der
Verbrennungsluft mittels der Drallerzeuger auf eine Machzahl von mindestens 0,4 wird über die Drallerzeuger eine Reflexionsbarriere für Schallwellen aufgebaut. Hierdurch wird die Ausbreitung von Verbrennungsschwingungen in das Zuleitungs- system für Verbrennungsluft abgeschwächt oder gar unterbunden. Über den Aufbau der Reflexionsbarriere mittels des Drallerzeugers kann dabei ein Druckverlust in der Verbrennungsluft klein gehalten werden. Die akustische Entkopplung wirkt sich somit allenfalls geringfügig negativ auf den Wirkungsgrad einer Verbrennungseinrichtung aus, in die der Brenner integriert ist.
Vorzugsweise ist im Verbrennungsluftkanal ein Drallschaufelkranz aus Drallschaufeln zur Erzeugung eines Dralles in der Verbrennungsluft angeordnet. Weiter bevorzugt ist der Drallerzeuger durch den Drallschaufelkranz gebildet. Statt also zusätzliche Drallerzeuger zur akustischen Entkopplung vorzu- sehen, wird ein ohnehin vorhandener Drallschaufelkranz als akustisch entkoppelnder Drallerzeuger ausgebildet. Durch die Ausbildung der Drallerzeugerelemente als Drallschaufel ergibt sich eine einfach umsetzbare Maßnahme, um den Druckverlust in der Verbrennungsluft klein zu halten. Auf eine Beschleunigung der Verbrennungsluft bei Eintritt in den Drallschaufelkranz aufgrund einer effektiven Querschnittsverengung folgt nämlich aufgrund der sich in Strömungsrichtung verjüngenden Schaufelprofile wiederum eine Erweiterung, durch die ein Druckruckge- winn in der Verbrennungsluft bewirkt wird. Die Ausbildung des Drallerzeugers als Drallschaufelkranz hat somit sowohl den Vorteil, daß damit ein ohnehin benötigtes Mittel zur Erzeugung eines die Verbrennung stabilisierenden Dralles bereitgestellt wird, als auch ein sich günstig auf den Wirkungsgrad auswirkender Druckrückgewinn in der Verbrennungsluft ermöglicht wird.
Bevorzugt weist der Drallschaufelkranz erste und zweite Schaufeln auf, die entlang der Umfangsrichtung des Drall- schaufelkranzes wechselnd aufeinanderfolgen, wobei die zweiten Schaufeln entgegen einer Strömungsrichtung der Verbrennungsluft gegenüber den ersten Schaufeln versetzt sind. Vorzugsweise weisen dabei die ersten Schaufeln eine erste maximale Profildicke und die zweiten Schaufeln eine zweite maximale Profildicke auf, wobei die erste maximale
Profildicke größer ist, als die zweite maximale Profildicke. Die ersten Schaufeln weisen eine erste Sehnenlänge und die zweiten Schaufeln eine zweite Sehnenlänge auf. Vorzugsweise ist dabei die erste Sehnenlänge kleiner als die zweite Sehnenlänge. Der Drallerzeuger ist somit gewissermaßen aus zwei Teilschaufelkränzen gebildet, die entlang der Strömungsrichtung versetzt ineinandergreifen. Dabei sind die Schaufeln eines der Teilkränze vorzugsweise länger und dünner als die Schaufeln des anderen Teilkranzes und zwar sind be- vorzugt die Schaufeln jenes Teilkranzes länger und dunner, der in Strömungsrichtung vor dem anderen Teilkranz angeordnet ist. Durch diese Ausbildung können die beiden Funktionsweisen des Drallschaufelkranzes optimiert werden, d. h. sowohl die Funktion der Drallerzeugung als auch die Funktion der akustischen Entkopplung kann durch eine geeignete Dimensionierung und Abstimmung der Teilkranze aufeinander in ausreichendem Maße erfüllt werden. Zudem ergibt dieser Aufbau eine einfache Möglichkeit, einen Drallschaufelkranz in einem Brenner so nachzurusten, daß er nachträglich die gewünschte akustische Entkopplung ermöglicht. Dazu muß einfach in den vorhandenen Drallschaufelkranz ein weiterer Drallschaufelkranz eingefugt werden. Dies geschieht durch Anordnung einer zusätzlichen Drallschaufel zwischen jeweils zwei bereits vorhandenen Drallschaufeln. Durch geeignete Dimensionierung der zusatzlichen Drallschaufeln w rd die gewünschte Beschleunigung der Verbrennungsluft auf eine Machzahl oberhalb von 0,4, vor- zugsweise oberhalb von 0,6, weiter bevorzugt oberhalb von 0,8, erreicht. Gleichzeitig wird der Profllverlauf der zusätzlichen Drallschaufeln so gestaltet, daß ein Druck- ruckgewmn in der Verbrennungsluft bewirkt wird. Dies geschieht vorzugsweise durch einen sich allmählich erweiternden Durchtrittsquerschnitt. Insbesondere ist diese allmähliche Erweiterung so auszugestalten, daß es nicht zu einem Stro- mungsabriß entlang der Drallschaufeln kommt.
