DE3833279A1

DE3833279A1 - FUEL NOZZLE FOR GAS TURBINES

Info

Publication number: DE3833279A1
Application number: DE3833279A
Authority: DE
Inventors: Leroy Dixon Maclaurin; David You-Koon Toy
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: Westinghouse Electric Corp
Priority date: 1987-10-23
Filing date: 1988-09-30
Publication date: 1989-05-03
Also published as: JPH01134028A; GB2211594B; GB8824501D0; GB2211594A; IT8841696A0; IT1225431B; JPH05539B2; FR2622252A1; CA1283551C; FR2622252B1

Abstract

A fuel nozzle assembly for a gas turbine has a fuel nozzle (49) at one end of a central fuel delivery tube (32), and a support flange (36) at the other end, with an air delivery tube (34), also secured to the support flange (36), enclosing the fuel delivery tube (32) so as to define an annular air pasage (58) therebetween. An integral fuel/air nozzle/end cap (53) is mounted on the fuel tube (32) and engages the air tube (34). A biasing spring (44) is provided so as to exert an axial force on the air delivery tube (34) to tighten the engagement of the tube into an air-tight fit with the end cap (53). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffdüse für Gasturbinen und im speziellen eine Brennstoffdüsen-Anordnung, bei welcher Brennstoff durch das Innere eines Rohres zugeführt wird, das von einem weiteren, der Luftzufuhr dienenden Rohr derart umgeben ist, daß zwischen beiden ein Ringraum entsteht, der der Luft zufuhr dient.The invention relates to a fuel nozzle for gas turbines and in particular a fuel nozzle arrangement, in which fuel through the interior of a Tube is supplied by another, the air supply tube is surrounded in such a way that an annular space is created between them, that of air feed serves.

Mit Brennstoffdüsen-Anordnungen dieser Art können sowohl Luft als auch Brenn stoff separat in eine Brennstoffkammer eingeleitet werden, wobei das Brenn stoffzuführungsrohr auf der einen Seite gehaltert und auf der gegenüberlie genden Seite mit einer Brennstoffdüse mit konischer Mantelfläche versehen ist. Das das Brennstoff-Zuführungsrohr in einem Abstand umgebende Luftzuführungs rohr begrenzt den als Luftkanal dienenden Ringraum. Auf das freie Ende des Luftzuführungsrohres ist eine Düsenkappe aufgeschraubt und derart befestigt, daß die Mantelfläche einer konischen Öffnung innerhalb der Düsenkappe sich an die konische Oberfläche der Brennstoffdüse abdichtend anlegt. Die Düsen kappe ist ferner mit einer Vielzahl von Bohrungen oder Öffnungen versehen, die im gleichen Winkel um das Zentrum der Düsenkappe verteilt geneigt auf die Düsenachse ausgerichtet sind, um einen der Zerstäubung dienenden Luft strom konvergierend auf den aus der Brennstoffdüse in einem divergierenden konischen Muster austretenden Brennstoff zu richten.Both air and fuel can be used with fuel nozzle assemblies of this type substance are introduced separately into a fuel chamber, the combustion fabric feed pipe held on one side and on the opposite opposite side is provided with a fuel nozzle with a conical surface. The air supply pipe surrounding the fuel supply pipe at a distance pipe delimits the annular space serving as an air duct. On the free end of the Air supply pipe, a nozzle cap is screwed on and fastened in such a way that the lateral surface of a conical opening within the nozzle cap seals against the conical surface of the fuel nozzle. The nozzles cap is also provided with a plurality of holes or openings, which are inclined at the same angle around the center of the nozzle cap the nozzle axis are aligned with an atomizing air current converging to that from the fuel nozzle in a divergent to direct conical patterns of emerging fuel.

