DE60128513T2

DE60128513T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Verminderung der Emissionen in einer Brennkammer mit einer Wirbelmischvorrichtung

Info

Publication number: DE60128513T2
Application number: DE60128513T
Authority: DE
Inventors: Arthur Wesley Cincinnati Johnson; Robert Andrew Dearborn Wade; Hukam Chand West Chester Mongia; David Louis Cincinnati Burrus
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2000-06-28
Filing date: 2001-04-20
Publication date: 2008-01-31
Anticipated expiration: 2021-04-21
Also published as: DE60128513D1; ES2287082T3; US20020112482A1; US6497103B2; EP1167881B1; JP4700834B2; JP2002022171A; EP1167881A1; US6481209B1

Description

Bedenken hinsichtlich der Luftverunreinigung weltweit haben zu strikteren Emissionsstandards sowohl im Innland als auch international geführt. Die Luftfahrt wird sowohl durch die Environmental Protection Agency (EPA)- und International Civil Organization (ICAO)-Standards geregelt. Diese Standards regeln die Emission von Stickoxiden (NO_x), unverbrannten Kohlenwasserstoffen (HC) und Kohlenmonoxid (CO) aus Luftfahrzeugen in der Nähe von Flughäfen und sie tragen zu örtlichen fotochemischen Smogproblemen bei. Die meisten Flugzeugtriebwerke sind in der Lage, die gegenwärtigen Emissionsstandards unter Benutzung von Brennkammer-Technologien und -Theorien, die über die vergangenen 50 Jahre der Triebwerksentwicklung bewiesen wurden, zu erfüllen. Mit dem Aufkommen größerer Umweltbedenken weltweit gibt es jedoch keine Garantie, dass künftige Emissionsstandards innerhalb der Möglichkeiten gegenwärtiger Brennkammer-Technologien liegen.
Im Allgemeinen fallen Triebwerks-Emissionen in zwei Klassen: solche, die wegen der hohen Flammen-Temperaturen gebildet werden (NO_x) und solche, die wegen geringer Flammen-Temperaturen gebildet werden, die die Brennstoff-Luft-Reaktion nicht bis zur Vollständigkeit ablaufen lassen (HC und CO). Es gibt ein kleines Fenster, innerhalb dessen beide Verunreinigungen minimiert sind. Damit dieses Fenster wirksam ist, müssen die Recktanten jedoch gut vermischt sein, sodass das Verbrennen gleichmäßig über die Mischung ohne heiße Flecke, in denen NO_x erzeugt wird, oder kalte Flecke, in denen CO und HC erzeugt werden, abläuft. Heiße Flecke werden erzeugt, wenn die Mischung aus Brennstoff und Luft nahe einem spezifischen Verhältnis ist, bei dem der gesamte Brennstoff und die gesamte Luft reagieren (d.h., es ist in den Produkten kein unverbrannter Brennstoff und keine Luft vorhanden). Diese Mischung wird stöchiometrisch genannt. Kalte Flecke können auftreten, wenn entweder überschüssige Luft vorhanden ist (magere Verbrennung genannt) oder wenn überschüssiger Brennstoff vorhanden ist (fette Verbrennung genannt).
Moderne Gasturbinen-Brennkammern bestehen aus zwischen 10 und 30 Mischern, die Hochgeschwindigkeitsluft mit einem feinen Brennstoff-Sprühnebel vermischen. Diese Mischer bestehen üblicherweise aus einem einzigen Brennstoffinjektor, der an einem Zentrum eines Verwirbelers zum Verwirbeln der hereinkommenden Luft zur Förderung der Flammen-Stabilisierung und des Vermischens angeordnet ist. Sowohl der Brennstoffinjektor als auch der Mischer sind auf einer Brennkammerkuppel angeordnet.
Im Allgemeinen ist das Verhältnis von Brennstoff zu Luft im Mischer fett. Da das Brennstoff-Luft-Gesamtverhältnis der Brennkammer von Gasturbinen-Brennkammern mager ist, wird vor dem Austreten aus der Brennkammer zusätzliche Luft durch diskrete Verdünnungslöcher hinzugegeben. Dürftiges Vermischen und heiße Flecke können sowohl an der Kuppel, wo der injizierte Brennstoff verdampfen und sich vor dem Verbrennen vermischen muss, als auch in der Nähe der Verdünnungslöcher auftreten, wo Luft zu der fetten Kuppelmischung hinzugegeben wird.
Richtig entworfen sind fette Kuppel-Brennkammern sehr stabile Vorrichtungen mit weiten Entflammbarkeitsgrenzen und sie können geringe HC- und CO-Emissionen und akzeptable NO_x-Emissionen erzeugen. Eine grundsätzliche Beschränkung bei fetten Kuppel-Brennkammern existiert jedoch, da die fette Kuppelmischung durch stöchiometrische oder maximales NO_x erzeugende Regionen hindurchgehen muss, bevor sie die Brennkammer verlässt. Dies ist besonders wichtig, weil mit zunehmendem Betriebsdruck-Verhältnis (OPR) moderner Gasturbinen für verbesserte Zykluswirksamkeiten und Kompaktheit die Brennkammer-Einlasstemperaturen und -Drucke die Rate der NO_x-Produktion dramatisch erhöhen. Mit strenger werdenden Emissionsstandards und zunehmenden OPRs scheint es unwahrscheinlich, dass traditionel fette Kuppel-Brennkammern der Herausforderung gewachsen sein werden.
Ein magere Kuppel-Brennkammer nach dem Stande der Technik wird als duale Ring-Brennkammer (DRC) bezeichnet, weil sie zwei radial gestapelte Mischer auf jeder Brennstoffdüse einschließt, die als zwei Ringe erscheinen, wenn sie von der Vorderseite einer Brennkammer aus betrachtet werden. Die zusätzliche Reihe von Mischern gestattet das Anpassen an den Betrieb unter unterschiedlichen Bedingungen. Im Leerlauf wird der äußere Mischer mit Brennstoff versehen, der vorgesehen ist, wirksam unter Leerlaufbedingungen zu arbeiten. Bei höheren Leistungen werden beide Mischer mit dem größten Teil des Brennstoffes versehen und mit der Luft, die dem inneren Ring zugeführt wird, der vorgesehen ist, am wirksamsten und mit geringen Emissionen bei höheren Leistungen zu arbeiten. Während die Mischer auf optimalen Betrieb mit jeder Kuppel eingestellt wurden, dämpft die Grenze zwischen den Kuppeln die CO-Reaktion über einen großen Bereich, was zu mehr CO dieser Designs als bei ähnlichen fetten Kuppel-Brennkammern mit einem einzelnen Ring (SACs) führt. Eine solche Brennkammer ist ein Kompromiss zwischen Emssionen bei geringer Leistung und NO_x bei hoher Leistung.