Bevorzugt ist der Verbrennungsluftkanal ringförmig ausge- bildet.
Bevorzugtermaßen ist in den Verbrennungsluftkanal Brennstoff einlaßbar, der sich dabei vor einer Verbrennung mit der Verbrennungsluft intensiv vermischt. Weiter bevorzugt ist der Brennstoff dabei aus zumindest einigen der Drallerzeugerelemente einlaßbar. Durch die intensive Vermischung des Brennstoffes mit der Verbrennungsluft vor der Verbrennung (Vor- mischbrenner) , wird eine Reduktion von Stickoxidemissionen erreicht. Dies wird durch eine Vergleichmaßigung der Flam- mentemperatur aufgrund der guten Vermischung bewirkt, da die Stickoxidemission expotentiell mit der Flammentemperatur ansteigt. Als weiteren Vorteil der akustischen Entkopplung mittels des Drallerzeugers ergibt sich eine zusätzliche Vermischung von Brennstoff und Verbrennungsluft, da durch die ausgeprägte Beschleunigung der Verbrennungsluft und der anschließenden Zone eines Druckrückgewinnes zusätzliche Ver- wirbelungen in der Verbrennungsluft zu einer weiteren Verbesserung der Vermischung von Verbrennungsluft und Brennstoff führen. Gegebenenfalls kann der Drallerzeuger auch so dimensioniert werden, daß auf einen Teil des Druckrückgewinns verzichtet wird, zugunsten einer durch erhöhte Turbulenz verbesserten Durchmischung.
Vorzugsweise weist der Brenner einen zusätzlichen Pilotbrenner auf, durch den eine Verbrennung des aus dem Verbrennungsluftkanal austretenden Brennstoff-Verbrennungsluftgemisches stabilisiert wird. Arbeitet der Pilotbrenner dabei als
Diffusionsbrenner, d. h. Brennstoff und Verbrennungsluft des Pilotbrenners werden erst am Ort der Verbrennung gemischt, so bezeichnet man den Brenner auch als Hybridbrenner, bei dem sowohl eine Vormischverbrennung als auch eine Diffusionsver- brennung erfolgt.
Vorzugsweise ist der Brenner als ein Gasturbinenbrenner ausgebildet. Gerade bei der hohen Leistungsumsetzung einer Gasturbine können Verbrennungsschwingungen mit sehr großen Amplituden und eventuell erheblichen Schädigungswirkungen auftreten. Die strömungsakustische Entkopplung zum Verbren- nungsluftzuführsystem ist hier besonders wichtig. Dies gilt insbesondere für stationäre Gasturbinen.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Es zeigen teilweise schematisch und nicht maßstäblich:
FIG 1 eine Gasturbine, FIG 2 einen Brenner und
FIG 3 Drallschaufeln eines Drallschaufelkranzes. Gleiche Bezugszeichen haben in den verschiedenen Figuren die gleiche Bedeutung.
FIG 1 zeigt in einem Längsschnitt eine Gasturbine 301. Entlang einer Turbinenachse 302 hintereinander angeordnet sind ein Verdichter 303, eine Brennkammer 305 und ein Turbinenteil 307. Die Brennkammer 305 mündet in den Brenner 100. Dieser umfaßt einen ringkanalförmigen Verbrennungsluftkanal 104 und einen zentralen, vom Verbrennungsluftkanal 104 umgebenen Pilotbrenner 106. Der Pilotbrenner 106 ist als ein Diffusionsbrenner ausgeführt, bei dem Brennstoff 114 und Verdichterluft 112 in einer Verbrennungszone 311 vermischt und verbrannt werden. In den Verbrennungsluftkanal 104 wird stromauf der Verbrennungszone 311 Brennstoff 114 der Verbren- nungsluft 112 aus dem Verdichter 303 beigemischt. Die Verbrennungsluft 112 vermischt sich somit zunächst innig mit dem Brennstoff 114 bevor sie ebenfalls in der Verbrennungszone 311 innerhalb der Brennkammer 305 verbrennt. Diese sogenannte Vormischverbrennung wird durch die Diffusionsverbrennung des Pilotbrenners 106 stabilisiert. Bei der Verbrennung in der Brennkammer 305 wird heißes Abgas 315 erzeugt, welches dem Turbinenteil 307 zugeleitet wird. Durch eine nicht näher gezeigte Beschaufelung im Turbinenteil 307 wird die Energie der heißen Abgase 315 in Rotationsenergie einer nicht näher dargestellten Turbinenwelle umgesetzt.
