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EP0433868A1 - Brennkammer für eine Gasturbine mit luftunterstützten Brennstoffzerstäuberdüsen - Google Patents

Brennkammer für eine Gasturbine mit luftunterstützten Brennstoffzerstäuberdüsen Download PDF

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Publication number
EP0433868A1
EP0433868A1 EP90123970A EP90123970A EP0433868A1 EP 0433868 A1 EP0433868 A1 EP 0433868A1 EP 90123970 A EP90123970 A EP 90123970A EP 90123970 A EP90123970 A EP 90123970A EP 0433868 A1 EP0433868 A1 EP 0433868A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fuel
combustion chamber
air
gas turbine
nozzles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP90123970A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Karl-Heinz Collin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Original Assignee
BMW Rolls Royce GmbH
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 BMW Rolls Royce GmbH filed Critical BMW Rolls Royce GmbH
Publication of EP0433868A1 publication Critical patent/EP0433868A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/30—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply comprising fuel prevapourising devices
    • 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
    • F23D2900/11101—Pulverising gas flow impinging on fuel from pre-filming surface, e.g. lip atomizers

Definitions

  • the invention relates to a combustion chamber according to the preamble of claim 1.
  • Small gas turbines are often built with a radial compressor in which air is compressed and then fed to a combustion chamber.
  • the air in the combustion chamber is heated up due to the combustion of fuel.
  • the resulting combustion gas expands in a turbine arranged behind the combustion chamber.
  • the invention has for its object to provide a combustion chamber with air-assisted fuel atomizing nozzles for a gas turbine, with which sufficient fuel atomization is ensured in the entire operating range.
  • this is achieved in that the atomizer nozzles are arranged directly behind the stator outlet of the compressor. This measure ensures sufficient atomization of the fuel in the entire operating range of the gas turbine and thus good fuel preparation, which leads to better exhaust gas emission values.
  • start atomizing nozzles are no longer necessary, thereby saving weight and space. This is of great advantage particularly in the case of small gas turbines.
  • the atomizer nozzles advantageously have a honing chamber which tapers in the direction of flow and in which an atomizer member is arranged. Good atomization of the fuel can be achieved with these atomizing nozzles.
  • the atomizer member advantageously has a fuel supply line, a fuel channel and a tear-off edge, the fuel channel merging into the tear-off edge. Furthermore, the end of the atomizer member facing the stator has a rounded shape.
  • the reference numeral 1 denotes a radial compressor which conveys combustion air into a combustion chamber 3 via guide wheels 2.
  • a turbine 12 is arranged in the flow direction behind the combustion chamber 3.
  • the fuel is atomized via atomizing nozzles 4.
  • the atomizer nozzles 4 are arranged immediately behind the stator outlet 5 of the compressor 1.
  • the shape of the atomizing nozzles 4 can be seen from FIG.
  • the atomizer nozzles 4 have a cavity 6 which tapers in the direction of flow and in which an atomizer member 7 is arranged.
  • This atomizer member 7 includes a fuel supply line 8, a fuel channel 9 and a tear-off edge 10, the fuel channel 9 extending from the fuel supply line 8 and passing into the tear-off edge 10.
  • the atomizer nozzles 4 are arranged directly behind the stator outlet 5 of the compressor 1. As a result, there is sufficient flow energy for atomizing fuel even when the gas turbine is started.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nozzles For Spraying Of Liquid Fuel (AREA)
  • Spray-Type Burners (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennkammer für eine Gasturbine, wobei ein Verdichter (1) Luft komprimiert und die komprimierte Luft über Leiträder (2) in eine Brennkammer (3) fördert, in der Brennstoff über Brennstoffzerstäuberdüsen (4) zerstäubt wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkammer mit luftunterstützten Brennstoffzerstäuberdüsen für eine Gasturbine zu schaffen, mit der im gesamten Betriebsbereich eine genügende Brennstoffzerstäubung gewährleistet ist. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Zerstäuberdüsen (4) unmittelbar hinter dem Leitradaustritt (5) des Verdichters (1) angeordnet sind (Fig.1). <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Brennkammer nach dem Oberbegriff des Anspruch 1.
  • Kleingasturbinen werden häufig mit einem Radialverdichter gebaut, in dem Luft komprimiert wird um anschließend einer Brennkammer zugeführt zu werden. In der Brennkammer wird die Luft aufgrund der Brennstoffverbrennung aufgeheizt. Das entstehende Verbrennungsgas expandiert in einer hinter der Brennkammer angeordneten Turbine.
  • Es ist bekannt, in der Brennkammer, bzw. in einem Luftsammelraum vor der Brennkammer, luftunterstützte Brennstoffzerstäuberdüsen anzuordnen, bei denen der Brennstoff mit Hilfe strömender Luft über einen Brennstoffilm an einer Abreißkante zerstäubt wird. Die Energie der strömenden Luft wird dabei aus der Druckdifferenz des Staudrucks hinter dem Verdichter-Leitradaustritt, bzw. dem Düseneintritt in die Brennkammer und dem Brennkammerinnendruck gebildet. Beim Triebwerksstart ist der Luftdurchsatz und damit die Druckdifferenz noch nicht hinreichend groß, so daß der Brennstoff in den Brennstoffzerstäuberdüsen nur unzureichend zerstäubt wird. Dadurch wird der Triebwerksstart verzögert oder sogar ganz verhindert, wodurch zusätzliche Startdüsen erforderlich werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkammer mit luftunterstützten Brennstoffzerstäuberdüsen für eine Gasturbine zu schaffen, mit der im gesamten Betriebsbereich eine genügende Brennstoffzerstäubung gewährleistet ist.
  • Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß die Zerstäuberdüsen unmittelbar hinter dem Leitradaustritt des Verdichters angeordnet sind. Durch diese Maßnahme ist im gesamten Betriebsbereich der Gasturbine eine genügende Brennstoffzerstäubung und damit eine gute Brennstoffaufbereitung gewährleistet, die zu besseren Abgasemissionswerten führt.
  • Wesentliche Vorteile der Erfidung sind, daß Startzerstäuberdüsen nicht mehr nötig sind, wodurch eine Gewicht- und Raumeinsparung erzielt wird. Dies ist besonders bei Kleingasturbinen von großem Vorteil.
  • Der Wegfall von Zünd- und Startbrennstoffdüsen bewirkt, daß mit einem geringen Brennstoffdruck, wie er für luftunterstützte Brennstoffzerstäuberdüsen üblich ist, auch für den Start des Triebwerks ausgekommen werden kann. Dadurch werden einfache und billige Brennstoffpumpen anwendbar, die wenig Raum beanspruchen.
  • Vorteilhafterweise weisen die Zerstäuberdüsen einen Honlraum auf, der sich in Strömungsrichtung verjüngt und in dem ein Zerstäuberglied angeordnet ist. Mit diesen Zerstäuberdüsen ist eine gute Zerstäubung des Brennstoffs zu erreichen.
  • Das zerstäuberglied weist vorteilhafterweise eine Brennstoffzuführleitung, einen Brennstoffkanal sowie eine Abreißkante auf, wobei der Brennstoffkanal in die Abreikßkante übergeht. Ferner weist das dem Leitrad zugewandte Ende des Zerstäubergliedes eine abgerundete Form auf.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den Zeichnungen, die im folgenden näher beschrieben sind.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1:
    einen Schnitt durch eine Gasturbine mit einer erfindungsgemäßen Brennkammer,
    Fig. 2:
    einen Schnitt durch eine Zerstäuberdüse.
  • In der Fig.1 ist mit dem Bezugszeichen 1 ein Radial-Verdichter bezeichnet, der Verbrennungsluft über Leiträder 2 in eine Brennkammer 3 fördert. In Strömungsrichtung ninter der Brennkammer 3 ist eine Turbine 12 angeordnet. Der Brennstoff wird bei dieser Gasturbine über Zerstäuberdüsen 4 zerstäubt. Erfindungsgemäß sind die Zerstäuberdüsen 4 unmittelbar hinter dem Leitradaustritt 5 des Verdichters 1 angeordnet.
  • Die Form der Zerstäuberdüsen 4 ist aus der Fig.2 zu ersehen. Die Zerstäuberdüsen 4 weisen einen Hohlraum 6 auf, der sich in Strömungsrichtung verjüngt und in dem ein Zerstäuberglied 7 angeordnet ist. Dieses Zerstäuberglied 7 beinhaltet eine Brennstoffzuführleitung 8, einen Brennstoffkanal 9, sowie eine Abreißkante 10, wobei der Brennstoffkanal 9 von der Brennstoffzuführleitung 8 ausgent und in die Abreißkante 10 übergeht.
  • Herausgestellt sei, daß die Zerstäuberdüsen 4 direkt hinter dem Leitradaustritt 5 des Verdichters 1 angeordnet sind. Hierdurch ist auch beim Start der Gasturbine genügend Strömungsenergie zur Brennstoffzerstäubung vorhanden.

