DE1146311B

DE1146311B - Vorrichtung zum Zuenden von Gasturbinen

Info

Publication number: DE1146311B
Application number: DEB62939A
Authority: DE
Inventors: Kurt Larisch
Original assignee: BMW Triebwerkbau GmbH
Current assignee: BMW Triebwerkbau GmbH
Priority date: 1961-06-19
Filing date: 1961-06-19
Publication date: 1963-03-28
Also published as: US3238720A; GB971923A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Zünden von Gasturbinen, insbesondere bestehend aus einem Radial- oder Axialverdichter und einer Radial- oder Axialturbine, zwischen deren Läufer eine mitumlaufende Kraftstoffeinspritzvorrichtung und eine diese umhüllende Ringbrennkammer angeordnet ist, die sich in einen in Achsnähe befindlichen Primärteil und einen sich daran anschließenden zum Außenumfang der Ringbrennkammer hin erstreckenden Sekundärteil aufgliedert.

Derartig aufgebaute Gasturbinen, bei denen die Kraftstoffeinspritzvorrichtung und die Zündeinrichtung in einem relativ großen Abstand voneinander angeordnet sind, weisen insofern Mängel auf, als beim Anlassen bzw. Zünden der Gasturbine im Außenteil der Brennkammer nur ein Teil des eingespritzten Kraftstoffes mit einer unter Luftmangel brennenden Flamme verbrennt, die nicht ohne weiteres in der Lage ist, das im Innenraum der Brennkammer vorhandene zündfähige Kraftstoffgemisch zu zünden. Erst bei höheren Drehzahlen und damit nach einer längeren Dauer des Anlassens erfolgt mit hörbarer Verpuffung das sogenannte Durchzünden der Flamme, worauf dann die Verbrennung nur noch im Innenraum der Brennkammer, d. h. in der Nähe der Einspritzvorrichtung erfolgt. Das zu späte Durchzünden hat jedoch zur Folge, daß das Triebwerk langsamer über die Freilaufdrehzahl auf Betriebsdrehzahl hochfährt und der Anlaßvorgang verhältnismäßig viel Zeit beansprucht, ferner daß sich eine zu hohe Temperatur am Turbinenaustritt ergibt und in manchen Fällen beim explosionsartigen Durchzünden der Gasturbine die Flamme in der Brennkammer ausgeht.

Zur Vermeidung dieser Nachteile schlägt die Erfindung vor, daß vorzugsweise am Außenumfang der Ringbrennkammer im Bereich des Sekundärteiles eine Zündeinrichtung und ein Rohr angeordnet ist, durch das Verdichterluft in die Ringbrennkammer gelangt, die eine im Sekundärteil der Ringbrennkammer mit Luftmangel brennende Flamme durchströmt und dabei eine mit Sauerstoff angereicherte, in den Brennkammerinnenraum gerichtete Flammenfackel bildet, die das im Primärteil der Ringbrennkammer befindliche kraftstoffreiche Gemisch durchzündet.

Ferner wird vorgeschlagen, daß das Rohr zum Zuführen von Verdichterluft am Außenumfang der Ringbrennkammer — in Drehrichtung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung gesehen — nach der Zündeinrichtung, und etwa in derselben Querebene wie die Zündeinrichtung angeordnet ist und ein kleines Stück radial in die Ringbrennkammer hineinragt. Die Lage des Rohres in Drehrichtung der Kraftstoffeinspritz-Vorrichtung zum Zünden von Gasturbinen

Anmelder:

BMW Triebwerkbau Gesellschaft m.b.H., München 68, Dachauer Str. 665

Kurt Larisch, München,
ist als Erfinder genannt worden

vorrichtung nach der Zündeinrichtung wurde deshalb gewählt, weil nach der Zündung die erste Flamme in Drehrichtung hinter der Zündeinrichtung entsteht.

