DE1751929B2 - Zerstäuberdüse zur Aufbereitung von flüssigem Brennstoff für Gasturbinen - Google Patents

Description

Sur^e^Su^dax^LuS äÄ

rung geführten Luftstrom gegeben und zum anderen Zerstäubung oes ^Bren"^st°"^S _M ,_usps ^_{44 22Q)} ,

durch Spiralnuten an der abströmseitigen Stirnfläche Bei ölbrenner*,ist es bekannt US PSW^J kon

des Zerstäubers. Der aus den Brennstofführungen und zentr.sch zueinander ™"™^£^™^

den feinen Spiralnuten des Zerstäuberkörpers austre- ₄o ^^^^^^

lende Brennstoff wird vom axialen Luftstrom erla<3t verwirbeln. Vor dem Auf treffen

_Und vor dem DraHerzeuger zusätzlich durch Luft ^^^S^^

durchwirbelt, die von dem weiteren, koaxialen Luftein- mit dem vorher ^ve™^e"^e" " _ö

_Jaß aus über tangentiale Kanäle zugeführt wird Dieses Gemäß ^de^^DT■^PS.^⁹ _ve ⁶ _r^_u7_e ¹ _n ^r _de,^l Gemisch entwe,cht dann durch den Drallerzeuger. 45 rungen in einen axial verlau "^

Außerdem gehört es durch das Fachbuch »Die Gas- migen R-npen versehenen Rmgraum ^^ ^ turbine« von J K ru sch i k,2. Auflage.Springer-Ver- den Ringraum w.rd - senkrech ™" ^jeWasenen ü lae Wien 1960. Seiten 317/325. insbesondere Seiten - ein TeiHuftstrom gefuhr . Das Gemisch von I ei IuIt mmCw*Tsland der Technik, die Wirbelschaufeln strom und öl verm.scht sich anschließend m t einen! des Drallerzeugers koaxial um eine axial geführte 50 zentralen Luftstrom und e.nem auß reη Ha«Pthift-Brennstoffdüse anzuordnen. Bei dieser Konstruktion strom und erhält durch die in diesem^TeH des Brenners wird die Luft zunächst durchwirbelt und erst nach Ver- angeordneten schraubenförmigen Rippen eine Drehbelassen der Wirbelschaufeln mit dem aus der Düse aus- wegung. 7_P«iäubunB beim tretenden Brennstoff gemischt In dem Fachbuch von Die wesentlichen Merkmale dwZ^taubungbemi K r u s c h i k wird diese Ausführungsform als Stan- 55 Stand der Technik sind im winkligen Aufeinandertrel Ja dausiun^ur moderne Tnebwefke bezeichnet. fen des gasförmigen Mediums Luft mit dem flüssigen Es gehört weiterhin zum Stand der Technik, die Zer- Medium Brennstoff zu sehen, wobei gegebenenfalls stäubun* ven Brennstoffen durch ein Prallblech oder verbleibender flüssiger Brennstoff an einem Prallblech SS™£<i For eine für den Senk- oder einer Äbrößkinwze^^anst^g^e^ rechtsten bestimmte Gasturbine wird in der G8-PS fe falls diese* Brennstoff-üiftf em.sch noch durch einet! 947 808 vereesehiagen, den aus einer am Brenn- Drallerzeuger verwirbelbar ist. tSmmSSSSSS^ Ο«« austretenden Brenn- Ausgehend von diesem Stand der Technik hegt der swffctrah! auf ein Prallblech m richten, welches sich in Erfindung die Aufgabe ^^^^^Τ' Brennkammerlangsrichtung erstreckt Da« Praflblech bung bei einer einfachen Konstruktion dar Zerstäuber* ist an seinem abströmseitigen Ende aurückgebogen, Bei 65 döse ta «-zielen, _e^_lflli_lin4KtfamaB _{dadüreh M}. dieser Zerstäuberdüse trifft nahezu der gesamte Brenn- Diese Aufgabe wird ^erflfldu^^J_tt ^a,f^Li stoff auf dem Prallblech auf, zerstäubt zum Teil, wäh- löst, daß sich der Drallerzeuger m einer am absirömsei* rend er in Richtung auf das oirückgebogene Ende tigen Ende der axialen Luftführung angeordneten, den