Durch Fluktuationen der Verbrennungsflamme 313 kommt es zur Ausbreitung von Schallwellen innerhalb der Brennkammer 305, die von den Brennkammerwänden reflektiert werden und am Ort der Verbrennung 311 wiederum Fluktuationen der Flamme 313 hervorrufen. Durch diese Wechselwirkung kann sich bei bestimmten Frequenzen der Fluktuationen eine stabile Brennkammerschwingung in der Brennkammer 305 aufbauen, die zu einer erheblichen Lärmentwicklung oder sogar zur Schädigung von Bauteilen der Gasturbine 301 führen kann. Diese Verbrennungsschwingungen breiten sich auch durch den Verbren- nungsluftkanal 104 aus. Durch den Verbrennungsluftkanal 104 wird somit ein zusatzliches Volumen an die Brennkammer 305 angekoppelt, durch welches die Ausbildung von Brennkammerschwingungen zusätzlich begünstigt werden kann. Zudem werden Bauteile stromaufwärts der Brennkammer 305 ebenfalls unter Umstanden schädigenden Schwingungen ausgesetzt. Wünschenswert ist daher, den Verbrennungsluftkanal 104 stromungsakustisch von der Brennkammer 305 zu entkoppeln. Dazu muß eine Re- flexionsbamere für die Schallwellen aus der Brennkammer 305 aufgebaut werden. Eine einfache Querschnittsverengung oder die Verwendung eines Lochbleches oder dergleichen wurde allerdings den Wirkungsgrad der Gasturbine 301 so erheblich beeinträchtigen, daß kein wirtschaftlicher Betrieb mehr möglich wäre. Eine einfache und vom Druckverlust her hinnehmbare Möglichkeit zur akustischen Entkopplung von Brenn- kammer 305 und Verbrennungsluftkanal 104 mittels eines Brenners 100 zeigt FIG 2.
FIG 2 zeigt teilweise aufgeschnitten und perspektivisch einen entlang einer Brennachse 98 gerichteten Brenner 100. Durch eine Innenwand 101 und eine Außenwand 102 ist ein ringkanal- formiger Verbrennungsluftkanal 104 gebildet. Dieser umschließt einen zentral angeordneten, nicht detailliert dargestellten Pilotbrenner 106. Im Verbrennungsluftkanal 104 ist ein als Drallschaufelkranz ausgeführter Drallerzeuger 109 angeordnet. Dieser wird aus als Drallschaufeln ausgeführten Drallerzeugerelementen 108 gebildet. Die Drallschaufeln 108 sind n ihrer Stellung durch Justierschrauben 110 in der Außenwand 102 justierbar. Der Drallschaufelkranz 109 wird dabei aus entlang seiner Umfangsrichtung U abwechselnd aufeinanderfolgenden, unterschiedlichen Drallschaufeln 108 gebildet. Auf eweils eine erste Drallschaufel 108B folgt jeweils eine zweite Drallschaufel 108A. Die ersten Drallschaufeln 108B sind gegenüber den zweiten Drallschaufeln 108a versetzt und sowohl kurzer als auch dicker ausgebildet. Dies wird weiter unten naher anhand von FIG 3 erläutert. Aus einigen, bevorzugt allen Drallschaufeln 108 wird mittels eines im Inneren der Drallschaufel 108 verlaufenden, hier nicht sichtbaren Brennstoffkanal Brennstoff 114 über Offnungen, insbesondere um die Schaufeleintrittskante herum, in den Verbrennungsluftkanal 104 eingelassen. Durch den Verbrennungsluftkanal 104 strömt Verbrennungsluft 112. Diese vermischt sich intensiv mit dem Brennstoff 114. Durch die
Dimensionierung der Drallschaufeln 108 wird die Verbrennungsluft 112 auf eine Machzahl oberhalb von 0,4 beschleunigt. Dadurch wird eine Reflexionsbarriere für Schallwellen aufgebaut. Dies fuhrt zu einer akustischen Entkopplung der Brennkammer 305, in die der Brenner 100 mundet und den stromauf des Drallerzeugers 109 gelegenen Teil des Verbrennungsluftkanals 104. Die Beschleunigung der Verbrennungsluft 112 wird durch eine Verengung des Durchtrittsquerschnittes für die Verbrennungsluft 112 erreicht. An diese Verengung schließt sich durch die Profilgestaltung der Drallschaufel 108 eine Erweiterung dieses Durchtrittsquerschnittes so an, daß möglichst kein Stromungsabriß für die Verbrennungsluft 112 erfolgt. Damit wird ein hoher Druckruckgewinn in der Verbrennungsluft 112 sichergestellt, so daß es allenfalls zu geringen Wirkungsgradeinbußen kommt.
