[go: up one dir, main page]

EP4409122A1 - Verfahren zum betreiben eines verbrennungssystems einer strömungsmaschine für einen flugantrieb sowie strömungsmaschine - Google Patents

Verfahren zum betreiben eines verbrennungssystems einer strömungsmaschine für einen flugantrieb sowie strömungsmaschine

Info

Publication number
EP4409122A1
EP4409122A1 EP22768622.7A EP22768622A EP4409122A1 EP 4409122 A1 EP4409122 A1 EP 4409122A1 EP 22768622 A EP22768622 A EP 22768622A EP 4409122 A1 EP4409122 A1 EP 4409122A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
combustion
steam
fuel
turbomachine
combustion chamber
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Withdrawn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
EP22768622.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Oliver Schmitz
Marco Konle
Hermann Klingels
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.)
MTU Aero Engines AG
Original Assignee
MTU Aero Engines AG
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 MTU Aero Engines AG filed Critical MTU Aero Engines AG
Publication of EP4409122A1 publication Critical patent/EP4409122A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/20—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products
    • F02C3/30—Adding water, steam or other fluids for influencing combustion, e.g. to obtain cleaner exhaust gases
    • 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
    • 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
    • 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
    • F23R3/32—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply comprising fuel prevapourising devices being tubular
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/01—Purpose of the control system
    • F05D2270/08—Purpose of the control system to produce clean exhaust gases