Die Erfindung zeichnet sich hauptsächlich dadurch aus, daß ohne großen konstruktiven und baulichen Aufwand ein Verfahren zum Anlassen bzw. Zünden von Gasturbinen geschaffen wird, das auf Grund des einfachen Aufbaues der gesamten Einrichtung äußerst störungsfrei arbeitet und praktisch keinerlei Wartung bedarf. Außerdem erfolgt bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens der Durchzündvorgang bereits bei wesentlich geringeren Drehzahlen als bei den eingangs erwähnten Gasturbinen, was für die verschiedenenAnwendungsmögüchkeiten der Gasturbine, z. B. zum Antrieb von Feuerlöschpumpen, die möglichst rasch betriebsbereit sein müssen, von größter Wichtigkeit ist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in der Zeichnungsbeschreibung näher erläutert.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles dargestellt, und zwar zeigen die Fig. 1 und 2 je einen Längs- und Querschnitt durch eine Gasturbine im Bereich einer Ringbrennkammer 1, bei der zwischen einem in den Zeichnungen nicht dargestellten Radialverdichter und einer ebenfalls nicht dargestellten Radialturbine eine mitumlaufende Kraftstoff einspritzvorrichtung 2, ζ. Β. eine Umlaufzerstäuberscheibe, angeordnet ist, von der der für den Betrieb der Gasturbine erforderliche Kraftstoff in die Ringbrennkammer 1 eingespritzt wird. Die Ringbrennkammer 1 selbst gliedert sich in einen in der Nähe der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 2 befindlichen Primärteil 3 und in einen sich daran anschließenden zum Außenumfang der Ringbrennkammer 1 hin sich erstreckenden Sekundärteil 4 auf. Am Außenumfang der Ringbrennkammer 1 ist eine Zündeinrich-

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rung 5 sowie ein Rohr 6 angeordnet. Das Rohr 6 ist — in Drehrichtung der Kraftstoffemspritzvorrichtung2 gesehen — nach der Zündeinrichtung 5 und etwa in derselben Querebene wie die Zündeinrichtung 5 angeordnet und ragt um einen geringen Betrag radial in die Ringbrennkammerl hinein. Die von dem Verdichter gelieferte Luft gelangt über einen Spalt 7 in den Primärteil 3 der Ringbrennkammer 1; außerdem ist die gesamte Ringbrennkammer 1 von dieser Verdichterluft umspült.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens ist wie folgt:

Beim Anlassen der Gasturbine bzw. beim Zünden der Zündeinrichtung 5 entsteht im Sekundärteil 4 der Ringbrennkammerl in der Nähe der Zündeinrichtung 5 eine mit Luftmangel brennende Flamme 8, die jedoch nicht in der Lage ist, das im Primärteil 3 vorhandene kraftstoffreiche Gemisch 9 zu zünden. Um dies zu ermöglichen, wird durch das Rohr 6 Verdichterluft in Form eines Luftstrahles 10 der mit Luftmangel brennenden Flamme 8 zugeführt, wobei eine mit Sauerstoff angereicherte, in den Brennkammerinnenraum gerichtete Flammenfackel 11 entsteht, die das im Primärteil 3 befindliche kraftstoffreiche Gemisch 9 durchzündet. Damit ist der Anlaßvorgang beendet. Die Verbrennung findet nunmehr im Primärteil 3 der Ringbrennkammer 1 statt. Es entsteht demnach nach dem Zünden zuerst im Sekundärteil 4 erne Brennzone, während nach dem Durchzünden die Brennzone im Primärteil 3 bzw. in der Nähe der Einspritzvorrichtung 2 liegt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung zum Zünden von Gasturbinen, insbesondere bestehend aus einem Radial- oder Axialverdichter und einer Radial- oder Axialturbine, zwischen deren Läufer eine mitumlau- ■ fende Kraftstoffeinspritzvorrichtung und eine diese umhüllende Ringbrennkammer angeordnet ist, die sich in einen in Achsnähe befindlichen Primärteil und einen sich daran anschließenden, zum Außenumfang der Ringbrennkammer hin erstreckenden Sekundärteil aufgliedert, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise am Außenumfang der Ringbrennkammer (1) im Bereich des Sekundärteiles (4) eine Zündeinrichtung (5) und ein Rohr (6) angeordnet ist, durch das Verdichterluft in die Ringbrennkammer gelangt, die eine im Sekundärteil der Ringbrennkammer mit Luftmangel brennende Flamme (8) durchströmt und dabei eine mit Sauerstoff angereicherte, ha den Brennkammerinnenraum gerichtete Flammenfackel (11) bildet, die das im Primärteil (3) der Ringbrennkammer befindliche kraftstoffreiche Gemisch (9) durchzündet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (6) am Außenumfang der Ringbrennkammer (1) — in Drehrichtung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung (2) gesehen — nach der Zündeinrichtung (5) und etwa in derselben Querebene wie die Zündeinrichtung angeordnet ist und um einen geringen Betrag radial in die Ringbrennkammer hineinragt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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