Da die durch die Anordnung zugeführte Luft in erster Linie nur dazu benutzt wird, um den für die Zündung der Gasturbine benötigten Brennstoff zu vernebeln, ist es wichtig, daß das die Vernebelung bewirkende Muster der austretenden Luft vorhersagbar ist und das Brennstoff-Luftgemisch an einen Funkenzünder bzw. eine Zündflamme oder auch beides zu liefern. Aus der Brennstoffdüse tritt der ausgespritzte Brennstoff in einem nach außen sich aufweitenden konischen Sprühkegel aus. Jedoch ist bei einem geringen Brenn stoffdurchfluß der Zerstäubungsdruck sehr niedrig, so daß Luft durch die Düsenkappe zur weiteren Zerstäubung des injizierten Brennstoffes zugeführt wird. In einem solchen Fall wird das konische Verteilungsmuster verändert, wodurch sich ein kugelartiges oder ein 4-Strahl-Muster ergibt. Diese zusätzliche, der Vernebelung dienende Luft, ist notwendig während des aus laufenden Zündvorganges, um für eine bessere Vernebelung des durch die Brenn stoffdüse eingespritzten Brennstoffs zu sorgen. Dadurch kann die Emission von unverbranntem Brennstoff reduziert und eine bessere Verteilung des Luft- Brennstoff-Gemisches erzielt werden, um sicherzustellen, daß dieses Gemisch im richtigen, die Ausbreitung des Brennvorganges begünstigenden Zustands der Turbine zugeführt wird. Nachdem die Endphase des Zündvorgangs beendet ist, wird die Zufuhr der Zerstäubungsluft beendet und nur noch Brennstoff durch die Brennstoffdüse kontinuierlich in den Verbrennungsvorgang eingedüst.Since the air supplied by the arrangement is primarily for this purpose is used to provide the fuel needed to ignite the gas turbine to nebulize, it is important that the nebulizing pattern of the escaping air is predictable and the fuel-air mixture to one To deliver spark igniter or a pilot flame or both. From the The injected fuel enters the fuel nozzle in an outward direction expanding conical spray cone. However, at a low burn flow rate of the atomization pressure very low, so that air through the Nozzle cap supplied for further atomization of the injected fuel becomes. In such a case, the conical distribution pattern is changed, which results in a spherical or a 4-beam pattern. These additional air for nebulization is necessary during the off ongoing ignition process in order for better atomization of the by the Brenn to provide fuel injected fuel nozzle. This allows the emission of unburned fuel and better distribution of air Fuel mixture can be achieved to ensure that this mixture in the correct state which favors the spread of the burning process Turbine is fed. After the final phase of the ignition process ends is, the supply of atomizing air is stopped and only fuel continuously injected into the combustion process through the fuel nozzle.

Um sicherzustellen, daß der Luftstrom den Brennstoffstrom fein vernebelt und um ein kugelförmiges Sprühmuster zu erreichen, welches während dieser Ver nebelung erwünscht ist, wird die Luft durch Öffnungen zugeführt, die dieselbe geometrische Ausrichtung wie die Öffnung in der Brennstoffdüse haben, durch welche der Brennstoff eingedüst wird.To ensure that the air flow nebulizes the fuel flow and to achieve a spherical spray pattern, which during this ver fog is desired, the air is supplied through openings that are the same have geometrical alignment like the opening in the fuel nozzle which fuel is injected.