US 5,791,148 offenbart eine Auskleidung für eine Gasturbinentriebwerks-Brennkammer mit einem nicht linearen Hohlraumabschnitt, worin dorthin injizierte Luft und Brennstoff einen eingeschlossenen Wirbel zum Zünden und Stabilisieren einer Flamme in der Brennkammer bilden.
US 4,374,466 offenbart ein Gasturbinentriebwerk mit einer ringförmigen Brennkammer für geringe Stickoxid-Emission.
Andere bekannte Designs vermindern die Probleme, die oben im Zusammenhang mit der Benutzung einer mageren Kuppel-Brennkammer diskutiert wurden. Statt der Trennung der Pilot- und Hauptstufen in separaten Kuppeln und Erzeugen einer signifikanten CO-Dämpfungs- bzw. Abschreckzone an der Grenzfläche schließt der Mischer konzentrische, aber bestimmte Pilot- und Haupt-Luftströme innerhalb der Vorrichtung ein. Die gleichzeitige Kontrolle von CO/HC- und Rauchemission bei geringer Leistung ist jedoch mit solchen Designs schwierig, weil das stärkere Brennstoff/Luft-Vermischen häufig zu hohen CO/HC-Emissionen führt. Die wirbelnde Hauptluft neigt natürlich zum Mitreißen der Pilotflamme und ihrer Auslöschung. Um zu verhindern, dass der Brennstoff-Sprühnebel von der Hauptluft mitgerissen wird, richtet der Pilot einen Sprühnebel mit engem Winkel ein. Dies führt zu langen Strahlflammen, die charaktristisch sind für eine Strömung mit geringer Wirbelzahl. Solche Pilotflammen erzeugen starke Rauch-, Kohlenmonoxid- und Kohlenwasserstoff-Emissionen und haben geringe Stabilität.
In einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung arbeitet eine Brennkammer für ein Gasturbinentriebwerk mit hoher Verbrennungswirksamkeit und geringen Kohlenmonoxid-, Stickoxid- und Rauch-Emissionen während des Betriebes bei geringer, mittlerer und hoher Triebwerksleistung. Die Brennkammer schließt ein Brennstoff-Abgabesystem ein, das mindestens zwei Brennstoffstufen, mindestens einen Wirbeleinschlusshohlraum und mindestens eine Mischeranordnung radial innerhalb des Wirbeleinschlusshohlraumes einschließt. Die beiden Brennstoffstufen schließen einen Pilot-Brennstoffkreis, der durch eine Brennstoff-Injektoranordnung Brennstoff zu dem Wirbeleinschlusshohlraum leitet und einen Haupt-Brennstoffkreis ein, der ebenfalls mit der Brennstoff-Injektoranordnung Brennstoff zu der Mischeranordnung leitet.
Während des Betriebes bei geringer Leistung arbeitet die Brennkammer nur unter Benutzung des Pilot-Brennstoffkreises und Brennstoff wird dem Wirbeleinschlusshohlraum zugeführt. Verbrennungsgase, die innerhalb des Wirbeleinschlusshohlraumes erzeugt werden, verwirbeln und stabilisieren die Mischung, bevor die Mischung in eine Brennkammer eintritt. Da die Mischung während des Betriebes bei geringer Leistung stabilisiert ist, wird die Brennkammer-Betriebswirksamkeit aufrechterhalten und Emissionen werden kontrolliert. Während des Betriebes bei erhöhter Leistung arbeitet die Brennkammer unter Benutzung des Haupt-Brennstoffkreises und Brennstoff wird dem Wirbeleinschlusshohlraum und der Mischeranordnung zugeführt. Die Mischeranordnung verteilt Brennstoff gleichmäßig durch die Brennkammer, um das Vermischen von Brennstoff und Luft zu verstärken, was Flammentemperaturen innerhalb der Brennkammer verringert. Als ein Ergebnis wird eine Brennkammer geschaffen, die mit einer hohen Verbrennungswirksamkeit arbeitet, während geringe Kohlenmonoxid-, Stickoxid- und Rauch-Emissionen während des Betriebes des Triebwerkes bei geringer, mittlerer und hoher Leistung kontrolliert und aufrechterhalten werden.
Es werden nun Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in der:
1 eine schematische Darstellung eines Gasturbinen-Triebwerkes mit einer Brennkammer ist;
2 eine Querschnittsansicht einer Brennkammer ist, die zusammen mit dem in 1 gezeigten Gasturbinen-Triebwerk benutzt wird;
3 eine Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform der in 2 gezeigten Brennkammer ist und
4 eine Querschnittsansicht einer zweiten alternativen Ausführungsform der in 2 gezeigten Brennkammer ist.
1 ist eine schematische Darstellung eines Gasturbinen-Triebwerkes 10 mit einem Niederdruck-Kompressor 12, einem Hochdruck-Kompressor 14 und einer Brennkammer 16. Triebwerk 10 schließt auch eine Hochdruckturbine 18 und eine Niederdruckturbine 20 ein.
In Betrieb strömt Luft durch den Niederdruck-Kompressor 12 und komprimierte Luft wird vom Niederdruck-Kompressor 12 dem Hochdruck-Kompressor 14 zugeführt. Die stark komprimierte Luft wird der Brennkammer 16 zugeführt. Die (in 1 nicht gezeigte) Luftströmung von Brennkammer 16 treibt Turbinen 18 und 20 an.
2 ist eine Querschnittsansicht einer Brennkammer 30 zur Verwendung mit einem Gasturbinen-Triebwerk ähnlich dem in 1 gezeigten Triebwerk 10. In einer Ausführungsform ist das Gasturbinen-Triebwerk ein GE F414- Triebwerk, das von der General Electric Company, Cincinnati, Ohio erhältlich ist. Brennkammer 30 schließt eine ringförmige äußere Aukleidung 40, eine ringförmige innere Auskleidung 42 und ein kuppelartiges Einlassende 44 ein, das sich zwischen der äußeren und der inneren Auskleidung 40 und 42 erstreckt. Das kuppelförmige Einlass-ende 44 hat eine Gestalt eines Diffusors mit geringem Flächenverhältnis.