FIG 3 zeigt in einem Querschnitt drei der Drallschaufeln 108 und zwar zweite Drallschaufeln 108A und eine dazwischenge- legene erste Drallschaufel 108B. Die erste Drallschaufel 108B weist einen Schaufelvorderkantenpunkt 200B, einen Schaufelhinterkantenpunkt 202B, eine Skelettlinie 204B, eine maximale Profildicke 206B und einen Justiereingriff 208B auf. Entsprechend weist jede zweite Drallschaufel 108A jeweils einen Schaufelvorderkantenpunkt 208A, einen Schaufelhinterkanten- punkt 202A, eine Skelettlinie 204A, eine maximale Profildicke 206A und einen Justiereingriff 208A auf. Verbrennungsluft 112 strömt entlang der Stromungsrichtung 210 zwischen der ersten Drallschaufel 108B und einer der zweiten Drallschaufeln 108A hindurch. Entlang dieser Stromungsrichtung 210 ist die erste Drallschaufel 108B gegenüber den zweiten Drallschaufeln 108A zurückversetzt, so daß sich ein Abstand Ll zwischen den Tangenten an die jeweiligen Schau elvorderkantenpunkte 200B, 200A ergibt. Ein Durchtrittsquerschnitt Fl für die zwischen den Drallschaufeln 108 hindurchströmende Verbrennungsluft 112 verkleinert sich bis auf eine maximale Verengung, die durch einen minimalen Abstand L4 zwischen der ersten Drallschaufel 108B und der zweiten Drallschaufel 108A gekennzeichnet ist. Nach dieser maximalen Verengung vergrößert sich der Durchtrittsquerschnitt F2 wieder und zwar so moderat, daß es nicht zu einem Strömungsabriß und damit zu Druckverlusten aufgrund von Wirbelbildung kommt. Dadurch wird ein hoher Druckrück- gewinn in der Verbrennungsluft 112 sichergestellt. Zwischen den Schaufelhinterkantenpunkten 202B, 202A tritt die Verbrennungsluft 112 wieder zwischen den zwei Schaufeln 108 aus. Die Schaufelhinterkantenpunkte 202B, 202A sind dabei durch den Abstand L3 voneinander beabstandet. Die ersten Drallschaufeln 108B weisen sowohl eine größere maximale Profildicke 206B als auch eine kürzere Profilsehne 204B auf verglichen mit den maximalen Profildicken 206A bzw. den Profilsehenen 204A der zweiten Drallschaufeln 108A. Diese alternierend wechselnde Schaufelgestaltung im Drallschaufelkranz 109 ermöglicht sowohl die Einstellung eines genügend hohen Dralles zur
Stabilisierung einer Verbrennung als auch denn gewünschten akustischen Entkopplungseffekt durch Beschleunigung der Verbrennungsluft 112 und anschließendem Druckrückgewinn.
Die zweiten Drallschaufeln 108A weisen in ihrem vorderen
Bereich, d. h. entlang der Skelettlinie 204A vom Schaufelvorderkantenpunkt 200A im ersten Viertel Zufuhrkanäle 212 auf, durch die im Innern der Drallschaufeln 108A geführter Brennstoff 114 in die Verbrennungsluft 112 auslaßbar ist. Dies führt zu einer besonders guten Durchmischung von
Verbrennungsluft 112 und Brennstoff 114 schon im Bereich des Drallerzeugers 109. Zudem ist der Ort der Verbrennung vom Ort der Gemischbildung getrennt, da die entkoppelnde Verengung stromab von in der BrennstoffZuführung liegt. Hierdurch wird die in der Regel häufig als Ursache anzusehende, Fluktuationen hervorrufende, Brennstoffzufuhr von der Verbrennung akustisch entkoppelt. Durch diese akustische Entkopplung der Ursache von Verbrennungsschwingungen kommt es zu einer besonders effektiven Unterdrückung von Verbrennungsschwingungen. Vorzugsweise werden folgende Werte für die Dimensionierung der Drallschaufeln 108 und ihrer Abstände eingestellt:
Ll = Abstand der Tangenten an die Schaufelvorderkantenpunkte
200B, 200A = 1 bis 5 cm,
L2 = Abstand zwischen den Schaufelvorderkantenpunkten 200B,200A = 2 bis 8 cm,
L3 = Abstand der Schaufelhinterkantenpunkte 202B, 202A
1 bis 5 cm,
L4 = minimaler Abstand der ersten Drallschaufeln 108B von den zweiten Drallschaufeln 108A = 0,3 bis 3 cm, maximale Profildicke 206B der ersten Drallschaufeln 108B = 2 bis 6 cm,
Länge der Skelettlinie 204B der ersten Drallschaufel 108B = 5 bis 17 cm,
Maximale Profildicke 206A der zweiten Drallschaufel 108A = 0,5 bis 4 cm,
Skelettlinienlänge der Profilsehne 204A der zweiten Drallschaufel 208A = 8 bis 20 cm.