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a combustion system of a turbomachine for an aircraft engine with a compressor, a combustion chamber, a turbine, a heat exchanger arranged downstream of the turbine and a fuel processing system, and a turbomachine suitable for carrying out the method.
  • Turbomachines for aircraft propulsion systems are currently operated exclusively with fossil fuels such as kerosene, the combustion of which produces pollutants that pollute the environment.
  • WO 2019/223823 A1 discloses an aircraft propulsion system which, due to its design, has the potential to reduce emissions that are harmful to the environment or the climate.
  • the drive system combines a gas turbine cycle with a steam turbine cycle in one machine.
  • steam is generated by means of exhaust gas energy, which is then fed to the area of the combustion chamber of the machine.
  • the higher mass flow in the turbine due to the addition of steam results in an increase in output, and the thermal efficiency of the turbomachine is improved by the heat recovery.
  • Carbon monoxide (CO) is contained in the exhaust gas when the carbon contained in the fuel is not completely oxidized. This can be caused by a lack of oxygen, insufficient mixing of the fuel with the combustion air, too little residence time in the combustion zone, or the mixture cooling down too quickly in the combustion chamber. An increased concentration of carbon monoxide occurs in the combustion zone due to the high temperatures, even with excess air, since carbon dioxide (CO 2 ) dissociates into carbon monoxide (CO) at high temperatures.
  • the air to fuel ratio LBV significantly affects the CO emission. At rich equivalence ratios, there is too little oxygen for the carbon monoxide to be completely oxidized to carbon dioxide. Very lean mixture ratios result in low temperatures in the combustion zone. If the residence time of the mixture in the combustion zone is insufficient to complete the oxidation of carbon monoxide, CO emissions will increase.
  • the fuel preparation also influences the CO emissions.
  • Liquid fuel usually enters the combustion zone in the form of small, finely divided droplets. Before the hydrocarbons can oxidize, they must vaporize and mix with the air. The larger the injected droplets, the longer the evaporation takes. In addition, areas with a very high fuel concentration are formed around the droplets, so that rich combustion takes place locally. Thus, large fuel droplets also lead to increased CO emissions.
  • Nitrogen oxides are all compounds of nitrogen with oxygen.
  • the three most important factors influencing the formation of thermal nitrogen oxides are the temperature, the residence time of the mixture at the high temperatures and the equivalence ratio. Temperature has the greatest influence on the formation of thermal nitrogen oxides. At combustion temperatures of over 1900 K, the rate of formation of nitrogen oxide increases sharply. The longer the mixture stays in the combustion zone and the larger the area of high temperature, the greater the nitrogen oxide emissions.
  • the equivalence ratio also affects the NO x emissions. She's with one slightly lean mixture highest. This is due to the overlapping of two effects: On the one hand, the formation of nitrogen oxides requires oxygen. The leaner the mixture, the more oxygen is available. The other effect comes from the relationship between the equivalence ratio and the combustion temperature. The highest temperatures occur with slightly rich combustion. All of this means that the maximum formation of nitrogen oxides is achieved with slightly lean combustion.
  • nitrogen oxides are formed by combustion radicals.
  • the CH radicals required for these reactions occur more frequently in fuel-rich combustion zones.
  • nitrogen oxides are formed via the so-called dinitrogen mechanism.
  • Carbon black (C) is a solid composed largely of carbon. Soot is formed when kerosene and air are burned at pressures above 6 bar and at rich mixtures with equivalence ratios above 1.3.
  • Combustion in an aircraft engine must be stable even under widely varying combustion chamber inlet conditions.
  • the most important stationary operating states of a Aircraft engines are take-off, cruising at high altitude (cruise), idling in flight (flight idle) and idling on the ground (ground idle). In conventional engines, these operating conditions affect the combustion chamber parameters.
  • the inlet pressure into the combustion chamber varies by a factor of about 10, the fuel mass flow by a factor of about 20, and the inlet temperature and the global mixing ratio by a factor of about 2.
  • the mixture in the combustion chamber is significantly leaner and the combustion chamber pressure and the combustion chamber inlet temperature also decrease. This reduces the distance to the lean extinction limit.
  • RQL Rich Quench Lean
  • LPI Lean Premixed Prevapourized
  • LP Combustion Lean Premixed
  • Staged combustion mostly fuel staged.
  • Proposed combustion system of a turbomachine for an aircraft engine which comprises a compressor, a combustor, a turbine, a heat exchanger arranged downstream of the turbine and a fuel processing system, with the following steps: a) generating steam in the heat exchanger, b) supplying steam into a mixing chamber of the fuel processing system, c) supplying fuel into the Mixing chamber of the fuel processing system, d) forming a vapor/fuel mixture in the mixing chamber, and e) feeding the vapor/fuel mixture into a combustion chamber of the turbomachine.
  • Such a turbomachine for an aircraft drive has a compressor, a combustion chamber and a turbine.
  • air is compressed in a compressor, mixed with fuel in a combustor, and ignited to drive a turbine.
  • the proposed turbomachine also has a heat exchanger arranged downstream of the turbine, in which in step a) of the proposed method, in particular water extracted from the exhaust gas of the turbomachine is generated using the exhaust gas energy steam.
  • the turbomachine has a fuel preparation system for preparing the fuel before it is burned in the combustion chamber.
  • step b) of the proposed method at least part of the steam generated in the heat exchanger is conducted, in particular via a steam line or steam supply, into a mixing chamber of the fuel processing system.
  • step c) fuel is fed into the mixing chamber of the fuel processing system and thus into the vapor introduced there, with the fuel evaporating. From the steam and the fuel, a steam/fuel mixture is then formed in step d) in the mixing chamber, which is finally fed to a combustion chamber of the turbomachine in step e).
  • the fuel is advantageously vaporized in a mixing chamber that is spatially separate from the combustion chamber and is only fed into the combustion chamber of the turbomachine after a vapor/fuel mixture has formed.
  • a mixing chamber that is spatially separate from the combustion chamber and is only fed into the combustion chamber of the turbomachine after a vapor/fuel mixture has formed.
  • the proposed method enables a homogeneous distribution of the fuel in the steam and thus forms a basis for stable and homogeneous combustion in the combustion chamber, which also results in an increase in the efficiency of the turbomachine.
  • a further advantage of using hot vapor to vaporize liquid fuel is that there is no risk of auto-ignition or flashback from the combustion chamber as there is no oxygen present in the vapour/fuel mixture.
  • superheated steam is generated from the exhaust gas energy in the turbine in the heat exchanger.
  • Superheated steam has a high energy density, so that unwanted condensation of the evaporated water in the area of the fuel processing system until the fuel contained in the steam/fuel mixture is burned is avoided.
  • a directed flow is formed in step b) in the steam when it is fed into the mixing chamber.
  • the directed flow can be produced by means of a swirl generator arranged at the inlet of the mixing chamber, in which the steam is set in rotation and then enters a mixing chamber of the fuel processing system with the flow formed in the process.
  • the fuel is finely atomized in step c) and introduced into the directed steam flow.
  • the vaporization of the fuel is improved by the atomization, so that the formation of a homogeneous vapour/fuel mixture is further supported.
  • the fuel is completely vaporized when it exits the mixing chamber. Accordingly, when the steam/fuel mixture exits the mixing chamber, the fuel is only present in gaseous form, as a result of which the steam/fuel mixture has favorable properties for clean combustion of the fuel in the combustion chamber.
  • steam generated in the heat exchanger is also introduced into a combustion chamber exterior.
  • the remaining space inside the combustion chamber housing and outside of a flame tube or the combustion chamber is referred to as the combustion chamber exterior, with the steam being introduced into the combustion chamber exterior in particular upstream of the flame tube and an injection device.
  • a portion of the steam generated in the heat exchanger is available for this purpose, which is not required to form the steam/fuel mixture in the mixing chamber of the fuel processing system. In this way, the steam content in the combustion zone can be made variable.
  • steam generated in the heat exchanger is mixed in a diffuser with the air conveyed by the compressor.
  • a homogeneous mixture of the combustion air with the steam and consequently also with the steam/fuel mixture fed to it can be achieved.
  • a portion of the steam generated in the heat exchanger is also available for this purpose, which is not required to form the steam/fuel mixture in the mixing chamber of the fuel processing system.
  • an air and/or vapor mixture is fed to the combustion chamber, in which a directed flow is formed particularly when it is fed into the combustion chamber, with the gaseous fuel-vapor mixture being introduced from the mixing chamber into this directed flow.
  • the formation of the directed flow in the air and/or steam mixture results in a largely homogeneous mixture of this mixture, to which a largely homogeneously premixed steam/fuel mixture is additionally supplied in the combustion chamber.
  • the formation of a directed flow results in additional mixing, so that there is a mixture in the combustion chamber is present with an advantageously homogeneous distribution of the components, as a result of which clean combustion can be achieved.
  • the directed flow achieves a stabilization of the flame.
  • the directed flow can also be designed as a jet flow.
  • the fuel processing system has at least two mixing chambers in which steam/fuel mixtures with different mixing ratios are formed, with different flows being formed in at least two regions of the combustion chamber, into which one of the steam/fuel mixtures is introduced in each case.
  • a stepped combustion chamber with two combustion zones can be formed with the method.
  • a pilot combustion zone is formed in which sufficient combustion energy is released at low load requirements such as idling, and a main combustion zone that can be switched on at higher load levels.
  • a turbomachine for an aircraft engine with a combustion system which has a compressor, a combustion chamber and a turbine as well as a heat exchanger for steam generation arranged downstream of the turbine.
  • the turbomachine has a fuel processing system connected to the combustion chamber for producing a vapor/fuel mixture for feeding into the combustion chamber.
  • turbomachine is designed in such a way that it can be used to carry out one or more method steps of the previously described method for operating a combustion system of a turbomachine.
  • the proposed turbomachine has a fuel preparation system connected to the combustion chamber for producing a vapor/fuel mixture for feeding into the combustion chamber.
  • the fuel vaporizes in a mixing chamber that is spatially separate from the combustion chamber and is only fed into the combustion chamber of the turbomachine after it has formed and in the form of a vapour/fuel mixture.
  • This enables a homogeneous distribution of the fuel in the steam and a stable and homogeneous combustion in the combustion chamber, which on the one hand results in an increase in the efficiency of the turbomachine and on the other hand reduces the risk of self-ignition or flashback from the combustion chamber, since there is no oxygen is available.
  • At least one flow generator for generating a directed flow in the steam introduced is arranged at the steam inlet of the mixing chamber.
  • the fuel in the mixing chamber can be supplied to a vapor that flows in a directed and, in particular, stable manner, as a result of which homogeneous vaporization and mixing of the fuel with the vapor can be achieved.
  • the flow generator can be designed as a swirl generator, which causes the steam to rotate when it enters the mixing chamber.
  • One embodiment of the turbomachine has a steam supply device which is set up to supply steam from the heat exchanger to the mixing chamber of the fuel processing system and/or to the exterior of the combustion chamber.
  • the steam supply device can in particular be set up in such a way that the amount of steam which is supplied to the fuel processing system and/or the combustion chamber exterior can be metered in order to supply the required amount of steam from the heat exchanger to them.
  • a separate steam generator can optionally be provided for the amount of steam that is routed to the fuel processing system, in order to ensure that the fuel processing system is supplied with sufficient steam.
  • the steam supply device is set up to conduct steam further downstream to a diffuser arranged at the combustion chamber inlet and/or to the exterior of the combustion chamber, in particular in the region of the combustion chamber outlet.
  • the distribution of the steam quantities at the steam branch is selected in particular in such a way that a quantity of steam introduced upstream of the combustion chamber, for example into a diffuser, together with the quantity of steam from the fuel processing system in the combustion zone with a precisely defined and, in particular, slightly rich equivalence ratio, has a temperature favorable for low emissions (e.g. 1900 K at full load).
  • the homogeneously distributed steam with its high heat capacity acts as a thermal load, which means that temperature peaks can be avoided.
  • the residence time of the combustion gases in the combustion zone can be selected so long that the emissions of CO, UHC and soot can be kept low.
  • One embodiment of the turbo machine has a steam manifold between the steam supply device to the mixing chamber of the fuel processing system and the steam supply device to the combustion chamber exterior.
  • the steam generated in the heat exchanger can be supplied to various devices of the turbomachine by means of the steam branch.
  • different amounts of steam can be introduced into the exterior of the combustion chamber, in particular upstream of the combustion chamber or flame tube and the injection device.
  • a control valve can optionally be provided for the steam branch. In this way, the distribution of the steam mass flows and thus the steam content in the combustion zone can be varied.
  • One embodiment of the turbomachine has a check valve arranged between the combustion chamber exterior and the mixing chamber for supplying air from the combustion chamber exterior to the fuel processing system.