Äußere Auskleidung 40 und innere Auskleidung 42 haben radial einen Abstand innerhalb eines Brennkammer-Gehäuses 46 und bilden eine Verbrennungskammer 48. Brennkammer-Gehäuse 46 ist allgemein ringförmig und erstreckt sich stromabwärts von einem Ausgang 50 eines Kompressors, wie des in 1 gezeigten Kompressors 14. Verbrennungskammer 48 hat eine allgemein ringförmige Gestalt und ist radial innerhalb der Auskleidungen 40 und 42 angeordnet. Die äußere Auskleidung 40 und das Brennkammer-Gehäuse 46 bilden einen äußeren Durchgang 52 und die innere Auskleidung 42 und Brennkammer-Gehäuse 46 bilden einen inneren Durchgang 54. Äußere und innere Auskleidung 40 und 42 erstrecken sich bis zu einer Turbinen-Einlassdüse 58, die stromabwärts vom Diffusor 48 angeordnet ist.
Ein Wirbeleinschlusshohlraum 70 ist in einen Abschnitt 72 der äußeren Auskleidung 40 unmittelbar stromabwärts des Kuppel-Einlassendes 44 eingelagert. Der Wirbeleinschlusshohlraum 70 hat ein rechteckiges Querschnittsprofil und weil sich der Wirbeleinschlusshohlraum 70 in die Verbrennungskammer 48 öffnet, schließt Hohlraum 70 nur eine Rückwand 74, eine stromaufwärts gelegene Wand 76 und eine Außenwand 78 ein, die sich zwischen der rückwärtigen Wand 74 und der stromaufwärts gelegenen Wand 76 erstreckt. In einer alternativen Ausführungsform hat der Wirbeleinschlusshohlraum 70 ein nicht-rechteckiges Querschnittsprofil. In noch einer anderen Ausführungsform schließt der Wirbelein schlusshohlraum 70 abgerundete Ecken ein. Außenwand 78 verläuft im Wesentlichen parallel zur äußeren Auskleidung 40 und befindet sich radial außerhalb eines Abstandes 80 von der äußeren Auskleidung 40. Ein Eckklammer 82 erstreckt sich zwischen der Rückwand 74 des Wirbeleinschlusshohlraumes und der äußeren Auskleidung 40 der Brennkammer und befestigt die Rückwand 74 an der äußeren Auskleidung 40. Die stromaufwärts gelegene Wand 76, die Rückwand 74 und die äußere Wand 78 des Wirbeleinschlusshohlraumes schließen jeweils eine Vielzahl (nicht gezeigter) Durchgänge und (nicht gezeigter) Öffnungen ein, um den Eintritt von Luft in den Wirbeleinschlusshohlraum 70 zu gestatten.
Die stromaufwärts gelegene Wand 76 des Wirbeleinschlusshohlraumes schließt auch eine Öffnung 86 ein, deren Größe der Aufnahme einer Brennstoff-Injektoranordnung 90 dient. Die Brennstoff-Injektoranordnung 90 erstreckt sich radial nach innen durch das Brennkammer-Gehäuse 46 stromaufwärts von einer stromaufwärts gelegenen Verbrennungskammer-Wand 92, die die Verbrennungskammer 48 definiert. Die stromaufwärts gelegene Wand 92 der Verbrennungskammer erstreckt sich zwischen der inneren Auskleidung 42 der Brennkammer und der stromaufwärts gelegenen Wand 76 des Wirbeleinschlusshohlraumes und schließt eine Öffnung 94 ein. Die stromaufwärts gelegene Wand 92 der Verbrennungskammer verläuft im Wesentlichen coplanar mit der stromaufwärts gelegenen Wand 76 des Wirbeleinschlusshohlraumes und im Wesentlichen senkrecht zur inneren Auskleidung 42 der Brennkammer.
Die Öffnung 94 der stromaufwärts gelegenen Wand der Brennkammer hat eine Größe zur Aufnahme einer Mischeranordnung 96. Mischeranordnung 96 ist an der stromaufwärts gelegenen Wand 92 der Verbrennungskammer derart befestigt, dass eine Symmetrieachse 98 der Mischeranordnung im Wesentlichen koaxial mit einer Symmetrieachse 99 für Verbrennungskammer 48 verläuft. Mischeranordnung 96 hat eine allgemein zylindrische Gestalt mit einem (nicht gezeigten) ringförmigen Querschnittsprofil und schließt eine Außenwand 100 ein, das einen stromaufwärts gelegenen Abschnitt 102 und einen stromabwärts gelegenen Abschnitt 104 einschließt.
Der stromaufwärts gelegene Abschnitt 102 der Außenwand der Mischeranordnung ist im Wesentlichen zylindrisch und hat einen Durchmesser 106 einer Größe zur Aufnahme der Brennstoff-Injektoranordnung 90. Der stromabwärts gelegene Abschnitt 104 der Außenwand der Mischeranordnung erstreckt sich vom stromaufwärts gelegenen Abschnitt 102 bis zur Öffnung 94 der stromaufwärts gelegenen Wandung der Brennkammer und konvergiert zur Symmertrieachse 98 der Mischeranordnung hin. Demgemäß ist ein Durchmesser 110 der Öffnung 94 der stromaufwärts gelegenen Wand geringer als der Durchmesser 106 des stromaufwärts gelegenen Abschnittes.
Mischeranordnung 96 schließt auch einen Verwirbeler 112 ein, der sich über den Umfang innerhalb der Mischeranordnung 96 erstreckt. Verwirbeler 112 schließt eine Aufnahmeseite 114 und eine Auslassseite 116 ein. Verwirbeler 112 ist benachbart einer inneren Oberfläche 118 des stromaufwärts gelegenen Abschnittes 102 der Außenwand der Mischeranordnung derart angeordnet, dass die Aufnahmeseite 114 des Verwirbelers im Wesentlichen coplanar mit einer Vorderkante 120 des stromaufwärts gelegenen Abschnittes 102 der Außenwand der Mischeranordnung verläuft. Verwirbeler 112 hat einen inneren Durchmesser 122 einer Größe zur Aufnahme der Brennstoff-Injektoranordnung 90. In einer Ausführungsform sind die Verwirbeler 112 einzelne Axial-Verwirbeler. In einer anderen Ausführungsform sind die Verwirbeler 112 Radial-Verwirbeler.