Im Stand der Technik werden konische Oberflächen benutzt, da eine konische Abdichtung, wenn sie erreicht ist, als die beste luftdichte Abdichtung ange sehen wird. Um eine konische Abdichtung mit hoher Qualität und hoher Luftabdichtung zu erhalten, war es jedoch notwendig, eine feine Schleifpaste auf die konische Mantelfläche der Düsenspitze zu geben, bevor die Düsen spitze mit der Düsenkappe in Eingriff gebracht wird. Überdies und dies ist sehr bedeutend, ergeben sich zur Erreichung einer abdichtenden Grenzschicht aufgrund der verwendeten konischen Düsenspitze und der Düsenkappe Spalte an dieser Grenzschicht, wenn das Luftzuführungsrohr eine axiale Expansion erfährt. Dadurch verschlechtert sich die Vernebelungs-Charakteristik der Brennstoff düsen-Anordnung ganz erheblich. Zusätzlich begünstigen solche Spalte die Entstehung von Verunreinigungen, die das Verhalten der Brennstoffdüsen-An ordnung weiter beeinträchtigen. Im übrigen neigen bekannte Düsenanordnungen auch zur Ansammlung von Ablagerungen im Luftzuführungsrohr bzw. Kanal, die die Tendenz unterstützen, die Luftzufuhr zu blockieren und da kein Zu gang zu dem Luftzuführungskanal vorgesehen ist, können diese Ablagerungen auch nicht entfernt werden. Eine bekannte Brennstoffdüse mit konischer An ordnung zwischen der Düsenkammer und der Brennstoffdüse geht aus der US-PS 41 54 056 hervor.In the prior art, conical surfaces are used because a conical one Sealing when reached is considered the best airtight seal will see. To make a conical seal with high quality and high To get airtightness, however, it was necessary to use a fine grinding paste Apply to the conical surface of the nozzle tip before the nozzles tip is engaged with the nozzle cap. Moreover, and this is very significant, result in reaching a sealing boundary layer due to the used conical nozzle tip and the nozzle cap this boundary layer when the air supply pipe undergoes axial expansion. As a result, the nebulization characteristic of the fuel deteriorates nozzle arrangement quite considerably. In addition, such columns favor the Formation of impurities that affect the behavior of the fuel nozzle further impair order. In addition, known nozzle arrangements tend also for the accumulation of deposits in the air supply pipe or duct, that support the tendency to block the air supply and there is no closure is provided to the air supply channel, these deposits also cannot be removed. A well-known conical type fuel nozzle order between the nozzle chamber and the fuel nozzle comes from the US Pat. No. 4,154,556.

Die im Stand der Technik angesprochenen Probleme können auf die Tatsache zurückgeführt werden, daß die Temperatur des durch das Brennstoffzuführungs rohr fließenden Brennstoffs in der Regel bei etwa 38°C liegt. Die Temperatur der Luft in dem Raum zwischen den beiden Rohren kann jedoch einen Wert von etwa 315°C erreichen. Eine solche Temperaturdifferenz zwischen dem Brennstoffzuführungsrohr und dem Luftzuführungsrohr verur sacht eine unterschiedliche axiale Ausdehnung des Luftzuführungsrohres und des Brennstoffzuführungsrohres, wodurch sich eine Öffnung der konischen Ab dichtung zwischen der Brennstoffdüse und der Düsenkappe ergibt. Dies führt zu dem bereits erwähnten Spalt in der dichtenden Grenzschicht zwischen den beiden Teilen. Dieser Spalt stellt einen Bereich dar, in dem sich Verunreini gungen ablagern können oder sich Kohlenstoffablagerungen ergeben, insbeson dere aufgrund des gelegentlichen Rückstaues aus dem Verbrennungsraum, wobei die Ablagerungen einen solchen Umfang annehmen können, daß eine Abdich tung des Spaltes nicht mehr möglich ist. Auch das Luftzuführungsrohr selbst kann durch solche Verunreinigungen verstopft werden. Während des Abschal tens können die konischen Dichtflächen durch Brennstofföle verunreinigt werden, die von der Brennstoffdüse herrühren.The problems addressed in the prior art may be due to the fact be traced back to the temperature of the fuel feed pipe flowing fuel is usually around 38 ° C. The temperature the air in the space between the two tubes, however reach a value of around 315 ° C. Such a temperature difference between the fuel supply pipe and the air supply pipe gently a different axial expansion of the air supply pipe and of the fuel supply pipe, whereby an opening of the conical Ab seal between the fuel nozzle and the nozzle cap. this leads to to the gap in the sealing boundary layer between the both parts. This gap represents an area in which Verunreini deposits or carbon deposits, in particular due to the occasional backflow from the combustion chamber, whereby the deposits can assume such an extent that a seal tion of the gap is no longer possible. The air supply pipe itself can become clogged with such contaminants. During the scarf At least the conical sealing surfaces can be contaminated by fuel oils that come from the fuel nozzle.