  • Such a non-return valve is particularly advantageous during operation of the turbomachine at operating points at which steam is not yet available (e.g. at startup).
  • air can be conducted from the outside of the combustion chamber into the fuel preparation system via the check valve, as a result of which the fuel is premixed with air. Due to the low pressure and low air temperature at such operating points, there is also no risk of self-ignition in the mixing chamber. Flashback from the combustion chamber into the mixing chamber is also not possible as long as the exit velocity from the fuel nozzle is higher than the flame propagation velocity.
  • One embodiment of the turbomachine has at least one injection device arranged at the entry into the combustion chamber, which has at least one flow generator for generating a directed flow in the steam/fuel mixture that is introduced.
  • a flow generator By using a flow generator, a very homogeneous distribution of all mixture components in the combustion chamber is achieved in order to achieve low-emission combustion.
  • Particularly effective combustion areas can be defined by different directions of flow, in particular a pilot combustion zone and a main combustion zone of the combustion.
  • the injection device has at least two concentrically arranged flow generators.
  • at least two flow fields are formed, in particular concentrically with one another, which can also be supplied with different amounts of fuel, for example.
  • Different combustion areas can be provided in the combustion chamber in order to achieve optimum efficiency with particularly clean combustion.
  • At least one flow generator can be designed as a so-called swirl generator, which forms a flow field that is in particular approximately in the shape of a cylinder jacket.
  • at least two directed flows can be formed, which are arranged concentrically to one another in the combustion chamber, such as for example, particularly effectively defined combustion areas for the pilot combustion zone and for the main combustion zone.
  • the distribution of the steam quantities is selected in such a way that the steam quantity introduced in particular upstream of the combustion chamber together with the steam quantity from the fuel processing system in the combustion zone with a defined (slightly rich) equivalence ratio achieve a temperature favorable for low emissions (e.g. 1900 K at full load). reached.
  • the homogeneously distributed steam with its high heat capacity acts as a thermal load, which avoids temperature peaks.
  • the residence time of the combustion gases in the combustion zone can be chosen so long that the emissions of CO, UHC and soot are also kept very low with this combustion concept.
  • the water vapor conducted further downstream into the combustion chamber exterior increases the vapor concentration there.
  • the mass flows for cooling the combustion chamber, for adjusting the radial temperature distribution at the combustion chamber outlet and for cooling the high-pressure turbine are taken from this area. Because of the higher thermal capacity of the cooling medium, the cooling mass flow can also be reduced. As a positive side effect, more oxygen is then available for combustion.
  • No/ little prompt NOx prevention of the formation of CH radicals, as no rich mixture is generated.
  • the global equivalence ratio is slightly lean ((
  • a lean mixture ratio can result at part load. This can lead to lean blowout and poor ignition and reignition characteristics. To prevent this, the mixture ratio in the combustion zone must be adjusted to the load.
  • the steam supply to the outside of the combustion chamber can be reduced or shut off in a version with a control or shut-off valve. More fuel then has to be injected for the same power because the mass throughput is reduced. This indirectly shifts the equivalence ratio in the combustion zone to higher values (e.g. c idie > 0.6), increasing the distance to the extinction limits. Even at these low load levels, the fuel can be evaporated with steam using the fuel processing system, since the exhaust gas temperature and thus the temperature of the steam generated is high. A configuration with an additional heat exchanger is advantageous for this.
  • the equivalence ratio can be shifted to higher values by adjusting the amount of steam up to completely shutting off the steam supply at low partial load points and the risk of extinguishing can be reduced, but not eliminated. Therefore, a well-known stepped combustion chamber with two combustion zones can be used in this concept. Such a staged combustion chamber typically has a pilot combustion zone, which releases sufficient combustion energy at low load requirements such as idling and has a main combustion zone that can be switched on at higher load levels.
  • these fuels In order to burn these fuels in an engine combustion chamber, they may have to be converted from the cryogenic state to the gaseous state in a heat exchanger.
  • the fuel can be used as a heat sink for a wide variety of tasks, such as cooling engine oil or electronic components, using the WET concept to condense water out of the exhaust gas, or similar.
  • Some of these fuels have special properties: For example, when hydrogen is burned due to its high reactivity and high burning rate, problems arise with regard to a stable flame position and the risk of flashback up to the stabilization of the reaction at the injection device. Due to the high combustion temperature, there is also a risk of NOx formation when burning hydrogen.
  • the proposed combustion system can also be used advantageously for these fuels.
  • the fuel is then fed into the fuel processing system in gaseous form. Only mixing with steam takes place in the mixing chamber.
  • the admixing of steam reduces in particular the reactivity and the burning rate of hydrogen, as a result of which the combustion problems described are improved.
  • a very homogeneous distribution of air, fuel and steam is achieved by admixing the air/steam mixture at the combustion chamber inlet.
  • the combustion temperature can be controlled very well and the formation of nitrogen oxides (NO X ) can be minimized.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an exemplary turbomachine according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a further exemplary turbomachine according to the invention
  • FIG. 3 shows a schematic representation of an exemplary entry area of a combustion chamber of a further exemplary turbomachine
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a flowchart of an exemplary method according to the invention for operating a combustion system of a turbomachine.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of an exemplary turbomachine 1 according to the invention for an aircraft drive with a combustion system 2, a compressor 11, a combustion chamber 4, a turbine 15, a heat exchanger 16, 17 arranged downstream of the turbine 15 and a fuel processing system 3. Downstream of the turbine 15 a heat exchanger 17 is arranged. With the exhaust gas energy from the turbine 15 superheated steam is generated in the heat exchanger 16, 17. The steam is conducted to a steam branch 21 via the steam supply device 20 . There, a partial quantity of the steam is fed into a fuel preparation system 3 with the steam feed device 23 . The steam is set in rotation by a flow generator 31 and reaches a mixing chamber 33. The fuel nozzle 32 injects finely atomized liquid fuel into the directed flow.
  • the fuel is vaporized spatially separately from the combustion.
  • the volume and the flow length of the mixing chamber 33 are selected in such a way that, depending on the selected quantity of steam, the steam and fuel temperature, the fuel at the outlet of the mixing chamber 33 is as completely vaporized as possible.
  • a separate steam generator 16 is provided for the amount of steam that is sent to the fuel processing system 3.
  • the steam branch 21 can be omitted.
  • the amounts of steam can be adjusted via feed water pumps 18, 19.
  • the remaining amount of steam is introduced into the combustion chamber exterior 40 with the steam supply 22 .
  • This is the space remaining inside the combustion chamber housing 13 , 14 and outside the combustion chamber wall 42 .
  • a partial quantity of the steam is introduced into the outer space 40 of the combustion chamber with the steam supply 25 upstream of the combustion chamber wall 42 and the injection device 41 .
  • the vapor can also be mixed in the diffuser 12 with the air conveyed by the compressor 11 .
  • the remaining steam from the steam supply 22 is introduced further downstream near the combustion chamber outlet, with the steam supply 26 into the combustion chamber exterior 40 .
  • the supply of steam to the combustion chamber exterior 40 can be reduced or switched off for low partial load points (idle on the ground or idling in flight).
  • a control valve (not shown) can also be provided for the steam branch 24, by means of which the distribution of the steam mass flows and thus the steam content in the combustion zone can be configured variably.
  • Air can be conducted from the combustion chamber exterior 40 into the fuel processing system 3 via a non-return valve 34 in order to premix the fuel with air at operating points at which no steam is available.
  • the air/steam mixture from the combustion chamber exterior 40 is rotated by a flow generator 44, which is designed as a swirl generator in the exemplary embodiment.
  • the gaseous fuel/steam mixture from the mixing chamber 33 is then introduced into the directed flow. Since the two partial flows are each well premixed, the additional mixing in the injection device 41 creates a mixture with a very homogeneous distribution of the components (fuel, air, steam).
  • the mixing can take place with several concentrically arranged flow generators, in particular in the form of swirl generators (see FIG. 3).
  • the directed flow can create a recirculation area that stabilizes the flame.
  • the backflowing hot combustion gases supply combustion radicals and the energy required for continuous ignition to the inflowing mixture. This enables rapid and complete combustion with a precisely controllable peak temperature.
  • the system can also be used, for example, with a jet-stabilized flame (not shown).
  • the distribution of the amounts of steam at the steam branch 24 is selected, for example, so that the amount of steam introduced with the steam supply device 25 upstream of the combustion chamber 4 (e.g. in the diffuser 12) together with the amount of steam from the fuel processing system 3 in the combustion zone 43 with a precisely defined (slightly rich) equivalence ratio has reached a temperature favorable for low emissions (e.g. 1900 K at full load).
  • the water vapor that is conducted further downstream into the combustion chamber exterior 40 increases the concentration of the water vapor there.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a further exemplary turbomachine 1 according to the invention with a stepped combustion chamber which has two combustion zones.
  • the stepped combustion chamber 4 has a pilot combustion zone 48 which releases sufficient combustion energy at low load requirements such as idling. Furthermore, the combustion chamber 4 has a main combustion zone 49 which can be switched on at higher load levels.
  • fuel grading ensures that for part of the combustion in the pilot combustion zone 48 an equivalence ratio that is largely independent of the load state is achieved.
  • An internally staged injector 41 is shown by way of example, in which the pilot 48 and the main combustion zone 49 are arranged concentrically. Defined combustion areas for the pilot combustion zone 48 and for the main combustion zone 49 result from the different swirl of the air.
  • a slightly rich to stoichiometric equivalence ratio is also aimed for at full load, which becomes leaner and leaner with decreasing power requirement up to the point where the main zone is completely switched off.
  • the fuel for the central pilot combustion zone 48 and the main combustion zone 49 is pre-vaporized with steam.
  • An advantage of this combustion concept is the consistently slightly rich pilot combustion zone 48, which ensures stable combustion and great safety compared to the extinction limits. With this concept, the emissions from the combustion in the pilot combustion zone 48 can be controlled just as well as those in the main combustion zone 49 due to the fuel pre-evaporation.
  • FIG. 2 the fuel processing system 3 for the pilot combustion zone 48 with the mixing chamber 37 with a flow generator 35 is shown.
  • An even better atomization can be achieved if, as shown in the fuel processing system 3 for the main combustion zone 49, the fuel at the end of a film layer 39 reaches the shearing layer of two oppositely directed flows.
  • the mixing chambers 33 and 37 shown in FIGS. 1 and 2 with the flow generators 31 and 35 and the fuel nozzles 32 and 36 are each assigned to an injection device 41 there. It is also conceivable that a mixing chamber 33, 37 is assigned to several or all injection devices 41. However, the implementation of a pilot combustion and main combustion stage 48, 49 can also be combined with the present idea in other variants, for example by separate flow generators 35 as in so-called dual annular combustor (DAC) designs.
  • DAC dual annular combustor
  • FIG. 3 shows a schematic representation of an exemplary entry area into a combustion chamber 3 of a further exemplary turbomachine 1.
  • An injection device 41 is arranged in the entry area of combustion chamber 3, in which three flow generators 44a, 44b are arranged.
  • a fuel/steam mixture is introduced into each individual directed flow formed by a flow generator 44a, 44b.
  • a very homogeneous distribution of all mixture components is achieved in order to achieve low-emission combustion. Due to the differently designed flows, particularly effectively defined combustion areas for the pilot combustion zone 48 and for the main combustion zone 49 can be achieved.
  • Fig. 4 shows a schematic representation of a flowchart of an exemplary method according to the invention for operating a combustion system 2 of a turbomachine 1 for an aircraft engine with a compressor 11, a combustion chamber 4, a turbine 15, a heat exchanger 17 arranged downstream of the turbine 15 and a Fuel processing system 3.
  • a first step a steam is generated in the heat exchanger 17, and in step b), steam generated in the heat exchanger 17 is fed into a mixing chamber 33, 37 of the fuel processing system 3.
  • the mixing chamber 33, 37 is also supplied with fuel.
  • a step d) a vapor/fuel mixture is formed in the mixing chamber 33, 37.
  • the steam/fuel mixture is fed into a combustion chamber 4 of the turbomachine 1 .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungssystems (2) einer Strömungsmaschine (1) für einen Flugantrieb mit einem Verdichter (11), einem Brennraum (4), einer Turbine (15), einem stromabwärts der Turbine (15) angeordneten Wärmetauscher (16, 17) und einem Brennstoffaufbereitungssystem (3). Bei dem Verfahren wird im Wärmetauscher (17) Dampf erzeugt und in eine Mischkammer (33, 37) des Brennstoffaufbereitungssystems (3) geführt, welcher ferner Brennstoff zugeführt wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Strömungsmaschine (1) mit einem Verbrennungssystem (2) insbesondere zur Anwendung des Verfahrens.