Brennstoff-Injektoranordnung 90 erstreckt sich radial nach innen in Brennkammer 16 durch eine Öffnung 130 im Brennkammer-Gehäuse 46. Brennstoff-Injektoranordnung 90 ist zwischen dem kuppelartigen Einlassende 44 und Mischeranordnung 96 angeordnet und schließt einen Pilot-Brennstoffinjektor 140 und einen Haupt-Brennstoffinjektor 142 ein. Haupt-Brennstoffinjektor 142 befindet sich radial innerhalb vom Pilot-Brennstoffinjektor 140 und ist innerhalb der Mischeranordnung 96 derart positioniert, dss eine Symmetrieachse 144 des Haupt-Brennstoffinjektors im Wesentlichen koaxial mit der Symetrieachse 98 der Mischeranordnung verläuft. Spezifisch ist Haupt-Brennstoffinjektor 142 derart angeordnet, dass eine Aufnahmeseite 146 des Haupt-Brennstoffinjektors 142 stromaufwärts von Mischeranordnung 96 liegt und ein rückwärtiges Ende 148 des Haupt-Brennstoffinjektors 142 sich durch Mischeranordnung 96 radial innerhalb vom Verwirbeler 112 und zur Öffnung 94 der stromaufwärts gelegenen Wand der Brennkammer erstreckt. Haupt-Brennstoffinjektor 142 hat demgemäß einen Durchmesser 150, der etwas geringer ist als der innere Durchmesser 122 des Verwirbelers.
Pilot-Brennstoffinjektor 140 liegt radial außerhalb vom Haupt-Brennstoffinjektor 142 und ist stromaufwärts von Öffnung 86 der stromaufwärts gelegenen Wand des Wirbeleinschlusshohlraumes positioniert. Spezifisch ist Pilot-Brennstoffinjektor 140 derart positioniert, dass ein rückwärtiges Ende 154 des Pilot-Brennstoffinjektors 140 in enger Nachbarschaft zur Öffnung 86 liegt.
Ein Brennstoff-Zufuhrsystem 160 führt Brennstoff zur Brennkammer 30 und schließt einen Pilot-Brennstoffkreislauf 162 und einen Haupt-Brennstoffkreislauf 164 ein, um Stickoxid-Emissionen, die innerhalb von Brennkammer 30 erzeugt werden, zu kontrollieren. Pilot-Brennstoffkreislauf 162 liefert Brennstoff zum Wirbeleinschlusshohlraum durch Brennstoff-Injektoranordnung 90 und Haupt-Brennstoffkreislauf 164 liefert Brennstoff zur Mischeranordnung 96 durch Brennstoff-Injektoranordnung 90. Während des Betriebes, wenn Gasturbinen-Triebwerk 10 gestartet ist und unter Leerlauf-Betriebsbedingungen arbeitet, werden Brennstoff und Luft der Brennkammer 30 zugeführt. Während der Leerlauf-Betriebsbedingungen der Gasturbine benutzt Brennkammer 30 nur die Pilot-Brennstoffstufe zum Arbeiten. Pilot-Brennstoffkreislauf 162 injiziert Brennstoff in den Wirbeleinschlusshohlraum 70 der Brennkammer durch Pilot-Brennstoffinjektor 140. Gleichzeitig tritt eine Luftströmung in Wirbeleinschlusshohlraum 70 durch die Luftpassagen der rückwärtigen, stromaufwärts gelegenen und äußeren Wand und tritt durch Verwirbeler 112 in die Mischeranordnung 96 ein. Die Luftpassagen des Wirbeleinschlusshohlraumes bilden einen kollektiven Luftmantel, der sich rasch mit dem injizierten Brennstoff vermischt und verhindert, dass der Brennstoff eine Grenzschicht entlang der Rückwand 74, stromaufwärts gelegenen Wand 76 oder Außenwand 78 bildet.
Innerhalb des Wirbeleinschlusshohlraumes 70 erzeugte Verbrennungsgase 180 wirbeln in einer dem Uhrzeigersinn entgegengesetzten Bewegung und ergeben eine kontinuierliche Zündungs- und Stabilisierungsquelle für die in Verbrennungskammer 48 eintretende Brennstoff/Luft-Mischung. Durch den Verwirbeler 112 der Mischeranordnung in die Verbrennungskammer 48 eintretende Luftströmung 182 erhöht die Rate der Brennstoff/Luft-Vermischung, um zu ermöglichen, dass im Wesentlichen nahezu stöchiometrische (nicht gezeigte) Flammenzonen sich mit kurzen Aufenthaltszeiten innerhalb der Verbrennungskammer 48 fortbewegen. Als ein Resultat der verbesserten Vermischung und der kurzen Massen-Aufenthaltszeiten innerhalb der Verbrennungskammer 48 werden innerhalb der Verbrennungskammer 48 erzeugte Stickoxid-Emissionen vermindert.
Benutzt man nur die Pilot-Brennstoffstufe, dann gestattet dies der Brennkammer 30, eine Betriebswirksamkeit bei geringer Leistung aufrechtzuerhalten und Brennkammer 30 verlassende Emissionen während des Triebwerksbetriebes mit geringer Leistung zu kontrollieren und zu minimieren. Die Pilot-Flamme ist eine Sprühnebel-Diffusionsflamme, die vollständig von den Gasturbinen-Startbedingungen mit Brennstoff versehen wird. Wird das Gasturbinen-Triebwerk 10 aus Leerlauf-Betriebsbedingungen zu Betriebsbedingungen mit verstärkter Leistung beschleunigt, dann werden zusätzlicher Brennstoff und zusätzliche Luft in Brennkammer 30 geleitet. Zusätzlich zur Pilot-Brennstoffstufe wird während Betriebsbedingungen mit erhöhter Leistung der Mischeranordnung 96 Brennstoff mit der Haupt-Brennstoffstufe durch Brennstoff-Injektoranordnung 90 und Haupt-Brennstoffkreislauf 164 zugeleitet.