In jedem Fall ergibt jeder Spalt zwischen dem Luftzuführungsrohr und der Brennstoffdüsenspitze ein Luftleck, das nachteilige Einflüsse auf die Vertei lung der Zerstäubungsluft hat und zwar in der Weise, daß die Brennstoff- Luftverteilung nicht mehr vorhersagbar ist, wodurch sich ein unregelmäßiges und nicht vorhersagbares Zündverhalten, insbesondere in der Endphase der Zündung, ergibt. Wenn die Verunreinigung der Luftpassagen sehr stark wird, kann die Zufuhr der Zerstäubungsluft völlig unterbunden werden, damit eine einwandfreie Zündung verhindert wird.In any case, each gap between the air supply pipe and the Fuel nozzle tip an air leak, which adversely affects the distribution atomizing air in such a way that the fuel Air distribution is no longer predictable, causing an irregular and unpredictable ignition behavior, especially in the final phase of the Ignition. When the air passage becomes very dirty, the supply of atomizing air can be completely prevented, so that a perfect ignition is prevented.

Ferner wird, wenn die Brennstoffdüsen-Anordnung wie beim Stand der Technik zusammengebaut und in der Verbrennungskammer der Gasturbine montiert ist, es äußerst schwierig, den Luftzuführungskanal mechanisch zu reinigen und die Verunreinigungen zu entfernen, so daß entweder ein Leck im Bereich der dichtenden Grenzschicht oder eine Blockierung der Luftzufuhr die Folge sein kann.Furthermore, if the fuel nozzle arrangement is as in the prior art assembled and assembled in the combustion chamber of the gas turbine, it is extremely difficult to mechanically clean the air supply duct and the To remove contaminants so that either a leak in the area of sealing boundary layer or a blockage of the air supply can.

Es ist daher ein grundsätzliches Ziel der Erfindung, eine Brennstoffdüsen- Anordnung für Gasturbinen zu schaffen, bei der die dichtende Grenzschicht zwischen der Brennstoffdüsenspitze und der Düsenkappe auch während der axialen Expansion des Luftzuführungsrohres konstant beibehalten wird.It is therefore a basic aim of the invention to provide a fuel nozzle To create arrangement for gas turbines at which the sealing boundary layer between the fuel nozzle tip and the nozzle cap even during the axial expansion of the air supply pipe is maintained constant.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved by the features of claim 1 solved.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.Further embodiments of the invention are the subject of dependent claims.

Bei der durch die Maßnahmen der Erfindung vorgesehenen Anordnung ist die Luftpassage für die Reinigung leicht zugänglich und außerdem wird das Luft zuführungsrohr mit Hilfe der Federvorspannung in eine Lage gebracht, in der die als integrale Einheit vorhandene Brennstoffdüse und Düsenkappe auf dem Luftzuführungsrohr einen festen ausgerichteten Sitz hat. Die integrale Brennstoffdüse/Düsenkappe, welche auf das Brennstoffzuführungsrohr aufge schraubt ist, kann leicht vom Brennstoffzuführungsrohr abgenommen werden, um das Luftzuführungsrohr freizugeben, womit auch der als Luftpassage vor handene Ringraum leicht zum Reinigen zugänglich ist.In the arrangement provided by the measures of the invention Air passage easily accessible for cleaning and also the air supply pipe brought into position by means of the spring preload the existing as an integral unit fuel nozzle and nozzle cap the air supply pipe has a tight, aligned fit. The integral Fuel nozzle / nozzle cap, which is placed on the fuel supply pipe screwed, can be easily removed from the fuel feed pipe, to expose the air supply pipe, which also serves as an air passage available annulus is easily accessible for cleaning.

Die Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfol genden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den An sprüchen und der aus einer Figur bestehenden Zeichnung, welche einen axialen Längsschnitt durch die Brennstoffdüsen-Anordnung gemäß der Erfindung zeigt.The advantages and features of the invention also result from the following ing description of an embodiment in connection with the sayings and the drawing consisting of a figure, which has an axial Longitudinal section through the fuel nozzle assembly according to the invention shows.