Description

Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungssystems einer Strömungsmaschine fiir einen Flugantrieb sowie Strömungsmaschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungs systems einer Strömungsmaschine für einen Flugantrieb mit einem Verdichter, einem Brennraum, einer Turbine, einem stromabwärts der Turbine angeordneten Wärmetauscher und einem Brennstoffaufbereitungssystem sowie eine zum Durchführen des Verfahrens geeignete Strömungsmaschine .
Strömungsmaschinen für Flugantriebe werden zurzeit ausschließlich mit fossilen Brennstoffen wie Kerosin betrieben, bei deren Verbrennung die Umwelt belastende Schadstoffe entstehen. Aus WO 2019/223823 Al ist ein Flugzeugantriebssystem bekannt, das aufgrund seiner Konzeption das Potential zur Reduzierung von umweit- bzw. klimaschädlichen Emissionen aufweist. Das Antriebssystem vereint einen Gasturbinenkreisprozess mit einem Dampfturbinenprozess in einer Maschine. In einem stromabwärts der Turbine angeordneten Dampferzeuger wird mittels Abgasenergie Dampf erzeugt, der dann im Bereich der Brennkammer der Maschine zugeführt wird. Der durch die Dampfzugabe höhere Massenstrom in der Turbine bewirkt eine Leistungssteigerung, und durch die Wärmerückgewinnung wird der thermische Wirkungsgrad der Strömungsmaschine verbessert.
Solche neuen Antriebskonzepte sind für den Einsatz vieler Kraftstoffe geeignet. So kann neben Kerosin beispielsweise auch Sustainable Aviation Fuel (SAF), Wasserstoff (LH2), Erdgas (LNG) oder Methan (CH4) verbannt werden. Da eine kurzfristige Umstellung auf alternative Kraftstoffe in großem Maßstab nicht zu erwarten ist, scheint es sinnvoll Strömungsmaschinen für die Verwendung von flüssigem Kerosin vorzusehen und die Umweltwirkung des Flugverkehrs zu verbessern. Durch einen höheren thermischen Wirkungsgrad können CO? Emissionen reduziert werden und durch eine Wasserabscheidung aus dem Abgas die Bildung von klimarelevanten Kondensstreifen vermieden oder zumindest reduziert werden. Durch das Einspritzen von Wasserdampf in die Brennkammer können Temperaturspitzen vermieden und damit die Entstehung von Stickoxiden (NOX) verringert werden, wobei auch die Bildung weiterer Schadstoffe wie Kohlenmonoxid (CO), unverbrannte Kohlenwasserstoffe (UHC) und Ruß (C) möglichst reduziert werden soll. Dies erfordert eine an die spezifischen Eigenschaften des Arbeitsmediums angepasste Auslegung. Zudem bietet Wasserdampf neue Möglichkeiten der Brennstoffaufbereitung und damit ein neues Konzept für eine schadstoffarme Verbrennung in einer Strömungsmaschine.
Zum besseren Verständnis der Erfindung werden einleitend die Verbrennung und die Schadstoffbildung in einer konventionellen Brennkammer sowie Maßnahmen zur Verringerung von Emissionen kurz erläutert:
Für eine stöchiometrische Verbrennung von Kerosin ist ein auf die Massen bezogenes Luft- Brennstoff- Verhältnis LBVstöch = 14,63 erforderlich. Um Verbrennungsbedingungen zu charakterisieren wird oft auch das sogenannte Äquivalenzverhältnis (|) verwendet:
Bei idealer stöchiometrischer Verbrennung von Kerosin mit Luft entstehen nur Kohlendioxid (CO2) und Wasser (H2O). Bei der realen Verbrennung von Kerosin findet die Umsetzung nicht in einem Schritt statt, sondern die Oxidation des Brennstoffs erfolgt in mehreren Zwischenstufen. Wird zum Beispiel die Verbrennung durch schnelle Abkühlung, Inhomogenitäten in der Gemischverteilung oder durch andere Vorgänge vorzeitig abgebrochen, so können Zwischenprodukte der Verbrennung im Abgas vorhanden sein. Auch durch hohe Temperaturen kommt es bei der Verbrennung zu Nebenreaktionen. Somit sind bei der realen Verbrennung zusätzlich zu Kohlendioxid und Wasser weitere Produkte, insbesondere Schadstoffe, im Abgas zu finden. Die wesentlichen sind: Kohlenmonoxid (CO), unverbrannte Kohlenwasserstoffe (UHC), Ruß (C) und Stickoxide (NOx).
Kohlenmonoxid (CO) ist im Abgas enthalten, wenn der im Brennstoff enthaltene Kohlenstoff nicht vollständig oxidiert. Dies kann durch Sauerstoffmangel, eine unzureichende Mischung des Brennstoffs mit der Verbrennungsluft, eine zu geringe Verweilzeit in der Verbrennungszone oder durch eine zu schnelle Abkühlung des Gemischs in der Brennkammer entstehen. In der Verbrennungszone tritt durch die hohen Temperaturen selbst bei Luftüberschuss eine erhöhte Konzentration von Kohlenmonoxid auf, da Kohlendioxid (CO2) bei hohen Temperaturen zu Kohlenmonoxid (CO) dissoziiert. Das Verhältnis von Luft zu Brennstoff LBV beeinflusst die CO-Emission erheblich. Bei fetten Äquivalenzverhältnissen ist zu wenig Sauerstoff vorhanden, so dass das Kohlenmonoxid nicht vollständig zu Kohlendioxid oxidiert werden kann. Bei sehr mageren Mischungsverhältnissen ergeben sich niedrige Temperaturen in der Verbrennungszone. Wenn die Verweilzeit des Gemischs in der Verbrennungszone nicht ausreicht, um die Oxidation von Kohlenmonoxid abzuschließen, kommt es zu erhöhten CO-Emissionen.
Auch die Brennstoffaufbereitung beeinflusst die CO-Emission. Flüssiger Brennstoff gelangt meist in Form von kleinen, fein verteilten Tröpfchen in die Verbrennungszone. Bevor die Kohlenwasserstoffe oxidieren können, müssen sie verdampfen und sich mit der Luft vermischen. Je größer die eingespritzten Tröpfchen sind, desto länger dauert die Verdampfung. Außerdem entstehen um die Tröpfchen herum Bereiche mit sehr hoher Brennstoffkonzentration, so dass lokal eine fette Verbrennung stattfindet. Somit führen große Brennstofftröpfchen ebenfalls zu erhöhter CO-Emission.
Als unverbrannte Kohlenwasserstoffe (UHC) werden die flüssigen oder dampfförmigen Reste des Brennstoffs und die aus dem Brennstoff durch Spaltung entstandenen kurzkettigen Kohlenwasserstoffe im Abgas zusammengefasst. Auch die Emission von unverbrannten Kohlenwasserstoffen ist auf eine unvollständige Verbrennung zurückzuführen. Ursachen dafür sind, ähnlich wie bei der Bildung von Kohlenmonoxid (CO), eine unzureichende Brennstoffaufbereitung, eine zu kurze Verweilzeit des Gemischs in der Verbrennungszone und eine zu schnelle Abkühlung des Gemischs an den Brennkammerwänden oder durch Kühlluftzufuhr.
Als Stickoxide (NOx) werden alle Verbindungen von Stickstoff mit Sauerstoff zusammengefasst. Die drei wichtigsten Einflussfaktoren für die Bildung von thermischem Stickoxiden (NOX) sind dabei die Temperatur, die Verweilzeit des Gemischs bei den hohen Temperaturen und das Äquivalenzverhältnis. Die Temperatur hat den größten Einfluss auf die Bildung thermischer Stickoxide. Bei Verbrennungstemperaturen von über 1900 K steigt die Bildungsrate von Stickoxid stark an. Je länger sich das Gemisch in der Verbrennungszone aufhält und je größer der Bereich mit hoher Temperatur ist, desto größer sind die Stickoxid- Emissionen. Auch das Äquivalenzverhältnis beeinflusst die NOx-Emissionen. Sie ist bei einem leicht mageren Gemisch am höchsten. Dies entsteht durch die Überlagerung von zwei Effekten: Zum einen benötigt die Stickoxidbildung Sauerstoff. Je magerer das Gemisch ist, desto mehr Sauerstoff steht zur Verfügung. Der andere Effekt ergibt sich aus dem Zusammenhang zwischen dem Äquivalenzverhältnis und der Verbrennungstemperatur. Bei leicht fetter Verbrennung treten die höchsten Temperaturen auf. Zusammen ergibt sich daraus, dass das Maximum der Bildung von Stickoxiden bei leicht magerer Verbrennung erreicht wird.
Bei niedrigeren Temperaturen entsteht Prompt-NOx. Bei diesen Reaktionsmechanismus werden Stickoxide durch Verbrennungsradikale gebildet. Die für diese Reaktionen benötigten CH- Radikale treten verstärkt in brennstoffreichen Verbrennungszonen auf. Bei niedrigen Verbrennungstemperaturen und magerer Vorvermischung entstehen Stickoxide über den sogenannten Distickstoff-Mechanismus.
Ruß (C) ist ein Feststoff, der zu einem großen Teil aus Kohlenstoff besteht. Ruß wird bei Verbrennung von Kerosin und Luft bei Drücken über 6 bar und bei fetten Gemischen mit Äquivalenzverhältnissen über 1,3 gebildet.
Das Streben nach geringerem Brennstoffverbrauch und damit geringeren CO2-Emissionen wird durch Kreisprozesse mit höheren Temperaturen und Druckverhältnissen erzielt. Beides führt aber zu höherem Ausstoß von Stickoxiden. Einen sehr großen Einfluss auf die Schadstoffemission hat die Verbrennungstemperatur. Lim den Schadstoffausstoß gering zu halten, ergibt sich für die anzustrebende Verbrennungstemperatur ein Konflikt. Lim die CO-Emissionen und die sich ähnlich verhaltenden LTHC -Emissionen zu reduzieren, sind eine hohe Verbrennungstemperatur und eine hohe Verweildauer erwünscht. Beides fördert aber die Stickoxid -Bildung. Nur in einem mittleren Temperaturbereich sind alle Schadstoffemissionen relativ niedrig, so dass dieser Temperaturbereich anzustreben ist. Die Verbrennungstemperatur wird bei konventionellen Gasturbinen durch die Brennkammereintrittstemperatur und durch das Äquivalenzverhältnis in der Primärzone bestimmt. Die gewünschten mittleren Verbrennungstemperaturen lassen sich entweder über ein mageres oder über ein fettes Äquivalenzverhältnis erreichen.
Die Verbrennung in einem Flugtriebwerk muss auch unter stark variierenden Brennkammereintrittsbedingungen stabil ablaufen. Die wichtigsten stationären Betriebszustände eines Flugtriebwerks sind Start (Take-Off), Reiseflug in großer Höhe (Cruise), Leerlauf im Flug (Flight Idle) und Leerlauf am Boden (Ground Idle). Bei konventionellen Triebwerken haben diese Betriebszustände Auswirkungen auf die Brennkammerparameter. Im Vergleich zum Startfall variiert der Eintrittsdruck in die Brennkammer etwa um den Faktor 10, der Brennstoffmassenstrom etwa um den Faktor 20, und die Eintrittstemperatur und das globale Mischungsverhältnis etwa um den Faktor 2. So wird beispielsweise beim Übergang vom Reiseflug in den Sinkflug das Gemisch in der Brennkammer deutlich magerer und zusätzlich nimmt der Brennkammerdruck und die Brennkammereintrittstemperatur ab. Dadurch verringert sich der Abstand zur Magerverlöschgrenze.
In der Vergangenheit wurden für stationäre Gasturbinen und Fluggasturbinen viele Konzepte für eine schadstoffarme Verbrennung entwickelt. Dabei werden unterschiedliche Maßnahmen ergriffen, die alle das Ziel haben, hohe Spitzentemperaturen und die damit einhergehende Stickoxidbildung zu vermeiden und gleichzeitig die Emission von Kohlenmonoxid und unverbrannten Kohlenwasserstoffen gering zu halten.
Die wichtigsten sind:
Fett-Mager- Verbrennung (Rich Quench Lean, RQL) Magere Direkteinspritzung (Lean Direct Injection, LDI) Mager vorgemischte vorverdampfte Verbrennung (Lean Premixed Prevapourized, LPP) Mager vorgemischte Verbrennung (Lean Premixed, LP) Gestufte Verbrennung (meist brennstoffge stuft).
Hiervon ausgehend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungs systems einer Strömungsmaschine für einen Flugantrieb sowie eine Strömungsmaschine vorzuschlagen, welche geringe Schadstoffemissionen in Verbindung mit einer stabilen und zuverlässigen Verbrennung ermöglichen. Dies wird erfindungsgemäß durch die Lehre der unabhängigen Ansprüche erreicht. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Zur Lösung der Aufgabe wird in einem ersten Aspekt ein Verfahren zum Betreiben eines
Verbrennungssystems einer Strömungsmaschine für einen Flugantrieb vorgeschlagen, welche einen Verdichter, einen Brennraum, eine Turbine, einen stromabwärts der Turbine angeordneten Wärmetauscher und ein Brennstoffaufbereitungssystem aufweist, mit folgenden Schritten: a) Erzeugen von Dampf im Wärmetauscher, b) Zuführen von Dampf in eine Mischkammer des Brennstoffaufbereitungssystems, c) Zuführen von Brennstoff in die Mischkammer des Brennstoffaufbereitungssystems, d) Bilden eines Dampf-/ Brennstoffgemischs in der Mischkammer, und e) Zuführen des Dampf-/ Brennstoffgemischs in einen Brennraum der Strömungsmaschine .