Claims

Patentansprüche
1. Brenner (100) mit einem Verbrennungsluftkanal (104), in dem ein aus einer Anzahl von Drallerzeugerelementen (108) gebildeter Drallerzeuger (109) so angeordnet ist, daß durch den Drallerzeuger (109) die mittlere Durchtrittsgeschwindigkeit von durch den Drallerzeuger (109) durchgeleiteter Verbrennungsluft (112) auf eine Machzahl von mindestens 0,4 erhöhbar ist.
2. Brenner (100) nach Anspruch 1, bei dem im Verbrennungsluftkanal (104) ein Drallschaufelkranz (109) aus Drallschaufeln (108) zur Erzeugung eines die Verbrennung stabilisierenden Dralles in der Verbrennungsluft (112) angeordnet ist.
3. Brenner (100) nach Anspruch 2, bei dem der Drallerzeuger (109) durch den Drallschaufelkranz (109) gebildet ist, wobei die Drallerzeugerelemente (108) durch die Drallschaufeln (108) gebildet sind.
4. Brenner (100) nach, Anspruch 3, bei dem der Drallschaufelkranz (109) aus ersten Drallschaufeln (108B) und aus zweiten Drallschaufeln (108A) gebildet ist, die entlang der Umfangsrichtung (U) des Drallschaufelkranzes (109) wechselnd aufeinander folgen, wobei die zweiten Drallschaufeln (108A) entgegen einer Strömungsrichtung (210) der Verbrennungsluft (112) gegenüber den ersten Drallschaufeln (108B) versetzt sind.
5. Brenner (100) nach Anspruch 4, bei dem die ersten
Drallschaufeln (108B) eine erste maximale Profildicke (206B) und die zweiten Drallschaufeln (108A) eine zweite maximale Profildicke (206A) aufweisen, wobei die erste maximale Profildicke (206B) größer ist, als die zweite maximale Profildicke (206A) .
6. Brenner (100) nach Anspruch 4 oder 5, bei dem die ersten Drallschaufeln (108B) eine erste Profilsehnenlänge (204B) und die zweiten Drallschaufeln (108A) eine zweite Profilsehnenlänge (204A) aufweisen, wobei die erste Profilsehnenlänge (204B) kleiner ist, als die zweite Profilsehnenlänge (204A) .
7. Brenner (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Erhöhung der Durchtrittsgeschwindigkeit durch eine Verengung eines freien Durchtrittsquerschnittes (Fl) für die Verbrennungsluft (112) und ein anschließender Druckrückgewinn in der Verbrennungsluft (112) durch einen sich allmählich so erweiternden freien Durchtrittsquerschnitt (F2) bewirkt wird, daß die Verbrennungsluft (112) im wesentlichen frei von einem Strömungsabriß zwischen den Drallerzeuger- elementen (108) strömt.
8. Brenner (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Verbrennungsluftkanal (104) ringförmig ausgebildet ist.
9. Brenner (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in den Verbrennungsluftkanal (104) Brennstoff (114) einlaßbar ist, der sich dabei vor einer Verbrennung mit der Verbrennungsluft (112) intensiv vermischt.
10. Brenner (100) nach Anspruch 9, bei dem der Brennstoff (114) aus zumindest einigen der Drallerzeugerelemente (108) einlaßbar ist.
11. Brenner (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der einen zusätzlichen Pilotbrenner (106) umfaßt, durch den eine Verbrennung des aus dem Verbrennungsluftkanal (104) austretenden Brennstoff/Verbrennungsluftgemisches stabilisierbar ist.
12. Brenner (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der als ein Gasturbinenbrenner (100) ausgebildet ist.
PCT/EP2000/010167 1999-10-29 2000-10-16 Brenner WO2001033138A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE50007809T DE50007809D1 (en) 1999-10-29 2000-10-16 Brenner
JP2001534984A JP4567266B2 (ja) 1999-10-29 2000-10-16 バーナ
EP00972775A EP1224423B1 (de) 1999-10-29 2000-10-16 Brenner
US10/133,926 US6688109B2 (en) 1999-10-29 2002-04-26 Turbine engine burner