Gemäß Fig. 1 besteht die Brennstoffdüsen-Anordnung 30 aus einem inneren Brennstoffzuführungsrohr 32 und aus einem äußeren Luftzuführungsrohr 34, das sich axial von einem Flansch 36 am einen Ende des Brennstoffzuführungs rohres aus erstreckt. Das Luftzuführungsrohr 34 ist koaxial und im wesent lichen gleichverlaufend zum Brennstoffzuführungsrohr 32 angeordnet.Referring to FIG. 1, the fuel nozzle assembly 30 comprises an inner fuel supply pipe 32 and an outer air supply pipe 34 extending axially from a flange 36 at one end of the fuel feed pipe from. The air supply pipe 34 is arranged coaxially and in wesent union the same way to the fuel supply pipe 32 .

Das Brennstoffzuführungsrohr 32 trägt an den beiden Enden jeweils ein Innen gewinde, wobei in das Innengewinde 40 am hinteren Ende die nicht dargestell te Brennstoffzuführungsleitung eingeschraubt wird. Am vorderen Ende 48 des Brennstoffzuführungsrohres 32 ist eine integrale Einheit aus einer Brennstoff düse und einer Düsenkappe 49 eingeschraubt, wozu diese Einheit mit einem Gewindeansatz 50 versehen ist. Diese integrale Brennstoffdüse/Düsenkappen einheit 49 ist im Bereich der Düsenspitze als Flansch 51 ausgebildet, der am vorderen Ende 60 des Brennstoffzuführungsrohres 34 mit einem Düsenkappen teil 53 liegt. Eine Beilagscheibe 52 ist zwischen den Flansch 51 und das vor dere Ende des Brennstoffzuführungsrohres auf dem Gewindeteil 50 angebracht, um das Austreten von Lecköl zu verhindern. Der Düsenkappenteil 53 ist mit einer zentrischen Bohrung 54 versehen, die mit dem Brennstoffzuführungs rohr kommuniziert und über welche der Brennstoff austritt. Ferner sind in dem Düsenkappenteil 53 eine Vielzahl von kleinen Bohrungen 56 in gleichwinkliger Ausrichtung um die zentrische Bohrung 54 herum angeordnet, die mit dem der Luftzufuhr dienenden Ringraum 58 in Verbindung stehen und den der Zer stäubung dienenden Luftstrom in einer konvergierenden Richtung auf den durch die zentrale Bohrung 54 ausgesprühten Brennstoffstrahl richten. Wie bereits erwähnt, erstreckt sich das Luftzuführungsrohr 34 koaxial zu dem Brennstoff- Zuführungsrohr 32 in einem räumlichen Abstand zu diesem, so daß der für die Luftzufuhr vorgesehene Ringraum 58 zwischen den Mantelflächen der bei den Rohre entsteht. Das vordere Ende 60 des Luftzuführungsrohres 34 liegt an dem Düsenkappenteil 53 an und zwar wie nachfolgend noch erläutert wird, um zwischen dem Luftzuführungsrohr und dem Brennstoffzuführungs rohr den luftführenden Ringraum abzudichten.The fuel supply pipe 32 carries at both ends an internal thread, wherein the fuel supply line, not shown, is screwed into the internal thread 40 at the rear end. At the front end 48 of the fuel supply pipe 32 , an integral unit from a fuel nozzle and a nozzle cap 49 is screwed, for which purpose this unit is provided with a threaded extension 50 . This integral fuel nozzle / nozzle cap unit 49 is formed in the region of the nozzle tip as a flange 51 which is located at the front end 60 of the fuel supply pipe 34 with a nozzle cap part 53 . A washer 52 is mounted between the flange 51 and the front end of the fuel supply pipe on the threaded part 50 to prevent leakage of oil. The nozzle cap part 53 is provided with a central bore 54 which communicates with the fuel supply pipe and through which the fuel exits. Furthermore, in the nozzle cap part 53, a plurality of small bores 56 are arranged in the same angular orientation around the central bore 54 , which are in communication with the air supplying annular space 58 and the atomizing air flow in a converging direction towards the through the central Align bore 54 with the sprayed fuel jet. As already mentioned, the air supply pipe 34 extends coaxially to the fuel supply pipe 32 at a spatial distance therefrom, so that the annular space 58 provided for the air supply arises between the lateral surfaces of the pipes. The front end 60 of the air supply pipe 34 rests on the nozzle cap part 53 , specifically as will be explained below, in order to seal the air-guiding annular space between the air supply pipe and the fuel supply pipe.