Eine solche Strömungsmaschine für einen Flugantrieb weist einen Verdichter, einen Brennraum und eine Turbine auf. Während des Betriebs der Strömungsmaschine wird Luft in einem Verdichter komprimiert, in einem Brennraum mit Brennstoff vermischt und gezündet, um eine Turbine anzutreiben. Die vorgeschlagene Strömungsmaschine weist ferner einen stromabwärts der Turbine angeordneten Wärmetauscher auf, in welchem im Schritt a) des vorgeschlagenen Verfahrens insbesondere dem Abgas der Strömungsmaschine entzogenes Wasser mithilfe der Abgasenergie Dampf erzeugt wird. Ferner weist die Strömungsmaschine ein Brennstoffaufbereitungssystem zum Aufbereiten des Brennstoffs vor dessen Verbrennung im Brennraum auf.
Im Schritt b) des vorgeschlagenen Verfahrens wird wenigstens ein Teil des im Wärmetauscher erzeugten Dampfs insbesondere über eine Dampfleitung bzw. Dampfzuführung in eine Mischkammer des Brennstoffaufbereitungssystems geleitet. Im Schritt c) wird Brennstoff in die Mischkammer des Brennstoffaufbereitungssystems und damit in den dort eingebrachten Dampf geführt, wobei der Brennstoff verdampft. Aus dem Dampf und dem Brennstoff wird dann im Schritt d) in der Mischkammer ein Dampf-/ Brennstoffgemisch gebildet, welches schließlich im Schritt e) einem Brennraum der Strömungsmaschine zugeführt wird.
Bei dem vorgeschlagenen Verfahren wird der Brennstoff vorteilhaft in einer räumlich vom Brennraum getrennten Mischkammer verdampft und erst nach der Bildung eines Dampf-/ Brennstoffgemischs in den Brennraum der Strömungsmaschine geführt. Bei einer konventionellen Zuführung von Brennstoff in einen Brennraum entstehen um die verdampfenden Brennstofftröpfchen Bereiche mit unterschiedlichen Äquivalenzverhältnissen. Gelangt ein solches Gemisch mit Tröpfchen in die Verbrennungszone, so reagiert der Brennstoff mit der umgebenden Luft hauptsächlich in den nahe stöchiometrischen Bereichen um die Brennstofftröpfchen herum, was lokal sehr hohe Temperaturen und damit erhöhte NOx-Emissionen begünstigt. Entsprechend ermöglicht das vorgeschlagene Verfahren eine homogene Verteilung des Brennstoffs im Dampf, und bildet damit eine Grundlage für eine stabile und homogene Verbrennung im Brennraum, woraus auch eine Erhöhung des Wirkungsgrads der Strömungsmaschine resultiert. Ferner ergibt sich aus der Verwendung von heißem Dampf zum Verdampfen von flüssigem Brennstoff der Vorteil, dass kein Risiko für eine Selbstzündung oder einen Flammenrückschlag aus dem Brennraum besteht, da im Dampf-/ Brennstoffgemisch kein Sauerstoff vorhanden ist.
Bei einer Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens wird im Wärmetauscher überhitzter Dampf aus der Abgasenergie in der Turbine erzeugt. Überhitzter Dampf weist eine hohe Energiedichte auf, so dass eine unerwünschte Kondensation des verdampften Wassers im Bereich des Brennstoffaufbereitungssystems bis zur Verbrennung des im Dampf-/ Brennstoffgemischs enthaltenen Brennstoffs vermieden wird.
Bei einer Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens wird im Schritt b) im Dampf beim Zuführen in die Mischkammer eine gerichtete Strömung ausgebildet. Beim Zuführen von Brennstoff zu einem eine gerichtete Strömung aufweisenden Dampf, kann eine homogene Verdampfung und Vermischung des Brennstoffs mit dem Dampf erreicht werden. Beispielsweise kann die gerichtete Strömung mittels eines am Eintritt der Mischkammer angeordneten Drallerzeugers hergestellt werden, in welchem der Dampf in Rotation versetzt wird und dann mit der dabei ausgebildeten Strömung in eine Mischkammer des Brennstoffaufbereitungssystems eintritt.
Bei einer Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens wird der Brennstoff im Schritt c) fein zerstäubt und in die gerichtete Dampfströmung eingebracht. Durch das Zerstäuben wird das Verdampfen des Brennstoffs verbessert, so dass die Bildung eines homogenen Dampf-/ Brennstoffgemischs weiter unterstützt wird. Bei einer Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens ist der Brennstoff beim Austritt aus der Mischkammer vollkommen verdampft. Entsprechend liegt der Brennstoff beim Austritt des Dampf-/ Brennstoffgemischs aus der Mischkammer nur noch gasförmig vor, wodurch das Dampf-/ Brennstoffgemisch günstige Eigenschaften für eine saubere Verbrennung des Brennstoffs im Brennraum aufweist.
Bei einer Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens wird im Wärmetauscher erzeugter Dampf auch in einen Brennkammeraußenraum eingebracht. Als Brennkammeraußenraum wird dabei der verbleibende Raum innerhalb des Brennkammergehäuses und außerhalb eines Flammrohres bzw. des Brennraums bezeichnet, wobei der Dampf insbesondere stromaufwärts des Flammrohres und einer Einspritzeinrichtung in den Brennkammeraußenraum eingebracht wird. Hierfür steht insbesondere ein Anteil an im Wärmetauscher erzeugtem Dampf zur Verfügung, welcher nicht zum Bilden des Dampf-/ Brennstoffgemischs in der Mischkammer des Brennstoffaufbereitungssystems erforderlich ist. Auf diese Weise kann der Dampfgehalt in der Verbrennungszone variabel gestaltet werden.
Bei einer Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens wird im Wärmetauscher erzeugter Dampf in einem Diffusor mit der vom Verdichter geförderten Luft vermischt. Hierdurch kann eine homogene Mischung der Verbrennungsluft mit dem Dampf und folglich auch mit dem hierzu geführten Dampf-/ Brennstoffgemisch erreicht werden. Auch hierfür steht insbesondere ein Anteil an im Wärmetauscher erzeugtem Dampf zur Verfügung, welcher nicht zum Bilden des Dampf-/ Brennstoffgemischs in der Mischkammer des Brennstoffaufbereitungssystems erforderlich ist.
Bei einer Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens wird dem Brennraum ein Luft- und/ oder Dampfgemisch zugeführt, in welchem insbesondere bei der Zuführung in den Brennraum eine gerichtete Strömung ausgebildet wird, wobei das gasförmige Brennstoff -Dampfgemisch aus der Mischkammer in diese gerichtete Strömung eingeleitet wird. Durch das Ausbilden der gerichteten Strömung im Luft- und/ oder Dampfgemisch entsteht eine weitgehend homogene Mischung dieses Gemischs, welchem im Brennraum zusätzlich ein weitgehend homogen vorgemischtes Dampf-/ Brennstoffgemisch zugeführt wird. Durch das Ausbilden einer gerichteten Strömung erfolgt eine zusätzliche Vermischung, so dass im Brennraum ein Gemisch mit vorteilhaft homogener Verteilung der Bestandteile vorliegt, wodurch eine saubere Verbrennung erreichbar ist. Durch die gerichtete Strömung wird eine Stabilisierung der Flamme erreicht. Bei der Ausbildung einer Drallströmung kann ein Rezirkulationsgebiet erzeugt werden, das für die Stabilisierung der Flamme sorgt. Die rückströmenden heißen Verbrennungsgase führen dem einströmenden Gemisch Verbrennungsradikale und die für eine kontinuierliche Zündung benötigte Energie zu. Damit ist eine rasche und vollständige Verbrennung mit genau kontrollierbarer Spitzentemperatur möglich. Neben einer Drallströmung kann die gerichtete Strömung auch als Strahlströmung ausgebildet werden.
Bei einer Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens weist das Brennstoffaufbereitungssystem wenigstens zwei Mischkammem auf, in welchen Dampf-/ Brennstoffgemische mit unterschiedlichen Mischungsverhältnis gebildet werden, wobei in wenigstens zwei Bereichen des Brennraums unterschiedliche Strömungen ausgebildet werden, in welche jeweils eines der Dampf-/ Brennstoffgemische eingeleitet wird. Auf diese Weise kann mit dem Verfahren ein gestufter Brennraum mit zwei Verbrennungszonen ausgebildet werden. Dabei wird typischerweise eine Pilotverbrennungszone ausgebildet, in welcher bei niedrigen Lastanforderungen wie Leerlauf ausreichend Verbrennungsenergie freigesetzt wird und eine Hauptverbrennungszone, die bei höheren Laststufen zugeschaltet werden kann. Mittels dem Ausbilden von Dampf-/ Brennstoffgemischen mit unterschiedlichen Mischungsverhältnissen kann für einen Teil der Verbrennung in einer Pilotverbrennungszone ein weitgehend vom Lastzustand unabhängiges Äquivalenzverhältnis erzielt werden.
In einem zweiten Aspekt wird zur Lösung der Aufgabe eine Strömungsmaschine für einen Flugantrieb mit einem Verbrennungs system vorgeschlagen, welche einen Verdichter, einen Brennraum und eine Turbine sowie einen stromabwärts der Turbine angeordneten Wärmetauscher zur Dampferzeugung aufweist. Die Strömungsmaschine weist dabei ein mit dem Brennraum verbundenes Brennstoffaufbereitungssystem zum Herstellen eines Dampf-/ Brennstoffgemischs zum Zuführen in den Brennraum auf.
Insbesondere ist die Strömungsmaschine dabei so ausgebildet, dass mit dieser ein oder mehrere Verfahrensschritte des vorher beschriebenen Verfahrens zum Betreiben eines Verbrennungssystems einer Strömungsmaschine durchführbar sind. Dabei entsprechen die in der vorhergehenden Beschreibung des Verfahrens angegebenen Merkmale und Eigenschaften in deren Funktionalität und Wirkung im allgemeinen auch den nachfolgend beschriebenen Merkmalen und Eigenschaften der Elemente der Strömungsmaschine.
Die vorgeschlagene Strömungsmaschine weist ein mit dem Brennraum verbundenes Brennstoffaufbereitungssystem zum Herstellen eines Dampf-/ Brennstoffgemischs zum Zuführen in den Brennraum auf. Auf diese Weise verdampft der Brennstoff in einer räumlich vom Brennraum getrennten Mischkammer und wird erst nach der Bildung und in Form eines Dampf-/ Brennstoffgemischs in den Brennraum der Strömungsmaschine geführt. Dies ermöglicht eine homogene Verteilung des Brennstoffs im Dampf und eine stabile und homogene Verbrennung im Brennraum, woraus einerseits auch eine Erhöhung des Wirkungsgrads der Strömungsmaschine resultiert und andererseits die Gefahr einer Selbstzündung oder eines Flammenrückschlags aus dem Brennraum reduziert wird, da im Dampf-/ Brennstoffgemisch kein Sauerstoff zur Verfügung steht.
Bei einer Ausführungsform der Strömungsmaschine ist am Dampfeintritt der Mischkammer wenigstens ein Strömungserzeuger zum Erzeugen einer gerichteten Strömung im eingeleiteten Dampf angeordnet. Dadurch kann der Brennstoff in der Mischkammer einem gerichtet und insbesondere stabil strömenden Dampf zugeführt werden, wodurch eine homogene Verdampfung und Vermischung des Brennstoffs mit dem Dampf erreichbar ist. Beispielsweise kann der Strömungserzeuger als Drallerzeuger ausgebildet sein, welcher den Dampf beim Eintritt in die Mischkammer in Rotation versetzt.
Eine Ausführungsform der Strömungsmaschine weist eine Dampfzuführeinrichtung auf, welche eingerichtet ist, Dampf vom Wärmetauscher der Mischkammer des Brennstoffaufbereitungssystem und/ oder dem Brennkammeraußenraum zuzuführen. Die Dampfzuführeinrichtung kann dabei insbesondere so eingerichtet sein, dass damit die Menge an Dampf, welche zum Brennstoffaufbereitungssystem und/ oder dem Brennkammeraußenraum zugeführt wird, dosierbar ist, um diesen die erforderliche Menge an Dampf vom Wärmetauscher zuzuführen. Für die Dampfmenge, die zum Brennstoffaufbereitungssystem geleitet wird, kann optional auch ein eigener Dampferzeuger vorgesehen sein, um die Versorgung des Brennstoffaufbereitungssystems mit ausreichend Dampf zu gewährleisten. Bei einer Ausführungsform der Strömungsmaschine ist die Dampfzuführeinrichtung eingerichtet, Dampf zu einem am Brennkammereintritt angeordneten Diffusor und/ oder zum Brennkammeraußenraum weiter stromabwärts insbesondere im Bereich des Brennkammeraustritts zu führen. Dabei wird die Aufteilung der Dampfmengen an der Dampfverzweigung insbesondere so gewählt, dass eine stromaufwärts des Brennraums beispielsweise in einen Diffusor eingeleitete Dampfmenge zusammen mit der Dampfmenge aus dem Brennstoffaufbereitungssystem in der Verbrennungszone mit einem genau definierten und insbesondere leicht fetten Äquivalenzverhältnis eine für niedrige Emissionen günstige Temperatur (z. B. 1900 K bei Volllast) erreicht. Dabei wirkt der homogen verteilte Dampf mit seiner hohen Wärmekapazität als thermische Last, wodurch Temperaturspitzen vermieden werden können. Ferner kann so die Verweilzeit der Verbrennungsgase in der Verbrennungszone so lang gewählt werden, dass die Emissionen von CO, UHC und Ruß gering gehalten werden können.