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP99121577.3 1999-10-29
EP99121577A EP1096201A1 (de) 1999-10-29 1999-10-29 Brenner

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US10/133,926 Continuation US6688109B2 (en) 1999-10-29 2002-04-26 Turbine engine burner

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2001033138A1 true WO2001033138A1 (de) 2001-05-10

Family

ID=8239298

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2000/010167 WO2001033138A1 (de) 1999-10-29 2000-10-16 Brenner

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6688109B2 (de)
EP (2) EP1096201A1 (de)
JP (1) JP4567266B2 (de)
CN (1) CN1143980C (de)
DE (1) DE50007809D1 (de)
WO (1) WO2001033138A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008256357A (ja) * 2002-09-02 2008-10-23 Siemens Ag バーナ

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4161493B2 (ja) * 1999-12-10 2008-10-08 ソニー株式会社 エッチング方法およびマイクロミラーの製造方法
US6968692B2 (en) 2002-04-26 2005-11-29 Rolls-Royce Corporation Fuel premixing module for gas turbine engine combustor
DE10233161B4 (de) * 2002-07-22 2012-01-05 Alstom Technology Ltd. Brenner und Pilotbrenner
DE10348604A1 (de) * 2003-10-20 2005-07-28 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Kraftstoffeinspritzdüse mit filmartiger Kraftstoffplatzierung
DE102004015186A1 (de) * 2004-03-29 2005-10-20 Alstom Technology Ltd Baden Gasturbinen-Brennkammer und zugehöriges Betriebsverfahren
DE102004059882A1 (de) * 2004-12-10 2006-06-22 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Magervormischbrenner mit integriertem Stützbrenner
US8104285B2 (en) * 2005-09-30 2012-01-31 Ansaldo Energia S.P.A. Gas turbine equipped with a gas burner and axial swirler for the burner
US8769960B2 (en) 2005-10-21 2014-07-08 Rolls-Royce Canada, Ltd Gas turbine engine mixing duct and method to start the engine
US7490471B2 (en) * 2005-12-08 2009-02-17 General Electric Company Swirler assembly
EP1821035A1 (de) * 2006-02-15 2007-08-22 Siemens Aktiengesellschaft Gasturbinenbrenner und Verfahren zum Mischen von Brennstoff und Luft in einem Wirbelbereich eines Gasturbinenbrenners
EP1892469B1 (de) * 2006-08-16 2011-10-05 Siemens Aktiengesellschaft Drallerzeugerkanal und Brenner für eine Gasturbine
US20080078182A1 (en) * 2006-09-29 2008-04-03 Andrei Tristan Evulet Premixing device, gas turbines comprising the premixing device, and methods of use
US7631500B2 (en) * 2006-09-29 2009-12-15 General Electric Company Methods and apparatus to facilitate decreasing combustor acoustics
EP1918638A1 (de) * 2006-10-25 2008-05-07 Siemens AG Brenner, insbesondere für eine Gasturbine
EP1921376A1 (de) * 2006-11-08 2008-05-14 Siemens Aktiengesellschaft Brennstoffeinspritzsystem
GB2444737B (en) * 2006-12-13 2009-03-04 Siemens Ag Improvements in or relating to burners for a gas turbine engine
US20080276622A1 (en) * 2007-05-07 2008-11-13 Thomas Edward Johnson Fuel nozzle and method of fabricating the same
DE102007043626A1 (de) 2007-09-13 2009-03-19 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Gasturbinenmagerbrenner mit Kraftstoffdüse mit kontrollierter Kraftstoffinhomogenität
ITPD20080005A1 (it) 2008-01-08 2009-07-09 Ln 2 S R L Dispositivo miscelatore aria-gas, particolarmente per apparecchi bruciatori a pre-miscelazione.
US20090255118A1 (en) * 2008-04-11 2009-10-15 General Electric Company Method of manufacturing mixers
EP2154432A1 (de) * 2008-08-05 2010-02-17 Siemens Aktiengesellschaft Wirbler zum Mischen von Brennstoff und Luft
US8291705B2 (en) * 2008-08-13 2012-10-23 General Electric Company Ultra low injection angle fuel holes in a combustor fuel nozzle
US8113002B2 (en) * 2008-10-17 2012-02-14 General Electric Company Combustor burner vanelets
US8104286B2 (en) * 2009-01-07 2012-01-31 General Electric Company Methods and systems to enhance flame holding in a gas turbine engine