Die aus dem Verwirbeler 112 der Mischeranordnung in Verbrennungskammer 48 eintretende Luftströmung 182 wirbelt um den in Verbrennungskammer 48 injizierten Brennstoff, um ein gründliches Vermischen der Brennstoff/Luft-Mischung zu gestatten. Die wirbelnde Luftströmung 182 erhöht die Rate des Brennstoff/Luft-Vermischens von Brennstoff und Luft, die durch Mischeranordnung 96 in Verbrennungskammer 48 eintreten und von Brennstoff und Luft, die durch den Wirbeleinschlusshohlraum 70 in Verbrennungskammer 48 eintreten. Als ein Resultat der verbesserten Brennstoff/Luft-Mischungsraten ist die Verbrennung verbessert und Brennkammer 30 kann unter Einsatz von weniger Brennstoff-Injektoranordnungen 90 betrieben werden, verglichen mit anderen bekannten Brennkammern. Weil die Verbrennung verbessert ist und Mischeranordnung 96 den Brennstoff gleichmäßig durch Brennkammer 16 verteilt, sind die Flammentemperaturen innerhalb der Verbrennungskammer 48 vermindert, was eine Menge an Stickoxid, die innerhalb der Brennkammer 30 erzeugt wird, reduziert. Eine Wirbeleinschlusshohlraum-Flamme wirkt auch zum Zünden und Stabilisieren einer Mischer-Flamme. Mischeranordnung 96 ist somit bei mageren Brennstoff/Luft-Verhältnissen betriebsfähig. Als ein Resultat sind Flammentemperaturen und Stickoxiderzeugung innerhalb der Mischeranordnung 96 reduziert und Mischeranordnung 96 kann als eine magere Brennstoff/Luft-Verhältnis-Vorrichtung mit Brennstoff versehen werden.
3 ist eine Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform einer Brennkammer 200, die zusammen mit einem Gasturbinen-Triebwerk eingesetzt werden kann, wie dem in 1 gezeigten Triebwerk 10. Brennkammer 200 ist im Wesentlichen ähnlich der in 2 gezeigten Brennkammer 30 und Komponenten in Brennkammer 200, die identisch Komponenten der Brennkammer 30 sind, werden in 3 unter Benutzung der gleichen Bezugsziffern wie in 2 identifiziert. Demgemäß schließt Brennkammer 30 Auskleidungen 40 und 42, ein kuppelförmiges Einlassende 44, Wirbeleinschlusshohlraum 70 und Mischeranordnung 96 ein. Brennkammer 200 schließt auch einen zweiten Wirbeleinschlusshohlraum 202, eine Brennstoff-Injektoranordnung 204 und ein Brennstoff-Zuführungssystem 206 ein.
Wirbeleinschlusshohlraum 202 ist in einen Abschnitt der inneren Auskleidung 42 unmittelbar stromabwärts des Kuppel-Einlassendes 44 einbezogen. Wirbeleinschlusshohlraum 202 ist im Wesentlichen ähnlich dem Wirbeleinschlusshohlraum 70 und hat ein rechteckiges Querschnittsprofil. In einer anderen Ausführungsform hat Wirbeleinschlusshohlraum 202 ein nicht-rechteckiges Querschnittsprofil. In einer weiteren anderen Ausführungsform schließt Wirbeleinschluss hohlraum 202 abgerundete Ecken ein. Da sich Wirbeleinschlusshohlraum 202 in die Verbrennungskammer 48 hin öffnet, hat Hohlraum 202 nur eine Rückwand 212, eine stromaufwärts gelegene Wand 214 und eine äußere Wand 216, die sich zwischen Rückwand 212 und stromaufwärts gelegener Wand 214 erstreckt. Äußere Wand 212 liegt im Wesentlichen parallel zur inneren Auskleidung 42 und radial um einen Abstand 220 außerhalb der inneren Auskleidung 42. Eine Eckklammer 222 erstreckt sich zwischen Rückwand 212 des Wirbeleinschlusshohlraumes und und der äußeren Auskleidung 214 der Brennkammer und befestigt Rückwand 212 an der äußeren Auskleidung 40. Die stromaufwärts gelegene Wand 214, Rückwand 212 und äußere Wand 216 des Wirbeleinschlusshohlraumes haben jeweils eine Vielzahl von (nicht gezeigten) Durchgängen und (nicht gezeigten) Öffnungen, um den Eintritt von Luft in den Wirbeleinschlusshohlraum 202 zu gestatten.
Die stromaufwärts gelegene Wand 214 des Wirbeleinschlusshohlraumes schließt auch eine Öffnung 224 mit einer Größe zur Aufnahme der Brennstoff-Injektoranordnung 204 ein. Brennstoff-Injektoranordnung 204 ist ähnlich der Brennstoff-Injektoranordnung 90 (gezeigt in 2) und schließt Pilot-Brennstoffinjektor 140 und Haupt-Brennstoffinjektor 142 ein. Brennstoff-Injektoranordnung 204 schließt auch einen zweiten Pilot-Brennstoffinjektor 230 radial innerhalb vom Haupt-Brennstoffinjektor 142 ein. Der zweite Pilot-Brennstoffinjektor 230 ist im Wesentlichen ähnlich dem ersten Pilot-Brennstoffinjektor 140 und ist stromaufwärts von der Öffnung 224 der stromaufwärts gelegenen Wand des Wirbeleinschlusshohlraumes angeordnet. Spezifisch ist der zweite Pilot-Brennstoffinjektor 230 derart angeordnet, dass die Aufnahmeseite 152 des zweiten Pilot-Brennstoffinjektors 230 stromaufwärts von der Mischeranordnung 96 und das rückwärtige Ende 154 des zweiten Pilot-Brennstoffinjektors 230 in enger Nachbarschaft zur Öffnung 224 liegt.
Brennstoff-Zuführungssystem 206 führt Brennstoff zur Brennkammer 200 und schließt einen Pilot-Brennstoffkreislauf 240 und einen Haupt-Brennstoffkreislauf 242 ein. Pilot-Brennstoffkreislauf 240 liefert Brennstoff zu den Wirbeleinschlusshohlräumen 70 und 202 durch Brennstoff-Injektoranordnung 204 und Haupt-Brennstoffkreislauf 242 liefert Brennstoff zur Mischeranordnung 96 durch Brennstoff-Injektoranordnung 204. Brennstoff-Zuführungssystem 206 schließt auch eine Pilot-Brennstoffstufe und eine Haupt-Brennstoffstufe ein, die zum Kontrollieren von Stickoxid-Emissionen benutzt werden, die innerhalb von Brennkammer 200 erzeugt werden.