Der Flansch 36, mit welchem die Brennstoffdüsenanordnung an der Gasturbine befestigt wird, erstreckt sich vom Brennstoffzuführungsrohr 32 aus und hat einen Zulauf 38, in dem ein Innengewinde zum Einsetzen einer nicht dar gestellten Luftzuführungsleitung vorgesehen ist. Dieser Zulauf 38 steht mit dem Ringraum 58 in Verbindung. Im Flansch 36 ist ferner zumindest eine Senkbohrung 42 angebracht, in der eine Vorspannfeder 44 liegt.The flange 36 , with which the fuel nozzle assembly is attached to the gas turbine, extends from the fuel supply pipe 32 and has an inlet 38 in which an internal thread is provided for inserting an air supply line, not shown. This inlet 38 is connected to the annular space 58 . In the flange 36 , at least one counterbore 42 is also provided, in which a biasing spring 44 lies.

Bei der Montage des Luftzuführungsrohres 34 auf dem Brennstoff zuführenden Rohr 32 wird die Feder 44 zusammengepreßt und übt eine Druckkraft auf eine angefaste Beilagscheibe 46 aus, die auf einen Sprengring 47 wirkt und einen axialen Druck auf das Luftzuführungsrohr 34 einleitet. Bei der Montage wird die integrale Brennstoffdüse/Düsenkappeneinheit 49 auf das Brennstoff zuführungsrohr 34 aufgeschraubt, bis der Flansch 51 dicht an dem vorderen Ende des Brennstoffzuführungsrohres 34 anliegt. Nach diesem Befestigen des Düsenkappenteils 53 an dem Brennstoffzuführungsrohr 32 liegt auch das vor dere Ende des Luftzuführungsrohres 34 aufgrund der Vorspannung der Feder 44 an dem Düsenkappenteil 53 mit dichter Passung an. Damit sind sowohl das Brennstoffzuführungsrohr 32 als auch das Luftzuführungsrohr 34 gegen einander abgedichtet, so daß keine der Zerstäubung dienende Luft durch Lecken austritt, was die Zerstäubung des Brennstoffes nachteilig beeinflussen würde.When mounting the air supply pipe 34 on the fuel supply pipe 32 , the spring 44 is compressed and exerts a compressive force on a chamfered washer 46 , which acts on a snap ring 47 and initiates an axial pressure on the air supply pipe 34 . During assembly the integral fuel nozzle / nozzle cap unit is screwed onto the fuel supply tube 34 49, applied to the flange 51 close to the front end of the fuel supply pipe 34th After this attachment of the nozzle cap part 53 to the fuel supply pipe 32 , the front end of the air supply pipe 34 also bears against the nozzle cap part 53 with a tight fit due to the pretension of the spring 44 . So that both the fuel supply pipe 32 and the air supply pipe 34 are sealed against each other, so that no atomizing air leaks, which would adversely affect the atomization of the fuel.

Der Sprengring 47, der unter dem Druck der angefasten Scheibe 46 steht, wird radial nach außen gedrückt und legt sich damit am Umfang der Paß fläche im Flansch 36 am Brennstoffzuführungsrohr 34 an. Dadurch wird auch ein Spalt zwischen dem Flansch 36 und dem Luftzuführungsrohr 34 und somit ein Austreten von Leckluft vermieden. Die luftdichte Abdichtung ergibt sich durch die Wirkung dieses Sprengringes im Flansch 36.The snap ring 47 , which is under the pressure of the chamfered washer 46 , is pressed radially outwards and thus lies on the circumference of the pass surface in the flange 36 on the fuel feed pipe 34 . This also prevents a gap between the flange 36 and the air supply pipe 34 and thus prevents leakage of air from escaping. The airtight seal results from the action of this snap ring in the flange 36 .