Weiterer mit der Dampfzuführung bzw. Dampfleitung stromabwärts in den Brennkammeraußenraum geleiteter Dampf erhöht dort die Konzentration des Wasserdampfs. Aus diesem Bereich werden die Masseströme für die Kühlung des Brennraums, für das Einstellen der radialen Temperaturverteilung am Brennraumaustritt und für die Kühlung der Hochdruckturbine entnommen. Aufgrund der höheren Wärmekapazität des Kühlmediums kann der Kühlmassenstrom reduziert werden, wodurch auch mehr Sauerstoff für die Verbrennung zur Verfügung steht.
Eine Ausführungsform der Strömungsmaschine weist eine Dampfverzweigung zwischen der Dampfzuführeinrichtung zur Mischkammer des Brennstoffaufbereitungssystems und der Dampfzuführeinrichtung zum Brennkammeraußenraum auf. Mittels der Dampfverzweigung kann der im Wärmetauscher erzeugte Wasserdampf verschiedenen Einrichtungen der Strömungsmaschine zugeführt werden. Neben der Zuführung zur Mischkammer können unterschiedliche Dampfmengen insbesondere stromaufwärts des Brennraums bzw. Flammrohres und der Einspritzeinrichtung in den Brennkammeraußenraum eingebracht werden. Insbesondere kann für die Dampfverzweigung optional auch ein Regelventil vorgesehen werden. Damit kann die Aufteilung der Dampfmassenströme und damit der Dampfge halt in der Verbrennungszone variabel gestaltet werden. Eine Ausführungsform der Strömungsmaschine weist ein zwischen dem Brennkammeraußenraum und der Mischkammer angeordnetes Rückschlagventil zum Zuführen von Luft aus dem Brennkammeraußenraum zum Brennstoffaufbereitungssystem auf. Ein solches Rückschlagventil ist insbesondere während des Betriebs der Strömungsmaschine in Betriebspunkten vorteilhaft, bei denen noch kein Dampf zur Verfügung steht (z. B. beim Start). An solchen Betriebspunkten kann über das Rückschlagventil Luft aus dem Brennkammeraußenraum in das Brennstoffaufbereitungssystem geleitet werden, wodurch der Brennstoff mit Luft vorvermischt wird. Aufgrund des niedrigen Drucks und der niedrigen Lufttemperatur an solchen Betriebspunkten besteht auch keine Gefahr für eine Selbstzündung in der Mischkammer. Auch ist ein Flammrückschlag aus dem Brennraum in die Mischkammer nicht möglich, solange die Austrittsgeschwindigkeit aus der Brennstoffdüse höher als die Flammenfortschrittsgeschwindigkeit ist.
Eine Ausführungsform der Strömungsmaschine weist wenigstens eine am Eintritt in den Brennraum angeordnete Einspritzeinrichtung auf, welche wenigstens einen Strömungserzeuger zum Erzeugen einer gerichteten Strömung im eingeleiteten Dampf-/ Brennstoffgemisch aufweist. Durch die Verwendung eines Strömungserzeugers wird eine sehr homogene Verteilung aller Mischungsbestandteile im Brennraum erzielt, um eine schadstoffarme Verbrennung zu erreichen. Durch unterschiedliche Strömungsrichtungen können besonders effektive Verbrennungsbereiche definiert werden, insbesondere eine Pilotverbrennungszone und eine Hauptverbrennungszone der Verbrennung.
Bei einer Ausführungsform der Strömungsmaschine weist die Einspritzeinrichtung wenigstens zwei konzentrisch angeordnete Strömungserzeuger auf. So werden wenigstens zwei Strömungsfelder insbesondere konzentrisch zueinander ausgebildet, welche beispielsweise auch mit unterschiedlichen Brennstoffmengen versorgt werden können. So können im Brennraum verschiedene Verbrennungsbereiche vorgesehen werden, um einen optimalen Wirkungsgrad bei besonders sauberer Verbrennung zu erreichen. Wenigstens ein Strömungserzeuger kann dabei als sogenannter Drallerzeuger ausgebildet sein, welcher ein insbesondere etwa zylindermantelförmiges Strömungsfeld ausbildet. Hierbei können wenigstens zwei gerichtete Strömungen ausgebildet werden, welche im Brennraum konzentrisch zueinander angeordnet sind, wie beispielsweise besonders effektiv definierte Verbrennungsbereiche für die Pilotverbrennungszone und für die Hauptverbrennungszone.
In einem weiteren Aspekt wird eine Verwendung einer Strömungsmaschine mit einem Verbrennungssystem der vorausgehend beschriebenen Art zur Anwendung des ebenfalls bereits beschriebenen Verfahrens zum Betreiben eines Verbrennungssystems einer Strömungsmaschine vorgeschlagen.
Konventionelle Flugtriebwerksbrennräume arbeiten mit einem globalen Äquivalenzverhältnis im Bereich von ca. ( = 0,15 - 0,4. Bei solchen mageren Mischungsverhältnissen ist das Brennstoff-/ Luft-Gemisch nicht brennfähig. Deshalb darf nur ein Teil der Luft in die Primärzone geleitet werden, in der die eigentliche Verbrennung stattfindet. Der restliche Luftstrom wird stromabwärts der Primärzone den Verbrennungsgasen zugemischt.
Bei den eingangs beschriebenen neuen Konzepten wird neben Brennstoff und der Luft, zusätzlich noch Wasser auf die gewünschte Temperatur am Austritt der Brennkammer aufgeheizt. In der vorhandenen Luft muss mehr Brennstoff verbrannt werden, um die dafür notwendige Energie bereitzustellen. Kreisprozessstudien zeigen, dass mit zunehmendem Wassergehalt der thermische Wirkungsgrad und die spezifische Leistung ansteigen. Daher wird eine möglichst große Wassermenge für den Prozess angestrebt. Eine natürliche Begrenzung ist durch die in der Verbrennungsluft vorhandene Sauerstoffmenge gegeben. Es kann theoretisch nur so viel Brennstoff vollkommen verbrannt werden, bis der vorhandene Sauerstoff aufgebraucht ist. Dadurch führt der Einsatz großer Wassermengen zu steigenden Äquivalenzverhältnissen. Angestrebt wird bei Volllast ein nahe stöchiometrisches globales Äquivalenzverhältnis ( giobai von ca. 0,95 - 0,98 (leicht mager). Bei Teillast wird das globale Äquivalenzverhältnis magerer. Daraus ergibt sich für dieses Verbrennungssystem für den Betrieb in einem Brennraum einer Strömungsmaschine ein Betriebsbereich von ca. cßgiobai = 0,5 - 0,98.
Bei einer Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens bzw. der vorgeschlagenen Strömungsmaschine soll die für die Verbrennung notwendige Luft über eine Einspritzeinrichtung 41 in den Brennraum zugeführt werden und nur ein kleiner Teil über die Brennraumwandung 42 beispielsweise für Kühlzwecke. In der gesamten Verbrennungszone (Primärzone) wird bei Volllast ein leicht fettes Gemisch mit (|) = ca. 1,02 - 1,05 eingestellt. In diesem nahe stöchiometrischen Bereich würden in einem konventionellen Brennraum aufgrund der hohen Verbrennungstemperaturen sehr hohe NOx-Emissionen entstehen.
Die Aufteilung der Dampfmengen wird so gewählt, dass die insbesondere stromaufwärts des Brennraums eingeleitete Dampfmenge zusammen mit der Dampfmenge aus dem Brennstoffaufbereitungssystem in der Verbrennungszone mit einem definierten (leicht fetten) Äquivalenzverhältnis eine für niedrige Emissionen günstige Temperatur (z. B. 1900 K bei Volllast) erreicht. Dabei wirkt der homogen verteilte Dampf mit seiner hohen Wärmekapazität als thermische Last, wodurch Temperaturspitzen vermieden werden. Dadurch kann die Verweilzeit der Verbrennungsgase in der Verbrennungszone so lang gewählt werden, dass die Emissionen von CO, UHC und Ruß bei diesem Verbrennungskonzept ebenfalls sehr gering gehalten werden. Der weiter stromabwärts in den Brennkammeraußenraum geleitete Wasserdampf erhöht dort die Dampfkonzentration. Aus diesem Bereich werden die Massenströme für die Kühlung der Brennkammer, für das Einstellen der radialen Temperaturverteilung am Brennkammeraustritt und für die Kühlung der Hochdruckturbine entnommen. Wegen der höheren Wärmekapazität des Kühlmediums kann so auch der Kühlmassenstrom reduziert werden. Als positiver Nebeneffekt steht dann mehr Sauerstoff für die Verbrennung zur Verfügung.
Unter der Annahme, dass schwefelfreier Brennstoff verwendet wird, kann mit diesem Verbrennungskonzept die Konzentration von allen relevanten Schadstoffen im Abgas gleichermaßen reduziert werden:
Wenig thermisches NOx => Die Verbrennungstemperatur wird durch Dampf als thermische Last kontrolliert.
Kein/ wenig Prompt NOx => Vermeidung der Bildung von CH-Radikalen, da kein fettes Gemisch erzeugt wird.
Kein/ wenig NOX nach dem Distickstoffmechanismus => Keine magere Vorvermischung und keine zu niedrigen Verbrennungstemperaturen.
Kein/ wenig CO => Keine hohen Spitzentemperaturen bei denen CO2 dissoziiert, ausreichend Aufenthaltszeit bei ausreichender Verbrennungstemperatur.
Kein/ wenig UHC => Ausreichend Aufenthaltszeit bei ausreichender Verbrennungstemperatur. Kein/ wenig Ruß => Kein Gemisch mit Äquivalenzverhältnis > 1,3, ausreichend Aufenthaltszeit bei ausreichender Verbrennungstemperatur.
Konventionelle Brennkammern für schadstoffarme Verbrennung neigen oft zu Verbrennungs- schwingungen, speziell bei mager vorgemischten Flammen. Da bei diesem Konzept die Verbrennung mit stöchiometrischen Mischungsverhältnis betrieben wird und da durch die gute Vorvermischung Schwankungen in der Wärmefreisetzung minimiert werden, sollte dieses Problem nicht auftreten.
Das globale Luft-B rennstoff-Verhältnis in Brennräumen von Strömungsmaschinen von Flugantrieben variiert im Betrieb deutlich (ca. Faktor 2). Beim vorgeschlagenen Konzept variiert es im Bereich von ca. cßgiobai = ca. 0,5 - 0,98. Das globale Äquivalenzverhältnis ist im Volllastbetrieb leicht mager ((|) = 0,95 - 0,98) und das in der Verbrennungszone leicht fett (4> = 1,02 - 1,05). So kann sich in der für den Volllastfall leicht fett ausgelegten Verbrennungszone (Primärzone) bei Teillast ein mageres Mischungsverhältnis ergeben. Dies kann zum Magerverlöschen und zu schlechten Zünd- und Wiederzündeigenschaften führen. Um dies zu verhindern, muss das Mischungsverhältnis in der Verbrennungszone der Last angepasst werden.
Für tiefe Teillastpunkte (Leerlauf am Boden oder Flug => Ground Idle oder Flight Idle) kann in einer Ausführung mit einem Regel- oder Absperrventil die Dampfzufuhr zum Brennkammeraußenraum reduziert oder abgestellt werden. Für die gleiche Leistung muss dann mehr Brennstoff eingespritzt werden, weil der Massendurchsatz reduziert wird. Damit wird indirekt das Äquivalenzverhältnis in der Verbrennungszone zu höheren Werten verschoben (z. B. c idie > 0,6), wodurch der Abstand zu den Verlöschgrenzen vergrößert wird. Auch bei diesen niedrigen Laststufen kann mit dem Brennstoffaufbereitungssystem der Brennstoff mit Dampf verdampft werden, da die Abgastemperatur und damit die Temperatur des erzeugten Dampfs hoch ist. Vorteilhaft ist hierfür eine Konfiguration mit einem zusätzlichen Wärmetauscher. Über das Einstellen der Dampfmenge bis hin zum kompletten Abstellen der Dampfzufuhr in tiefen Teillastpunkten kann das Äquivalenzverhältnis zu höheren Werten verschoben und die Gefahr eines Verlöschen zwar verringert, aber nicht ausgeschlossen werden. Daher ist ein bereits bekannter gestufter Brennraum mit zwei Verbrennungszonen bei diesem Konzept sinnvoll einsetzbar. Ein solcher gestufter Brennraum weist typischerweise eine Pilotverbrennungszone, die bei niedrigen Lastanforderungen wie Leerlauf ausreichend Verbrennungsenergie freisetzt und eine Hauptverbrennungszone auf, die bei höheren Laststufen zugeschaltet werden kann.
Die bisherigen Ausführungen zur Erfindung beziehen sich auf die Verbrennung von fossilen Kerosin, oder nachhaltig hergestellten flüssigen Brennstoffen (Sustainable Aviation Fuel: SAF). Für zukünftige Flugzeuge kommen auch Brennstoffe wie Wasserstoff H2, Methan CH4 oder Erdgas in Betracht. Um eine möglichst hohe Energiedichte zu erzielen werden diese Brennstoffe unter hohem Druck oder in tiefkalter, kryogener Form gespeichert. Für große Flugzeuge kommt mit Rücksicht auf Gewicht und Bauvolumen nur die Speicherung im kryogenen Zustand in Frage.