Während des Betriebes, wenn Gasturbinen-Triebwerk 10 gestartet wird und bei Leerlauf-Betriebsbedingungen arbeitet, werden Brennstoff und Luft der Brennkammer 200 zugeführt. Während Leerlauf-Betriebsbedingungen der Gasturbine nutzt Brennkammer 200 nur die Pilot-Brennstoffstufe zum Arbeiten. Pilot-Brennstoffkreislauf 240 injiziert Brennstoff in die Wirbeleinschlusshohlräume 70 und 202 der Brennkammer durch Pilot-Brennstoffinjektoren 140 bzw. 230. Gleichzeitig tritt Luftströmung in Wirbeleinschlusshohlräume 70 und 202 durch Luftdurchgänge in der rückwärtigen, stromaufwärts gelegenen und äußeren Wand ein und tritt durch Verwirbeler 212 in Mischeranordnung 96 ein. Die Luftpassagen der Wirbeleinschlusshohlräume bilden einen gemeinsamen Luftmantel, der sich rasch mit dem injizierten Brennstoff vermischt und verhindert, dass der Brennstoff eine Grenzschicht innerhalb der Wirbeleinschlusshohlräume 70 und 202 bildet.
Innerhalb der Wirbeleinschlusshohlräume 70 und 202 erzeugte Verbrennungsgase wirbeln in einer dem Uhrzeigersinn entgegengesetzten Bewegung und sorgen für eine kontinuierliche Zündungs- und Stabilisierungs-Quelle für die in Verbrennungskammer 48 eintretende Brennstoff/Luft-Mischung.
Die durch Verwirbeler 112 der Mischeranordnung in Verbrennungskammer 48 eintretende Luftströmung erhöht die Rate der Brennstoff/Luft-Vermischung, um zu ermöglichen, dass sich im Wesentlichen nahezu stöchiometrische (nicht gezeigte) Flammenzonen mit kurzen Aufenhaltszeiten innerhalb der Verbrennungskammer 48 fortbewegen. Als ein Resultat der verbesserten Vermischung und der kurzen Massen-Aufenthaltszeiten innerhalb der Verbrennungskammer 48 sind Stickoxid-Emissionen, die innerhalb der Verbrennungskammer 48 erzeugt werden, reduziert.
Das Benutzen von nur der Pilot-Brennstoffstufe gestattet der Brennkammer 200, Betriebswirksamkeit bei geringer Leistung beizubehalten und Brennkammer 200 während des Triebwerks-Betriebes mit geringer Leistung verlassene Emissionen zu kontrollieren und zu minimieren. Die Pilot-Flamme ist eine Sprühnebel-Diffusionsflamme, die gänzlich von den Gasturbinen-Startbedingungen mit Brennstoff versehen wird. Wird Gasturbinen-Triebwerk 10 von Leerlauf-Betriebsbedingungen zu Betriebsbedingungen mit erhöhter Leistung beschleunigt, dann werden zusätzlicher Brennstoff und zusätzliche Luft in Brennkammer 16 dirigiert. Zusätzlich zur Pilot-Brennstoffstuffe wird während Betriebsbedingungen mit erhöhter Leistung Mischeranordnung 96 mit der Haupt-Brennstoffstufe durch Brennstoff-Injektoranordnung 204 und Haupt-Brennstoffkreislauf 242 mit Brennstoff versehen.
Die aus dem Verwirbeler 112 der Mischeranordnung in Verbrennungskammer 48 eintretende Luftströmung 182 wirbelt um den in Verbrennungskammer 48 injizierten Brennstoff, um ein gründliches Vermischen der Brennstoff/Luft-Mischung zu gestatten. Die wirbelnde Luftströmung 182 erhöht die Rate der Brennstoff/Luft-Vermischens von Brennstoff und Luft, die durch Mischeranordnung 96 in Verbrennungskammer 48 eintreten, und von Brennstoff und Luft, die durch die Wirbel einschlusshohlräume 70 und 202 in Verbrennungskammer 48 eintreten. Als ein Resultat der erhöhten Brennstoff/Luft-Mischungsraten ist die Verbrennung verbessert und Brennkammer 200 kann unter Einsatz von weniger Brennstoff-Injektoranordnungen 204 betrieben werden, verglichen mit anderen bekannten Brennkammern. Weil die Verbrennung verbessert ist und die Mischeranordnung 96 den Brennstoff gleichmäßig durch Brennkammer 200 verteilt, sind Flammentemperaturen innerhalb der Verbrennungskammer 48 verringert, was die innerhalb der Brennkammer 200 produzierte Menge an Stickoxid vermindert. Eine Wirbeleinschlusshohlraum-Flamme wirkt auch zum Zünden und Stabilisieren einer Mischer-Flamme. Die Mischeranordnung 96 kann so bei mageren Brennstoff/Luft-Verhältnissen betrieben werden. Als ein Resultat sind Flammentemperaturen und Stickoxiderzeugung innerhalb der Mischeranordnung 96 reduziert und Mischeranordnung 96 kann als eine Vorrichtung eines mageren Brennstoff/Luft-Verhältnises mit Brennstoff versehen werden.
4 ist eine Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform einer Brennkammer 300, die zusammen mit einem Gasturbinen-Triebwerk benutzt werden kann, wie dem in 1 gezeigten Triebwerk 10. Brennkammer 300 ist im Wesentlichen ähnlich Brennkammer 200, die in 3 gezeigt ist, und Komponenten in Brennkammer 300, die identisch Komponenten der Brennkammer 200 sind, werden in 4 unter Benutzung gleicher Bezugsziffern identifiziert, wie sie in 3 benutzt sind. Brennkammer 300 schließt demgemäß Auskleidungen 40 und 42, kuppelförmiges Einlassende 44 und Wirbeleinschlusshohlraum 70 ein. Brennkammer 300 schließt auch einen zweiten Wirbeleinschlusshohlraum 202, eine Brennstoff-Injektoranordnung 304 und ein Brennstoff-Zuführungssystem 306, eine erste Mischeranordnung 308 und eine zweite Mischeranordnung 310 ein.
Die Öffnung 94 in der stromaufwärts gelegenen Wand der Brennkammer hat eine Größe zur Aufnahme der Mischeranordnungen 308 und 310. Mischeranordnungen 308 und 310 sind im Wesentlichen ähnlich Mischeranordnung 96 (gezeigt in 2 und 3) und jede schließt eine Vorderkante 320, eine rückwärtige Kante 322 und eine Symmetrieachse 324 ein. Mischeranordnungen 308 und 310 sind derat angeordnet, dass Vorderkanten 320 im Wesentlichen coplanar verlaufen und das rückwärtige Kanten 322 ebenfalls im Wesentlichen coplanar verlaufen. Mischeranordnungen 308 und 310 sind zusätzlich an der stromaufwärts gelegenen Wand 92 der Verbrennungskammer derart befestigt, dass Mischeranordnungen 308 und 310 symmetrisch um die Symmetrieachse 99 der Verbrennungskammer liegen.