Die Ausrichtung des der Luftzufuhr dienenden Ringraumes 58 auf die Öff nungen 56 erfolgt mit Hilfe einer Lippe 62 an dem Düsenkappenteil 53. Wenn der Gewindeabschnitt 50 des integralen Brennstoffdüse-Düsenkappenelementes 49 dicht auf das Brennstoffzuführungsrohr 53 geschraubt wird, legt sich die Lippe 62 gegen den vorderen Teil 61 des Endabschnittes 60. Da Ineinander greifen des vorderen Teiles 61 und der Lippe 62 bewirkt auch eine Ausrich tung des Luftzuführungsrohres 34 auf das integrale Brennstoffdüse-Düsen kappenelement 49 und bewirkt die gewünschte Ausrichtung des Ringraumes 58 auf die Öffnungen 56, so daß die zugeführte Luft über die Öffnungen 56 austreten kann. The alignment of the air supply serving annular space 58 on the openings 56 is carried out with the aid of a lip 62 on the nozzle cap part 53rd When the threaded portion 50 of the integral fuel nozzle cap member 49 is screwed tightly onto the fuel supply pipe 53 , the lip 62 bears against the front portion 61 of the end portion 60 . Since interlocking of the front part 61 and the lip 62 also causes an alignment of the air supply pipe 34 on the integral fuel nozzle nozzle cap member 49 and causes the desired orientation of the annular space 58 on the openings 56 , so that the air supplied through the openings 56 exit can.

Wenn die Brennstoffdüsen-Anordnung 30 gemäß der Erfindung normalen Be triebsbedingungen unterworfen ist, d. h. wenn keine extremen Temperatur differenzen zwischen dem durch das Brennstoff-Zuführungsrohr 32 fließenden Brennstoff und dem Luftzuführungsrohr 34 bestehen, sind die beiden einer seits Luft und andererseits Brennstoff führenden Rohre gegeneinander an den Grenzflächen abgedichtet und es ist infolge des fehlenden Spaltes eine Ver unreinigung der Luftpassage nicht zu erwarten. Die Vernebelung des Brenn stoffes erfolgt in der Regel in der gewünschten Weise unter Ausbildung eines kugelartigen Sprühmusters.If the fuel nozzle assembly 30 according to the invention is subjected to normal operating conditions, ie if there are no extreme temperature differences between the fuel flowing through the fuel supply pipe 32 and the air supply pipe 34 , the two are on the one hand air and on the other hand fuel pipes against each other the interfaces sealed and due to the missing gap, contamination of the air passage is not to be expected. The fuel is usually nebulized in the desired manner to form a spherical spray pattern.

Wenn die Brennstoffdüsen-Anordnung gemäß der Erfindung bezüglich dem Luft zuführungsrohr eine axiale Expansion erfährt, was bei extremen thermischen Betriebsbedingungen der Fall ist, dehnt sich das Luftzuführungsrohr 34 mehr in axialer Richtung als das Brennstoffzuführungsrohr 32 aus. Bei dieser Aus dehnung des Luftzuführungsrohres 34 verschiebt sich das vordere Ende 60 axial bezüglich des Düsenkappenteils 53. Dies führt dazu, daß die dichtende Grenzschicht zwischen dem vorderen Ende 60 und dem Düsenkappenteil einem höheren Dichtdruck ausgesetzt wird, wodurch sich die Abdichtung zwischen den beiden Teilen verstärkt und das Austreten von Leckluft verhindert wird. Eine weitere axiale Ausdehnung des Luftzuführungsrohres 34 führt zu einer stär keren Kompression der Vorspannfeder 44. Diese vergrößerte axiale Kraft aufgrund der Spannung der Vorspannfeder 44 wirkt auf die Beilagscheibe 46 und den Sprengring 47, wodurch eine Abdichtung des luftführenden Raumes auch im Flanschbereich mit zunehmender Temperaturdifferenz durch stärkere Anpressung sichergestellt ist.When the fuel nozzle assembly according to the invention experiences axial expansion with respect to the air supply tube, which is the case in extreme thermal operating conditions, the air supply tube 34 expands more axially than the fuel supply tube 32 . In this expansion from the air supply pipe 34 , the front end 60 shifts axially with respect to the nozzle cap part 53rd This results in the sealing boundary layer between the front end 60 and the nozzle cap part being subjected to a higher sealing pressure, which strengthens the seal between the two parts and prevents leakage of air from escaping. A further axial expansion of the air supply pipe 34 leads to a stronger compression of the biasing spring 44th This increased axial force due to the tension of the biasing spring 44 acts on the washer 46 and the snap ring 47 , whereby a sealing of the air-guiding space is ensured even in the flange area with increasing temperature difference due to greater pressure.