Zutritt von Luft aus dem weiteren Lufteinlaß verhindernden Hülse befindet und seine Wirbelschaufeln so vor den Brennstoffaustrittsöffnungen angeordnet sind, daß der Brennstoff auf die Wirbelschaufeln auftrifft, hierbei fein zerstäubt und mit der aus der axialen Luftführung austretenden Luft vermischt wird. Es hat sich gezeigt, daß die erfindungsgemäße Zerstäuberdose insbesondere bei niedrigen Druckverhältnissen zu einer guten Zerstäubung führt Der Grund ist darin zu sehen, daß der Brennstoff nahezu unzerstäubt auf die Wirbel- to schaufeln auftrifft, zersprengt wird und im gleichen Augenblick der axiale Luftstrom umgelenkt wird.

Vorteile gegenüber der herkömmlichen Hochdruck-Brennstoffzerstäubung zeigen sich insbesondere bei niedrigen Druckverhältnissen in großer Höhe, da bei diesen Bedingungen die Hochdruck-Brennstoffzerstäubung nicht so hohe Druckwerte erreichen kann. Die erfindungsgemäße Konstruktion erfordert kein aufwendiges Pumpensystem, da die vorgeschlagene Zerstäubung insbesondere bei niedrigen Druckverhältnissen vorteilhaft ist

Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes an Hand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt und F i g. 2 eine Stirnansicht in vergrößertem Maßstab.

Die Zerstäuberdüse ist am einströmseitigen Ende des Flammrohrs 10 einer Gasturbine angeordnet Das Flammrohr 10 ist von einem Luft sammelnden Außengehäuse 11 umgeben. Außengehäuse 11 und Flammrohr 10 können ringförmig sein, es können aber auch mehrere einzelne Flammrohre 10 in einem ringförmigen Außengehäuse 11 angeordnet sein. Ebenso ist es möglich, einzelne Flammrohre 10 jeweils in einem Luft sammelnden Außengehäuse 11 anzuordnen.

Das Flammrohr 10 wird von einem teilkugelförmigen Lager getragen, das zu einem äußeren Ring 12 gehört.

Der äußere Ring 12 ist Teil eines ringförmigen Lufteinlasses. Der gezeigte Teil weist gerade Flügel 13 auf, an denen ein innerer Ring 14 befestigt ist. Der innere Ring 14 trägt und umgibt die Zerstäuberdüse 15. Die Zer-, Stäuberdüse 15 weist eine axiale Luftführung 18 für die Zufuhr von Primärluft zum Flammrohr 10 auf. Der Brennstoff wird der Zerstäuberdüse durch die Kraftstoffzuführung 16 zugeführt, die mit dem Ringraum 17 in Verbindung steht Vom Ringraum 17 erstreckt sich eine um die axiale Luftführung 18 herum angeordnete, ringförmige Reihe von umerteilten Austrittsöffnungen 19 für den Kraftstoff, die am abströmseitigen Ende einen kleineren Durchmesser aufweisen. Am abströmseitigen Ende des Zerstäuberkörpers 15 ist, von einer Hülse 20 getragen, ein Drallerzeuger angeordnet Der Drallerzeuger weist eine Mittennabe 21 auf, die von einem Satz Wirbelschaufeln 22 umgeben ist Der aus den Austrittsöffnungen 19 austretende Kraftstoff trifft auf die Wirbelschaufeln 22 auf, wird hierbei fein zerstäubt und mit der Luft gemischt, die durch die axiale Luftführung 18 austritt. Die Mi'-ennabe 21 weist eine stromlinienförmige Gestalt und an der abströmseitigen Fläche öffnungen 25 auf.

Vom Flammrohr 10 wird ein weiterer Satz Wirbelschaufeln 23 getragen, die konzentrisch zu den Wirbelscha;.'feln 22 angeordnet sind und gegenüber diesen nicht nur durch die Hülse 20, sondern auch durch ein ringförmiges Teil 24 getrennt sind. Die Wirbelschaufeln 23 sind darüber hinaus axial mit den Flügeln 13 ausgerichtet und in dichter Nähe gegenüber diesen angeordnet.