Jede Mischeranordnung 308 und 310 schließt auch einen Verwirbeler 330 und ein Venturirohr 332 ein. Die Verwirbeler 330 sind im Wesentlichen ähnlich den Verwirbelern 112 (gezeigt in 2 und 3) und sie haben innere Durchmesser 334 einer Größe zur Aufnahme der Brennstoff-Injektoranordnung 304. Verwirbeler 330 sind benachbart den Venturirohren 332 der Mischeranordnung positioniert. In einer Ausführungsform sind Verwirbeler 330 einzelne Axial-Verwirbeler. In einer alternativen Ausführungsform sind Verwirbeler 330 Radial-Verwirbeler. Verwirbeler 330 verursacht, dass die durch Mischeranordnungen 308 und 310 strömende Luft verwirbelt wird, um ein gründliches Vermischen von Brennstoff und Luft vor dem Eintritt in Verbrennungskammer 48 zu verursachen. In einer Ausführungsform induzieren Verwirbeler 330 das Wirbeln der Luftströmung in einer dem Uhrzeigersinn entgegengesetzten Richtung. In einer anderen Ausführungsform induzieren Verwirbeler 330 das Verwirbeln der Luftströmung in Uhrzeigerrichtung. In noch einer anderen Ausführungsform induzieren Verwirbeler 330, dass die Luftströmung in dem Uhrzeigersinn entgegengesetzter Richtung und im Uhrzeigersinn wirbelt.
Venturirohre 322 sind ringförmig und sie befinden sich radial außerhalb der Verwirbeler 330. Venturirohre 332 schließen einen planaren Abschnitt 340, einen konvergierenden Abschnitt 342 und einen divergierenden Abschnitt 344 ein. Der planare Abschnitt 340 liegt radial außerhalb von und benachbart Verwirbelern 330. Der konvergierende Abschnitt 342 erstreckt sich radial nach innen vom planaren Abschnitt 340 zu einem Venturirohr-Scheitel 346. Der divergierende Abschnitt 344 erstreckt sich radial nach außen vom Venturirohr-Scheitel 346 zu einer rückwärtigen Kante 350 des Venturirohres 332. In einer anderen Ausführungsform schließt Venturirohr 332 nur einen konvergierenden Abschnitt 342 ein und schließt keinen divergierenden Abschnitt 344 ein.
Brennstoff-Injektoranordnung 304 ist im Wesentlichen ähnlich Brennstoff-Injektoranordnung 204 (gezeigt in 3) und schließt Pilot-Brennstoffinjektor 140, Haupt-Brennstoffinjektor 142 und zweiten Pilot-Brennstoffinjektor 230 ein. Brennstoff-Injektoranordnung 304 schließt auch einen zweiten Haupt-Brennstoffinjektor 360 radial innerhalb vom Haupt-Brennstoffinjektor 142 zwischen Haupt-Brennstoffinjektor 142 und zweitem Pilot-Brennstoffinjektor 230 ein.
Der zweite Haupt-Brennstoffinjektor 360 ist identisch dem ersten Haupt-Brennstoffinjektor 142 und er ist stromaufwärts von der Öffnung 94 der stromaufwärts gelegenen Wand der Brennkammer derart positioniert, dass der zweite Haupt-Brennstoffinjektor 360 im Wesentlichen koaxial mit der Symetrieachse 324 der Mischeranordnung verläuft. Spezifisch ist der zweite Haupt-Brennstoffinjektor 360 derart angeordnet, dass die Aufnahmeseite 147 des zweiten Haupt-Brennstoffinjektor 360 stromaufwärts von Mischeranordnung 310 liegt und das rückwärtige Ende 148 des zweiten Haupt-Brennstoffinjektors 360 sich durch Mischeranordnung 310 radial innerhalb vom Verwirbeler 330 und zur Öffnung 94 der stromaufwärts gelegenen Wand der Brennkammer erstreckt.
Der erste Haupt-Brennstoffinjektor 142 ist stromaufwärts der Öffnung 94 der stromaufwärts gelegenen Wand der Brennkammer derart positioniert, dass der erste Haupt-Brennstoffinjektor 142 im Wesentlichen koaxial mit der Symmetrieachse 324 der Mischeranordnung liegt. Spezifisch ist der erste Haupt-Brennstoffinjektor 142 derart positioniert, dass die Aufnahmeseite 146 des ersten Haupt-Brennstoffinjektors 142 stromaufwärts der Mischeranordnung 308 liegt und das rückwärtige Ende 148 des ersten Haupt-Brennstoffinjektors 142 sich durch Mischeranordnung 308 radial nach innen vom Verwirbeler 330 und zur Öffnung 94 der stromaufwärts gelegenen Wand der Brennkammer erstreckt.
Das Brennstoffzufuhrsystem 306 liefert Brennstoff zur Brennkammer 300 und schließt einen Pilot-Brennstoffkreislauf 370 und einen Haupt-Brennstoffkreislauf 372 ein. Pilot-Brennstoffkreislauf 370 liefert Brennstoff zu den Wirbeleinschlusshohlräumen 70 und 202 durch Brennstoff-Injektoranordnung 304 und Haupt-Brennstoffkreislauf 372 liefert Brennstoff zu Mischeranordnungen 308 und 310 durch Brennstoff-Injektoranordnung 304. Brennstoffzufuhrsystem 306 schließt auch eine Pilot-Brennstoffstufe und eine Haupt-Brennstoffstufe ein, die zum Kontrollieren von Stickoxid-Emissionen benutzt werden, die innerhalb der Brennkammer 300 erzeugt werden.
Die oben beschriebene Brennkammer ist kostenwirksam und sehr zuverlässig. Die Brennkammer schließt mindestens eine Mischeranordnung, mindestens einen Wirbeleinschlusshohlraum und ein Brennstoffzuführungssystem ein, das mindestens zwei Brennstoff-Kreisläufe einschließt. Während Leerlauf-Betriebsbedingungen arbeitet die Brennkammer nur mit einem Brennstoff-Kreislauf, der Brennstoff dem Wirbeleinschlusshohlraum zuführt. Die Pilot-Brennstoffstufe gestattet der Brennkammer, eine Betriebswirksamkeit bei geringer Leistung beizubehalten, während Emissionen minimiert werden. Während Betriebsbedingungen erhöhter Leistung benutzt die Brennkammer beide Brennstoff-Kreisläufe und Brennstoff wird gleichmäßig durch die Brennkammer verteilt. Als ein Resultat sind Flammentemperaturen vermindert und die Verbrennung ist verbessert. Die Brennkammer hat so eine hohe Verbrennungs-Wirksamkeit und geringe Kohlenmonoxid-, Stickoxid- und Rauch-Emissionen.