Claims (4)

  1. Brennkammer für eine Gasturbine, wobei ein Verdichter (1) Luft komprimiert und die komprimierte Luft über Leiträder (2) in eine Brennkammer (3) fördert, in der Brennstoff über Brennstoffzerstäuberdüsen (4) zerstäubt wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäuberdüsen (4) unmittelbar hinter dem Leitradaustritt (5) des Verdichters (1) angeordnet sind.
  2. Brennkammer nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäuberdüsen (4) einen Hohlraum (6) aufweisen, der sich in Strömungsrichtung verjüngt und in dem ein Zerstäuberglied (7) angeordnet ist.
  3. Brennkammer nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Zerstäuberglied (7) eine Brennstoffzuführleitung (8), einen Brennstoffkanal (9), sowie eine Abreißkante (10) aufweist und der Brennstoffkanal (9) in die Abreißkante (10) übergeht.
  4. Brennkammer nach Anspruch 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß das dem Leitrad (2) zugewandte Ende des Zerstäubergliedes (7) eine abgerundete Form (11) aufweist.
EP90123970A 1989-12-20 1990-12-12 Brennkammer für eine Gasturbine mit luftunterstützten Brennstoffzerstäuberdüsen Withdrawn EP0433868A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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DE19893942042 DE3942042A1 (de) 1989-12-20 1989-12-20 Brennkammer fuer eine gasturbine mit luftunterstuetzten brennstoffzerstaeuberduesen
DE3942042 1989-12-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP0433868A1 true EP0433868A1 (de) 1991-06-26

Family

ID=6395873

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP90123970A Withdrawn EP0433868A1 (de) 1989-12-20 1990-12-12 Brennkammer für eine Gasturbine mit luftunterstützten Brennstoffzerstäuberdüsen

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP0433868A1 (de)
DE (1) DE3942042A1 (de)

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