Das einströmseitige Ende der Zerstäuberdüse 15 ist mit einer ringförmigen Aussparung 26 versehen, die sich in Verbindung mit dem Ringraum 17 befindet Die Aussparung 26 wird bei der Herstellung des Ringraums 17 gefertigt und wird mit der Dichtungsscheibe 27 und dem Ring 28 geschlossen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. während ein Teil erst dann zerstäubt, wenn er SÄ Ende des PraHbfcebs im Bereich der lß

   SÄSÄ Ende des Pra r

   Patentanspruch: zurOckgebogenen Enden verläßt,

   „ . ^mZ A»*GB-PS 985 739 wird vorgeschlagen, den flussi-

   »Zerstauberdüse zur Aufbereitung von flüssigem '"Brennstoff zentral in einer Luftführung zuzuführen, Brennstoff für Gasturbinen mit ri.»gf5rmig um eine 5 8«»«™ Brennstoffzufuhr am Ende der Luftführung »xiale Luftführung angeordneten Austrittsoffnun- wodci _konzentrisch angeorclineten Düsen müngen für den Brennstoff, denen ein am abstromseitt- m* « Verlängerung kurz hinter den Düsen ist gen Ende der axialen Luftführung angeordneter, det, in_JJ* _Prali_b|ech angeordnet, das mit Ab-Wirbelschaufeln aufweisender Drallerzeuger nach- ein w* kegeligen Mantel umgeben und von geordnet ist, und mit einem koaxial zu der Luftfüh- «o stana_*m _gemgen j_st Die Brennstoffdüsen rang Hegenden weiteren Lufteinlaß, dadurch diesem uw*r g e_f ^ ^ _{Mantd und Prallb},_ech gekennzeichnet, daß sich der Drallerzeuger ^"'"Sr₈Sm. Die Arbeitsweise dieser Düse ist (21,22) in einer am abströmseitigen Ende der axia- gww« · _{und nuss}j_ger Brennstoff gleichzeitig len Luftführung (18) angeordneten, den Zutritt von ^X,„Ij_antel _und Prallblech aufeinandertreffen und Luft aus dem weiteren Lufteinlaß verhindernden 15 ™Jⁿ ß.ennstoff zerstäubt wird. Außerdem fördert Hülse (20) befindet und seine Wirbelschaufeln (22) »«rw ^ ^.^ _{Zerstäubung des} ßrennstoffso vor den Brennstoffaiistrittsöffnungen (19) an- naerr.*· - _{der gesteUten} Aufgabe wird geordnet sind, daß der Brennstoff auf die Wirbel- ^^JTZ^L· _zur axialen Achse -Jahnen Luftschaufeln (22) auftrifft, hierbei fein zerstäubt und ^d"^rC" _a,, JL * ine Verkohlung der Düsenmündung mit der aus der axialen Luftführung (18) austreten- 20 strom äußerem

   den Luft vermischt wird ^Außerdem ist es aus der CH-PS 260 433 bekannt, den

   flüssigen Brennstoff mit größerer Geschwindigkeit senkrecht zu einem axial zugeführten Luftstrom zuzu-

   _Die E,_Mu„_g be₂,«h, sich au, «ine Ζ«~ „ χ£

   »ur Aufbereitung von nüssigem B.ennstoff fur Gastur- wird und dann binen mit ringförmig um eine axiale Luftführung an- wird Abreißkante ist aus der US-PS

   geordneten Austrittsöffnungen für den Brenns oH. de- g"™™^™ _ge_mäß der der Brennstoff zentral in

   »en ein am abströmseitigen Ende der axialen Luftfuh- 2920 ^ ^beKa"^₀ ^g _{führt wird}. wobei ein Teil des

   rung angeordneter. Wirbelschaufeln aufweisender 30 «ⁿ™^^u^_d™^g£_ftstrom hindurch unter einem Drallerzeuger nachgeordnet ist. und m.t e.nem koax.al ^Brf "^"^„„f _d"^Wandung des Luftdurchlasses tu der Luftführung liegende weiuren Lufte.nlaß. spitzen Winke^auf die wan g _{ffd B}