Claims

Brennkammer für eine Gasturbine, aufweisend: ein Brennstoffsystem (306) mit wenigstens zwei Brennstoffstufen (140, 230, 142, 360); wenigstens einem Wirbeleinschlusshohlraum (70, 202), wobei eine erste von den zwei Brennstoffstufen dafür eingerichtet ist, Brennstoff dem Wirbeleinschlusshohlraum zuzuführen; und gekennzeichnet durch: wenigstens zwei Mischeranordnungen (308, 310) radial innerhalb von dem Wirbeleinschlusshohlraum, wobei eine zweite von den zwei Brennstoffstufen dafür eingerichtet ist, Brennstoff den wenigstens zwei Mischeranordnungen zuzuführen; und einen Diffusor (44), stromauf von den wenigstens zwei Mischeranordnungen.
Brennkammer nach Anspruch 1, welche ferner wenigstens eine Brennstoffeinspritzdüsenanordnung (304) in Strömungsverbindung mit dem Brennstoffsystem aufweist, wobei die Brennstoffeinspritzdüse dafür eingerichtet ist, Brennstoff dem Wirbeleinschlusshohlraum und den wenigstens zwei Mischeranordnungen zuzuführen.
Brennkammer nach Anspruch 1, wobei das Gasturbinentriebwerk eine Nennleistung hat, und die Brennkammer mit dem Wirbeleinschlusshohlraum zugeführtem Brennstoff betrieben werden kann, wenn das Gasturbinentriebwerk unter einem vorbestimmten Prozentsatz der Triebwerksnennleistung arbeitet.
Brennkammer nach Anspruch 3, wobei die Brennkammer ferner mit den wenigstens zwei Mischeranordnungen und dem Wirbeleinschlusshohlraum zugeführtem Brennstoff betrieben werden kann, wenn das Gasturbinentriebwerk über einen vorbestimmten Prozentsatz der Nenntriebwerksleistung arbeitet.
Brennkammer nach Anspruch 1, welche ferner wenigstens zwei Wirbeleinschlusshohlräume aufweist, wobei eine erste von den zwei Brennstoffstufen dafür eingerichtet ist, Brennstoff den zwei Wirbeleinschlusshohlräumen zuzuführen.
Brennkammer nach Anspruch 1, welche ferner wenigstens zwei Wirbeleinschlusshohlräume aufweist, wobei die wenigstens zwei Mischeranordnungen radial innerhalb von den zwei Wirbeleinschlusshohlräumen liegen.
Brennkammer nach Anspruch 1, welche ferner einen Brennkammereinsatz radial außerhalb von den wenigstens zwei Mischeranordnungen aufweist, wobei der Brennkammereinsatz einen äußeren Einsatz (40) und einen inneren Einsatz (42) aufweist.
Brennkammer nach Anspruch 7, wobei der wenigstens eine Wirbeleinschlusshohlrum durch einen Abschnitt des äußeren Einsatzes der Brennkammer definiert wird.
Verfahren zum Vermindern einer Emissionsmenge aus einem Gasturbinentriebwerk unter Verwendung einer Brennkammer, die wenigstens einen Wirbeleinschlusshohlraum (70, 202) enthält, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Einspritzen von Brennstoff in die Brennkammer unter Verwendung eines Brennstoffsystems (306), das wenigstens zwei Brennstoffstufen (140, 230, 142, 360) aufweist; und gekennzeichnet durch: Einleiten eines Luftstroms in die Brennkammer derart, dass ein Teil des Luftstroms stromab von einem Diffusor wenigstens zwei Mischeranordnungen (308, 310) zugeführt wird, und ein Teil des Luftstroms dem Wirbeleinschlusshohlraum zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Brennstoffsystem (306) eine Vorbrennstoffstufe, eine Hauptbrennstoffstufe und eine Brennstoffeinspritzdüse in Strömungsverbindung mit der Vorbrennstoffstufe und der Hauptbrennstoffstufe enthält, wobei sich die Vorbrennstoffstufe radial innerhalb der Hauptbrennstoffstufe befindet, und der Schritt der Einspritzung von Brennstoff ferner den Schritt der Einspritzung von Brennstoff in die Brennkammer unter Verwendung nur der Vorbrennstoffstufe aufweist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die zwei Brennstoffstufen eine Vorbrennstoffstufe, eine Hauptbrennstoffstufe und eine Brennstoffeinspritzdüse in Strömungsverbindung mit der Vorbrennstoffstufe und der Hauptbrennstoffstufe enthalten, wobei sich die Vorbrennstoffstufe radial innerhalb der Hauptbrennstoffstufe befindet, und der Schritt der Einspritzung von Brennstoff ferner den Schritt der Einspritzung von Brennstoff in die Brennkammer unter Verwendung der Vorbrennstoffstufe und der Hauptbrennstoffstufe aufweist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Brennkammer wenigstens zwei Wirbeleinschlusshohlräume aufweist, und der Schritt der Einspritzung von Brennstoff ferner die Schritte aufweist: Einspritzen von Brennstoff nur in die zwei Wirbeleinschlusshohlräume während Triebwerksbetriebsbedingungen bei Leerlaufleistung; und Einspritzen von Brennstoff in die Mischeranordnung und in die zwei Wirbeleinschlusshohlräume während Triebwerksbetriebsbedingungen bei erhöhter Leistung.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Brennkammer wenigstens zwei Wirbeleinschlusshohlräume aufweist, wobei die zwei Wirbeleinschlusshohlräume radial außerhalb von den zwei Mischeranordnungen (308, 310) liegen, und der Schritt der Einspritzung von Brennstoff ferner den Schritt der Einspritzung von Brennstoff in die zwei Wirbeleinschlusshohlräume während Triebwerksbetriebsbedingungen bei Leerlaufleistung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt der Einspritzung von Brennstoff in die Brennkammer ferner den Schritt der Einspritzung von Brennstoff in die zwei Mischeranordnungen (308, 310) und in die zwei Wirbeleinschlusshohlräume aufweist.