Um diese Brennstoffe in einer Triebwerksbrennkammer zu verbrennen, müssen sie gegebenenfalls in einem Wärmetauscher vom kryogenen Zustand in den gasförmigen Zustand überführt werden. Dabei kann der Brennstoff als Wärmesenke für die unterschiedlichsten Aufgaben verwendet werden, wie zum Kühlen von Triebwerksöl oder elektronischer Bauelementen, beim WET-Konzept zum Auskondensieren von Wasser aus dem Abgas oder ähnlichem. Diese Brennstoffe weisen zum Teil besondere Eigenschaften auf: Beispielsweise entstehen bei der Verbrennung von Wasserstoff aufgrund seiner hohen Reaktivität und hohen Brenngeschwindigkeit Probleme hinsichtlich einer stabilen Flammenlage und der Gefahr des Flammenrückschlags bis hin zur Stabilisierung der Reaktion an der Einspritzeinrichtung. Durch die hohe Verbrennungstemperatur besteht auch bei der Verbrennung von Wasserstoff die Gefahr von NOx-Bildung.
Das vorgeschlagene Verbrennungssystem kann auch vorteilhaft für diese Brennstoffe verwendet werden. Der Brennstoff wird dann in gasförmiger Form in das Brennstoffaufbereitungssystem geleitet. In der Mischkammer findet nur eine Mischung mit Dampf statt. Durch die Zumischung von Dampf wird insbesondere die Reaktivität und die Brenngeschwindigkeit von Wasserstoff reduziert, wodurch die beschrieben Probleme bei der Verbrennung verbessert werden. Auch in diesem Fall wird durch die Zumischung des Luft-/ Dampfgemisches am Brennkammereintritt eine sehr homogene Verteilung von Luft, Brennstoff und Dampf erzielt. Dadurch kann die Verbrennungstemperatur sehr gut kontrolliert und dadurch die Stickoxidbildung (NOX) minimiert werden. Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer beispielhaften erfindungsgemäßen Strömungsmaschine ;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften erfindungsgemäßen Strömungsmaschine ;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines beispielhaften Eintrittsbereichs eines Brennraums einer weiteren beispielhaften Strömungsmaschine; und
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Ablaufdiagramms eines beispielhaften erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Verbrennungs systems einer Strömungsmaschine .
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften erfindungsgemäßen Strömungsmaschine 1 für einen Flugantrieb mit einem Verbrennungssystem 2, einem Verdichter 11, einen Brennraum 4, einer Turbine 15, einem stromabwärts der Turbine 15 angeordneten Wärmetauscher 16, 17 und einem Brennstoffaufbereitungssystem 3. Stromabwärts der Turbine 15 ist ein Wärmetauscher 17 angeordnet. Mit der Abgasenergie aus der Turbine 15 wird im Wärmetauscher 16, 17 überhitzter Dampf erzeugt. Der Dampf wird über die Dampfzuführeinrichtung 20 zu einer Dampfverzweigung 21 geleitet. Dort wird eine Teilmenge des Dampfes mit der Dampfzuführeinrichtung 23 in ein Brennstoffaufbereitungssystem 3 geleitet. Der Dampf wird mit einem Strömungserzeuger 31 in Rotation versetzt und gelangt in eine Mischkammer 33. Mit der Brennstoffdüse 32 wird flüssiger Brennstoff fein zerstäubt in die gerichtete Strömung eingespritzt. In der Mischkammer 33 wird der Brennstoff, räumlich getrennt von der Verbrennung verdampft. Dabei wird das Volumen- und die Strömungslänge der Mischkammer 33 so gewählt, dass in Abhängigkeit von der gewählten Dampfmenge, der Dampf- und Brennstofftemperatur, der Brennstoff am Austritt der Mischkammer 33 möglichst vollkommen verdampft ist. Für die Dampfmenge, die zum Brennstoffaufbereitungssystem 3 geleitet wird, ist optional ein eigener Dampferzeuger 16 vorgesehen. Dann kann die Dampfverzweigung 21 entfallen. Die Dampfmengen können bei einer solchen optionalen Ausführung über Speisewasserpumpen 18, 19 eingestellt werden.
Die restliche Dampfmenge wird mit der Dampfzuführung 22 in den Brennkammeraußenraum 40 eingebracht. Das ist der innerhalb der Brennkammergehäuse 13, 14 und außerhalb der Brennraumwandung 42 verbleibende Raum. An der Dampfverzweigung 24 wird eine Teilmenge des Dampfs mit der Dampfzuführung 25 stromaufwärts der Brennraumwandung 42 und der Einspritzeinrichtung 41 in den Brennkammeraußenraum 40 eingebracht. Vorteilhaft für eine homogene Mischung kann, wie in Fig. 1 dargestellt, der Dampf auch im Diffusor 12 mit der vom Verdichter 11 geförderten Luft vermischt werden. Der restliche Dampf aus der Dampf Zuführung 22 wird weiter stromabwärts nahe dem Brennkammeraustritt, mit der Dampf Zuführung 26 in den Brennkammeraußenraum 40 eingebracht. Mit dem Regel-/ Absperrventil 27 kann für tiefe Teillastpunkte (Leerlauf am Boden oder Leerlauf im Flug) die Dampfzufuhr zum Brennkammeraußenraum 40 reduziert bzw. abgestellt werden. Für die Dampfverzweigung 24 kann optional auch ein Regelventil (nicht dargestellt) vorgesehen werden, mittels welchem die Aufteilung der Dampfmassenströme und damit der Dampfgehalt in der Verbrennungszone variabel gestaltbar ist. Über ein Rückschlagventil 34 kann Luft aus dem Brennkammeraußenraum 40 in das Brennstoffaufbereitungssystem 3 geleitet werden, um bei Betriebspunkten, bei denen noch kein Dampf zur Verfügung steht, den Brennstoff mit Luft vorzuvermischen.
In der Einspritzeinrichtung 41 wird das Luft/ Dampf-Gemisch aus dem Brennkammeraußenraum 40 mit einem Strömungserzeuger 44, welcher im Ausführungsbeispiel als Drallerzeuger ausgeführt ist, in Rotation versetzt. In die gerichtete Strömung wird dann das gasförmige Brennstoff/ Dampf-Gemisch aus der Mischkammer 33 eingeleitet. Da beide Teilströme jeweils gut vorvermischt sind, entsteht durch die zusätzliche Mischung in der Einspritzeinrichtung 41 ein Gemisch mit sehr homogener Verteilung der Bestandteile (Brennstoff, Luft, Dampf). Zur Steigerung der Homogenität kann die Mischung mit mehreren konzentrisch angeordneten Strömungserzeugern, insbesondere in Form von Drallerzeugern erfolgen (siehe Fig. 3). Durch die gerichtete Strömung kann ein Rezirkulationsgebiet erzeugt werden, das eine Stabilisierung der Flamme bewirkt. Die rückströmenden heißen Verbrennungsgase führen dem einströmenden Gemisch Verbrennungsradikale und die für eine kontinuierliche Zündung benötigte Energie zu. Damit ist eine rasche und vollständige Verbrennung mit genau kontrollierbarer Spitzentemperatur möglich. Außer der in Fig. 1 dargestellten drallstabilisierten Flamme kann das System beispielsweise auch auf eine strahlstabilisierte Flamme angewendet werden (nicht dargestellt).
Die Aufteilung der Dampfmengen an der Dampfverzweigung 24 wird beispielsweise so gewählt, dass die mit der Dampfzuführeinrichtung 25 stromaufwärts des Brennraums 4 eingeleitete Dampfmenge (z. B. im Diffusor 12) zusammen mit der Dampfmenge aus dem Brennstoffaufbereitungssystem 3 in der Verbrennungszone 43 mit einem genau definierten (leicht fetten) Äquivalenzverhältnis eine für niedrige Emissionen günstige Temperatur (z. B. 1900 K bei Volllast) erreicht. Der Wasserdampf, der weiter stromabwärts in den Brennkammeraußenraum 40 geleitet wird, erhöht dort die Konzentration des Wasserdampfs.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften erfindungsgemäßen Strömungsmaschine 1 mit einem gestuften Brennraum, welcher zwei Verbrennungszonen aufweist. Der gestufte Brennraum 4 weist dabei eine Pilotverbrennungszone 48 auf, die bei niedrigen Lastanforderungen wie Leerlauf ausreichend Verbrennungsenergie freisetzt. Ferner weist der Brennraum 4 eine Hauptverbrennungszone 49 auf, die bei höheren Laststufen zugeschaltet werden kann. Hier wird durch eine Brennstoffstufung dafür gesorgt, dass für einen Teil der Verbrennung in der Pilotverbrennungszone 48 ein weitestgehend vom Lastzustand unabhängiges Äquivalenzverhältnis erzielt wird. Gezeigt ist beispielhaft eine intern gestufte Einspritzeinrichtung 41, bei dem die Pilot- 48 und die Hauptverbrennungszone 49 konzentrisch angeordnet sind. Durch unterschiedlichen Drall der Luft entstehen definierte Verbrennungs- bereiche für die Pilotverbrennungszone 48 und für die Hauptverbrennungszone 49. Für die Pilotverbrennungszone 48 wird ein leicht fettes bis stöchiometrisches Mischungsverhältnis angestrebt. Für die Hauptverbrennungszone 49 wird bei Volllast ebenfalls ein leicht fettes bis stöchiometrisches Äquivalenzverhältnis angestrebt, welches mit abnehmendem Leistungsbedarf bis hin zum kompletten Abschalten der Hauptzone immer magererer wird.
Der Brennstoff für die zentrale Pilotverbrennungszone 48 und die Hauptverbrennungszone 49 wird mit Dampf vorverdampft. Ein Vorteil dieses Verbrennungskonzepts ist die gleichbleibend leicht fette Pilotverbrennungszone 48, die eine stabile Verbrennung und eine große Sicherheit gegenüber den Verlöschgrenzen bietet. Die Emissionen durch die Verbrennung in der Pilotverbrennungszone 48 lassen sich bei diesem Konzept aufgrund der Brennstoffvorverdampfung gleichermaßen gut kontrollieren wie die der Hauptverbrennungszone 49.
In Fig. 2 ist das Brennstoffaufbereitungssystem 3 für die Pilotverbrennungszone 48 mit der Mischkammer 37 mit einem Strömungserzeuger 35 dargestellt. Eine noch bessere Zerstäubung kann erreicht werden, wenn wie im Brennstoffaufbereitungssystem 3 für die Hauptverbrennungs- zone 49 dargestellt ist, der Brennstoff am Ende eines Filmlegers 39 in die Scherschicht zweier gegenläufig gerichteter Strömungen gelangt.
Die in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Mischkammern 33 und 37 mit den Strömungserzeugern 31 und 35 sowie den Brennstoffdüsen 32 und 36 sind dort jeweils einer Einspritzeinrichtung 41 zugeordnet. Es ist auch denkbar, dass eine Mischkammer 33, 37 mehreren oder allen Einspritzeinrichtungen 41 zugeordnet ist. Die Umsetzung einer Pilotverbrennungs- und Hauptverbrennungs stufe 48, 49 ist aber auch in weiteren Varianten mit der vorliegenden Idee kombinierbar, beispielsweise durch separate Strömungserzeuger 35 wie in sogenannten Dual Annular Combustor (DAC)-Designs.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften Eintrittsbereichs in einen Brennraum 3 einer weiteren beispielhaften Strömungsmaschine 1. Im Eintrittsbereich des Brennraums 3 ist eine Einspritzeinrichtung 41 angeordnet, in welcher drei Strömungserzeuger 44a, 44b angeordnet sind. In jede einzelne durch einen Strömungserzeuger 44a, 44b ausgebildete gerichtete Strömung wird ein Brennstoff-/ Dampf-Gemisch eingeleitet. So wird eine sehr homogene Verteilung aller Mischungsbestandteile erzielt, um eine schadstoffarme Verbrennung zu erreichen. Durch die unterschiedlich ausgebildeten Strömungen können besonders effektiv definierte Verbrennungsbereiche für die Pilotverbrennungs zone 48 und für die Hauptverbrennungszone 49 erzielt werden.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Ablaufdiagramms eines beispielhaften erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Verbrennungssystems 2 einer Strömungsmaschine 1 für einen Flugantrieb mit einem Verdichter 11, einem Brennraum 4, einer Turbine 15, einem stromabwärts der Turbine 15 angeordneten Wärmetauscher 17 und einem Brennstoffaufbereitungssystem 3. In einem ersten Schritt a) wird im Wärmetauscher 17 Dampf erzeugt, und im Schritt b) wird im Wärmetauscher 17 erzeugter Dampf in eine Mischkammer 33, 37 des Brennstoffaufbereitungssystems 3 geführt. In einem Schritt c) wird der Mischkammer 33, 37 ferner Brennstoff zugeführt. In einem Schritt d) wird in der Mischkammer 33, 37 ein Dampf-/ Brennstoffgemisch gebildet. Das Dampf-/ Brennstoffgemisch wird in einem Schritt e) in einen Brennraum 4 der Strömungsmaschine 1 geführt.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Strömungsmaschine
2 Verbrennungssystem
3 Brennstoffaufbereitungssystem
4 Brennraum
11 Verdichter
12 Diffusor
13 inneres Brennkammergehäuse
14 äußeres Brennkammergehäuse
15 Turbine
16 Wärmetauscher
17 Wärmetauscher
18 Speisewasserpumpe
19 Speisewasserpumpe
20 Dampfzuführeinrichtung
21 Dampfverzweigung
22 Dampfzuführeinrichtung
23 Dampfzuführeinrichtung
24 Dampfverzweigung
25 Dampfzuführeinrichtung
26 Dampfzuführeinrichtung
27 Regel-/ Absperrventil
31 Strömungserzeuger
32 Brennstoffdüse
33 Mischkammer
34 Rückschlagventil
35 Strömungserzeuger
36 Brennstoffdüse
37 Mischkammer
38 Rückschlagventil
39 Filmleger
40 Brennkammeraußenraum
41 Einspritzeinrichtung
42 Brennraumwandung
43 Verbrennungszone
44 Strömungserzeuger
45 Brennstoffdüse
46 Strömungserzeuger
47 Brennstoffdüse
48 Pilotverbrennungszone
49 Hauptverbrennungszone