US20100180599A1 (en) * 2009-01-21 2010-07-22 Thomas Stephen R Insertable Pre-Drilled Swirl Vane for Premixing Fuel Nozzle
EP2246617B1 (de) * 2009-04-29 2017-04-19 Siemens Aktiengesellschaft Brenner für Gasturbinenmotor
US8172511B2 (en) * 2009-05-04 2012-05-08 Hamilton Sunstrand Corporation Radial compressor with blades decoupled and tuned at anti-nodes
US8172510B2 (en) * 2009-05-04 2012-05-08 Hamilton Sundstrand Corporation Radial compressor of asymmetric cyclic sector with coupled blades tuned at anti-nodes
US20110067377A1 (en) * 2009-09-18 2011-03-24 General Electric Company Gas turbine combustion dynamics control system
JP2011099654A (ja) * 2009-11-09 2011-05-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン用燃焼バーナ
US9435537B2 (en) * 2010-11-30 2016-09-06 General Electric Company System and method for premixer wake and vortex filling for enhanced flame-holding resistance
US20130067923A1 (en) * 2011-09-20 2013-03-21 General Electric Company Combustor and method for conditioning flow through a combustor
EP2796788A1 (de) * 2013-04-24 2014-10-29 Alstom Technology Ltd Wirbelerzeuger
CN105737203B (zh) * 2016-03-16 2018-11-06 内蒙古中科朴石燃气轮机有限公司 一种旋流器及采用其的预混燃烧器
EP3236157A1 (de) * 2016-04-22 2017-10-25 Siemens Aktiengesellschaft Wirbler zum mischen von kraftstoff mit luft in einem verbrennungsmotor
US20180058696A1 (en) * 2016-08-23 2018-03-01 General Electric Company Fuel-air mixer assembly for use in a combustor of a turbine engine
KR102096580B1 (ko) 2019-04-01 2020-04-03 두산중공업 주식회사 예혼합 균일성이 향상된 연소기 노즐 및 이를 구비하는 가스터빈용 연소기
EA039073B1 (ru) * 2020-09-07 2021-11-30 Некоммерческое Акционерное Общество "Алматинский Университет Энергетики И Связи Имени Гумарбека Даукеева" Двухъярусная горелка
CN113864823B (zh) * 2021-11-09 2022-08-26 滨州学院 涡轮发动机循环加热多级燃烧***
CN115325564B (zh) * 2022-07-21 2023-06-30 北京航空航天大学 一种结合气动导流燃烧振荡抑制方法和装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0122526A1 (de) * 1983-04-13 1984-10-24 BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie. Brennstofflanze für die Brennkammer einer Gasturbine
US4483138A (en) * 1981-11-07 1984-11-20 Rolls-Royce Limited Gas fuel injector for wide range of calorific values
DE3836446A1 (de) * 1988-10-26 1990-05-03 Proizv Ob Nevskij Z Im V I Verfahren fuer die luftzufuhr zur brennzone einer brennkammer und brennkammer zur durchfuehrung dieses verfahrens
EP0572202A1 (de) * 1992-05-27 1993-12-01 General Electric Company Verfahren und Vorrichtung zum Verhindern der Konzentrierungschwingungen von Luft-Kraftstoff in einer Brennkammer
US5451160A (en) * 1991-04-25 1995-09-19 Siemens Aktiengesellschaft Burner configuration, particularly for gas turbines, for the low-pollutant combustion of coal gas and other fuels
US5558515A (en) * 1994-04-02 1996-09-24 Abb Management Ag Premixing burner
US5927076A (en) * 1996-10-22 1999-07-27 Westinghouse Electric Corporation Multiple venturi ultra-low nox combustor
WO2000034714A1 (de) * 1998-12-08 2000-06-15 Siemens Aktiengesellschaft Verbrennungsvorrichtung und verfahren zur verbrennung eines brennstoffs

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3570242A (en) * 1970-04-20 1971-03-16 United Aircraft Corp Fuel premixing for smokeless jet engine main burner
JPS6122127A (ja) * 1984-07-10 1986-01-30 Hitachi Ltd ガスタ−ビン燃焼器
DE4417536A1 (de) * 1994-05-19 1995-11-23 Abb Management Ag Verfahren zum Betrieb einer Brennkammer
DE4430697C1 (de) 1994-08-30 1995-09-14 Freudenberg Carl Fa Zuluftschalldämpfer
US5943866A (en) * 1994-10-03 1999-08-31 General Electric Company Dynamically uncoupled low NOx combustor having multiple premixers with axial staging
JP3494753B2 (ja) * 1995-04-26 2004-02-09 株式会社日立製作所 ガスタービン燃焼器
EP1064498B1 (de) * 1998-03-20 2002-11-13 Siemens Aktiengesellschaft Gasturbinenbrenner