Bei der beschriebenen Anordnung der Brennstoffdüse und den Luftaustritts bohrungen in der Düsenkappe befinden sich diese immer in derselben räum lichen Zuordnung zueinander, was besonders wichtig für den Startbetrieb ist, da durch die Vermeidung von austretender Leckluft der Luftstrom für die Brennstoffzerstäubung nicht gestört wird. Da gleichzeitig mit der Auswechs lung einer Brennstoffdüse automatisch auch die Luftaustrittsöffnungen bzw. Düsen ersetzt werden, ist ein einwandfreies Zusammenarbeiten dieser Teile sichergestellt.With the described arrangement of the fuel nozzle and the air outlet holes in the nozzle cap are always in the same room assignment to each other, which is particularly important for start-up operations, because by avoiding leaking air, the air flow for the Fuel atomization is not disturbed. Since at the same time as the replacement the air outlet openings or Replacing nozzles is a perfect cooperation of these parts ensured.

Claims

1. Fuel nozzle arrangement for a gas turbine with a fuel supply pipe and an air supply pipe, which surrounds at least a part of the fuel supply pipe at a distance, so that a free annular space between the two pipes for supplying air from the flange region of the fuel Feed pipe to the opposite nozzle area is formed, characterized in that

- That a fuel nozzle / nozzle cap element ( 53 ) is arranged at the nozzle-side end ( 48 ) of the fuel supply pipe ( 32 ),
- That the element ( 53 ) has a central opening ( 54 ) serving for fuel atomization,
- That air channels ( 56 ) are arranged along a circumferential line around the centrally located opening ( 54 ) and communicate with the air-supplying annular space ( 58 ) and atomize the air supplied under pressure,
- That the air supply pipe ( 34 ) at its front end ( 60 ) has a seat for the fuel nozzle / nozzle cap element ( 53 ),
- And that devices are provided on the flange ( 36 ) to the air supply pipe ( 34 ) slidably under spring tension to keep the pipe end ( 60 ) in engagement with the integral fuel nozzle / nozzle cap element ( 53 ).

2. Fuel nozzle arrangement according to claim 1, characterized in that

- That the air supply pipe ( 34 ) is arranged in the flange ( 36 ) with a sealing sliding fit and that springs ( 44 ) are held in blind bores ( 42 ) in the flange ( 36 ) and the air supply pipe ( 34 ) against the fuel nozzle / nozzle cap element ( 53 ) preload.

3. Fuel nozzle arrangement according to claim 2, characterized in that

- That a snap ring ( 47 ) is arranged in the flange ( 36 ), which rests sealingly under the bias of the springs ( 44 ) on the wall of the recess, along which the nozzle opposite the end of the air supply pipe is displaceable along.

4. Fuel nozzle arrangement according to claim 3, characterized in that

- That the snap ring ( 47 ) has a circumferential chamfer surface which rests on the chamfer surface of a washer ( 46 ) in such a way that the washer presses the snap ring ( 47 ) sealingly outwards against the sliding surface under the pressure of the springs.