Claims

- 23 - ANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungs systems (2) einer Strömungsmaschine (1) für einen Flugantrieb mit einem Verdichter (11), einem Brennraum (4), einer Turbine (15), einem stromabwärts der Turbine (15) angeordneten Wärmetauscher (16, 17) und einem Brennstoffaufbereitungssystem (3) mit folgenden Schritten: a) Erzeugen von Dampf im Wärmetauscher (16, 17), b) Zuführen von Dampf in eine Mischkammer (33, 37) des Brennstoffaufbereitungssystems (3), c) Zuführen von Brennstoff in die Mischkammer (33, 37) des Brennstoffaufbereitungssystems (3), d) Bilden eines Dampf-/ Brennstoffgemischs in der Mischkammer (33, 37), und e) Zuführen des Dampf-/ Brennstoffgemischs in einen Brennraum (4) der Strömungsmaschine (1).
2. Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungs systems (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Wärmetauscher (16, 17) überhitzter Dampf aus der Abgasenergie in der Turbine (15) erzeugt wird.
3. Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungs systems (2) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt b) im Dampf beim Zuführen in die Mischkammer (33, 37) eine gerichtete Strömung ausgebildet wird.
4. Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungs systems (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoff im Schritt c) fein zerstäubt wird und in die gerichtete Dampfströmung eingebracht wird.
5. Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungs systems (2) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoff beim Austritt aus der Mischkammer (33, 37) vollkommen verdampft ist.
6. Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungs systems (2) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Wärmetauscher (16, 17) erzeugter Dampf auch in einen Brennkammeraußenraum (40) eingebracht wird.
7. Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungs systems (2) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Wärmetauscher (16, 17) erzeugter Dampf in einem Diffusor (12) mit der vom Verdichter (11) geförderten Luft vermischt wird.
8. Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungs systems (2) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Brennraum (4) ein Luft- und/ oder Dampfgemisch zugeführt wird, in welchem eine gerichtete Strömung ausgebildet wird, wobei das gasförmige Brennstoff-/ Dampfgemisch aus der Mischkammer (33, 37) in diese gerichtete Strömung eingeleitet wird.
9. Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungs systems (2) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennstoffaufbereitungssystem (3) wenigstens zwei Mischkammern (33, 37) aufweist, in welchen Dampf-/ Brennstoffgemische mit unterschiedlichen Mischungsverhältnis gebildet werden, wobei in wenigstens zwei Bereichen des Brennraums (4) unterschiedliche Strömungen ausgebildet werden, in welche jeweils eines der Dampf-/ Brennstoffgemische eingeleitet wird.
10. Strömungsmaschine für einen Flugantrieb mit einem Verbrennungssystem (2) aufweisend einen Verdichter (11), einen Brennraum (4) und eine Turbine (15) sowie einen stromabwärts der Turbine (15) angeordneten Wärmetauscher (16, 17) zur Dampferzeugung, gekennzeichnet durch ein mit dem Brennraum (4) verbundenes Brennstoffaufbereitungssystem (3) zum Herstellen eines Dampf-/ Brennstoffgemischs zum Zuführen in den Brennraum (4). Strömungsmaschine mit einem Verbrennungssystem (2) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass am Dampfeintritt der Mischkammer (33, 37) wenigstens ein Strömungserzeuger (33, 35) zum Erzeugen einer gerichteten Strömung im eingeleiteten Dampf angeordnet ist. Strömungsmaschine mit einem Verbrennungssystem (2) nach wenigstens einem der Ansprüche 10 oder 11, gekennzeichnet durch eine Dampfzuführeinrichtung (20, 22, 23, 25, 26), welche eingerichtet ist, Dampf vom Wärmetauscher (16, 17) der Mischkammer (33, 35) des Brennstoffaufbereitungssystems (3) und/ oder dem Brennkammeraußenraum (40) zuzuführen. Strömungsmaschine mit einem Verbrennungssystem (2) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfzuführeinrichtung (20, 22, 23, 25, 26) eingerichtet ist, Dampf zu einem am Brennkammereintritt angeordneten Diffusor (12) und/ oder zum Brennkammeraußenraum (40) weiter stromabwärts insbesondere im Bereich des Brennkammeraustritts zu führen. Strömungsmaschine mit einem Verbrennungssystem (2) nach wenigstens einem der Ansprüche 12 oder 13, gekennzeichnet durch eine Dampfverzweigung (21, 24) zwischen der Dampfzuführeinrichtung (20, 22, 23, 25, 26) zur Mischkammer (33, 37) des Brennstoffaufbereitungssystems (3) und der Dampfzuführeinrichtung (20, 22, 23, 25, 26) zum Brennkammeraußenraum (40). Strömungsmaschine mit einem Verbrennungssystem (2) nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 14, gekennzeichnet durch ein zwischen dem Brennkammeraußenraum (40) und der Mischkammer (33, 37) angeordneten Rückschlagventil (34) zum Zuführen von Luft aus dem Brennkammeraußenraum (40) zum Brennstoffaufbereitungssystem (3). Strömungsmaschine mit einem Verbrennungssystem (2) nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 15, gekennzeichnet durch wenigstens eine am Eintritt in den Brennraum (3) angeordnete Einspritzeinrichtung (41), welche wenigstens einen - 26 -
Strömungserzeuger (31, 35) zum Erzeugen einer gerichteten Strömung im eingeleiteten Dampf-/ Brennstoffgemisch aufweist. Strömungsmaschine mit einem Verbrennungssystem (2) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzeinrichtung (41) wenigstens zwei konzentrisch angeordnete Strömungserzeuger (31, 35) aufweist. Verwendung einer Strömungsmaschine mit einem Verbrennungssystem (2) nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 17 zur Anwendung des Verfahrens zum Betreiben eines Verbrennungssystems (2) einer Strömungsmaschine (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9.
EP22768622.7A 2021-09-30 2022-09-01 Verfahren zum betreiben eines verbrennungssystems einer strömungsmaschine für einen flugantrieb sowie strömungsmaschine Withdrawn EP4409122A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021125384.5A DE102021125384A1 (de) 2021-09-30 2021-09-30 Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungssystems einer Strömungsmaschine für einen Flugantrieb sowie Strömungsmaschine
PCT/DE2022/100646 WO2023051864A1 (de) 2021-09-30 2022-09-01 Verfahren zum betreiben eines verbrennungssystems einer strömungsmaschine für einen flugantrieb sowie strömungsmaschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4409122A1 true EP4409122A1 (de) 2024-08-07

Family

ID=83280308

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP22768622.7A Withdrawn EP4409122A1 (de) 2021-09-30 2022-09-01 Verfahren zum betreiben eines verbrennungssystems einer strömungsmaschine für einen flugantrieb sowie strömungsmaschine

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4409122A1 (de)
DE (1) DE102021125384A1 (de)
WO (1) WO2023051864A1 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102023113117A1 (de) * 2022-12-21 2024-06-27 MTU Aero Engines AG Verfahren zum Betreiben einer Strömungsmaschine für einen Flugantrieb
US20240310042A1 (en) * 2023-03-13 2024-09-19 Raytheon Technologies Corporation Injecting fuel-steam mixture into turbine engine combustor
EP4450785A1 (de) * 2023-04-21 2024-10-23 MTU Aero Engines AG Antriebssystem und flugzeug mit einem antriebssystem

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3012172A1 (de) * 1980-03-28 1981-10-08 Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim Gasturbine mit durch dampfeinspritzung verringerter stickoxydemissio
US4569195A (en) 1984-04-27 1986-02-11 General Electric Company Fluid injection gas turbine engine and method for operating
US4631914A (en) 1985-02-25 1986-12-30 General Electric Company Gas turbine engine of improved thermal efficiency
JP2000027660A (ja) * 1998-07-13 2000-01-25 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd ガスタービン燃焼器の燃料・蒸気供給装置
DE102018208026A1 (de) 2018-05-22 2019-11-28 MTU Aero Engines AG Abgasbehandlungsvorrichtung, Flugzeugantriebssystem und Verfahren zum Behandeln eines Abgasstromes

Also Published As

Publication number Publication date
DE102021125384A1 (de) 2023-03-30
WO2023051864A1 (de) 2023-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP4409122A1 (de) Verfahren zum betreiben eines verbrennungssystems einer strömungsmaschine für einen flugantrieb sowie strömungsmaschine
EP2145131B1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Gasturbine mit wasserstoffreichem Brenngas sowie dafür geeignete Gasturbine
DE69009202T2 (de) Gasturbinenbrennkammer und Betriebsverfahren dafür.
DE102004003816A1 (de) Brennkammer
DE102011008009B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Gasturbine und Gasturbine
DE4110759A1 (de) Magere, abgestufte verbrennungsvorrichtung
DE2459040A1 (de) Zerstaeubungsverfahren
DE2555007A1 (de) Brennkammer und verfahren zum erzeugen einer emissionsarmen verbrennung
DE1476785A1 (de) Verfahren und Einrichtung zur flammenlosen Verbrennung
EP2116766A1 (de) Brennstofflanze
DE2408635A1 (de) Verfahren zum verbrennen eines brennstoffs und brenner hierfuer
DE2901099A1 (de) Kraftstoffverdampfungsvorrichtung, damit ausgeruestete brennkammer und verfahren zum betreiben derselben
WO2003036167A1 (de) Brenner für synthesegas
DE102014100571A1 (de) Düsensystem und Verfahren zum Start und Betrieb von Gasturbinen mit niedrigenergetischen Kraftstoffen
EP2547961B1 (de) Verfahren und system zum regeln oder steuern des betriebsverhaltens einer gasturbinenverbrennungsanlage
DE4318405C2 (de) Brennkammeranordnung für eine Gasturbine
DE102004059318B4 (de) Katalytische Verbrennungseinrichtung und Verfahren, um verschiedene Emissionen im Wesentlichen zu eliminieren
EP0877156B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben der Brennkammer einer Gasturbinenanlage mit Flüssigbrennstoff
EP1800061B1 (de) Brenner für fluidische brennstoffe und verfahren zum betreiben eines derartigen brenners
DE2659225A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum verbrennen von kohlenstoffhaltigen brennstoffen
DE102023106678A1 (de) Betriebsverfahren mit ammoniakbefeuerter brennkammer
DE2411510A1 (de) Brennkammer mit kombinierter einspritzund verdampferduese
DE4408136A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Kraftstoff-Aufbereitung für eine Gasturbinen-Brennkammer
DE102016118029A1 (de) Mischkammer-Konzept eines Kraftstoff-Gemischbildungssystems für eine Brennkraftmaschine
DE19937921B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Verdampfen eines flüssigen Brennstoffes für einen Brenner

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20240405

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN WITHDRAWN

18W Application withdrawn

Effective date: 20240917