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4483138A (en) * 1981-11-07 1984-11-20 Rolls-Royce Limited Gas fuel injector for wide range of calorific values
EP0122526A1 (de) * 1983-04-13 1984-10-24 BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie. Brennstofflanze für die Brennkammer einer Gasturbine
DE3836446A1 (de) * 1988-10-26 1990-05-03 Proizv Ob Nevskij Z Im V I Verfahren fuer die luftzufuhr zur brennzone einer brennkammer und brennkammer zur durchfuehrung dieses verfahrens
US5451160A (en) * 1991-04-25 1995-09-19 Siemens Aktiengesellschaft Burner configuration, particularly for gas turbines, for the low-pollutant combustion of coal gas and other fuels
EP0572202A1 (de) * 1992-05-27 1993-12-01 General Electric Company Verfahren und Vorrichtung zum Verhindern der Konzentrierungschwingungen von Luft-Kraftstoff in einer Brennkammer
US5558515A (en) * 1994-04-02 1996-09-24 Abb Management Ag Premixing burner
US5927076A (en) * 1996-10-22 1999-07-27 Westinghouse Electric Corporation Multiple venturi ultra-low nox combustor
WO2000034714A1 (de) * 1998-12-08 2000-06-15 Siemens Aktiengesellschaft Verbrennungsvorrichtung und verfahren zur verbrennung eines brennstoffs

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008256357A (ja) * 2002-09-02 2008-10-23 Siemens Ag バーナ

Also Published As

Publication number Publication date
CN1143980C (zh) 2004-03-31
CN1384908A (zh) 2002-12-11
JP2003513223A (ja) 2003-04-08
JP4567266B2 (ja) 2010-10-20
EP1096201A1 (de) 2001-05-02
US20020174656A1 (en) 2002-11-28
DE50007809D1 (en) 2004-10-21
US6688109B2 (en) 2004-02-10
EP1224423B1 (de) 2004-09-15
EP1224423A1 (de) 2002-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1224423B1 (de) Brenner
DE4228918C2 (de) Fananordnung für ein Gasturbinentriebwerk
DE4316475C2 (de) Gasturbinen-Brennkammer
DE60224141T2 (de) Gasturbine und Brennkammer dafür
DE60211877T2 (de) Ondulierte mischdüse für strahltriebwerke
DE102009003639A1 (de) Verfahren und Systeme zur Verminderung von Verbrennungsdynamik
EP1048898B1 (de) Brenner
EP0896191A2 (de) Brenngas-Einleitungsvorrichtung für einen Gas-Vormischbrenner
DE102015219556A1 (de) Diffusor für Radialverdichter, Radialverdichter und Turbomaschine mit Radialverdichter
DE2741063C2 (de) Gasturbinentriebwerk
JPH11264345A (ja) 交互のローブ状のミキサ／エゼクタ構想サプレッサ
EP1422403A1 (de) Wassersprühvorrichtung für Gasturbinen
CH701293B1 (de) Brennstoffdüse mit einer Verwirbleranordnung und mehreren Leitschaufeln sowie Gasturbinentriebwerk.
CH701454A2 (de) Brennerrohr-Strömungskonditionierer.
CH703749A2 (de) Turbinenabgasraum.
CH701543B1 (de) Brenner zur Verwendung in einer Gasturbine sowie Gasturbine.
CH701773A2 (de) Brenner mit radialen Einlassleitschaufeln.
DE2148826A1 (de) Ringspaltvergaser
EP3004743A1 (de) Brenner für eine gasturbine und verfahren zur reduzierung von thermoakustischen schwingungen in einer gasturbine
CH709266A2 (de) Turbinenschaufel und Verfahren zum Auswuchten eines Spitzendeckbandes einer Turbinenschaufel und Gasturbine.
EP1137899B1 (de) Verbrennungsvorrichtung und verfahren zur verbrennung eines brennstoffs
EP1847682A1 (de) Verfahren zum Zuführen eines Fluides in den die Turbine durchströmenden Hauptgasstrom und dementsprechende Turbinenschaufel
DE69722345T2 (de) Leitgitter für den Durchflussweg einer Gasturbine
DE10352252B4 (de) Kompressor für eine Turbogruppe
EP1816400A2 (de) Gasturbinenbrennkammer mit Kraftstoffeinspritzung über den gesamten Brennkammerring

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CN IN JP US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2000972775

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: IN/PCT/2002/506/KOL

Country of ref document: IN

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2001 534984

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10133926

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 008151075

Country of ref document: CN

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2000972775

Country of ref document: EP

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 2000972775

Country of ref document: EP