DE2329367C2 - Combustion chamber for gas turbine - Google Patents
Combustion chamber for gas turbineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Brennkammer für ein Gasturbinentriebwerk, mit einem Flammrohr, einem Luft/.ufuhrkanal, der vom Flammrohrinnercn durch die Flammrohrwand getrennt ist. mehreren Öffnungen in der Flammrohrwand. die für eine Verbindung /wischen dem l.uftzufuhrkanal und dem Inneren des Flammrohrs sorgen. Öffnungen, die derart gerichtet sind, daß die durch sie hindurchtrclende Luft innerhalb des Flammrohrs längs der Flammrohrwand fließt, und im Abstand zu den Öffnungen angeordneten Ablenkplatten, die von der llammrohrwand in das Fhimmrohrinnere derart vorstehen, daß von den Öffnungen kommende, längs der Flammrohrwand fließende Luft abgelenkt wird.The invention relates to a combustion chamber for a gas turbine engine, with a flame tube, a Air / supply channel, which from the flame tube interior through the Flame tube wall is separated. several openings in the flame tube wall. the for a connection / swipe the air supply duct and the interior of the flame tube. Openings which are directed such that the air flowing through them flows within the flame tube along the flame tube wall, and at a distance to the openings arranged baffles, which from the llammrohrwand in the Fhimmrohrinnerern in such a way protrude that coming from the openings, along the Flame tube wall flowing air is deflected.
Aus der britischen Patentschrift !2H9r>25 ist es bekannt, einen Großteil der Luft durch eine Öffnung in der Flammrohrrückwand in die Brennkammer einzuführen und nur einen geringen Teil Jerart. daß die Luft entlang der Innenwand des Flammrohrs streicht, um diese abzukühlen. Während der I lauptluftstrom eine günstige Richtung für die Verbrennung aufweist, abet keine kühlende Wirkung auf die Brennkammerwaiid ausübt, wird durch die entlang der Brennkammerinnenwand eingeführte Luft zwar eine Kühlung iLt Brennkammerwand erreicht, aber diese Luft weist eine fur den Verbrennungsvorgang ungünstige Richtung auf.From the British patent! 2H9 r > 25 it is known to introduce a large part of the air into the combustion chamber through an opening in the rear wall of the flame tube and only a small part of Jerart. that the air sweeps along the inner wall of the flame tube in order to cool it down. While the main air flow has a favorable direction for combustion, but has no cooling effect on the combustion chamber wall, the air introduced along the inner wall of the combustion chamber achieves cooling in the combustion chamber wall, but this air has an unfavorable direction for the combustion process.
Zur Ablenkung der Strömung /um Flammrohrinneren hin ist es aus der britischen Patentschrift 12 89 52J ebenfalls bekannt. Ablenkplatten vorzusehen, die von der Flammrohrwand ins Flammrohrinnere vorstehen.To deflect the flow / around the inside of the flame tube it is from British patent specification 12 89 52J also known. Provide deflection plates that protrude from the flame tube wall into the interior of the flame tube.
ϊ Für eine optimale Verbrennung ist es außerordentlich wichtig, daß innerhalb der Brennkammer zwei Wirbelzonen gebildet werden, die durch die einströmende Luft erzeugt werden. Ferner zeigt es sich, dall die durch Wirbelzonen entstehende intensive Verbrennung eineϊ It is extraordinary for optimal combustion It is important that two vortex zones are formed within the combustion chamber, which are caused by the inflowing air be generated. It also shows that the intense combustion caused by the vortex zones is a
ίο große Hitze erzeugt, die eine gute Kühlung der Wände notwendig macht. Hierdurch entstanden zwei einander widersprechende Forderungen, und zwar einerseits für eine optimale Kühlung die gesamte Luft entlang der Innenwände einzuführen und andererseits die Luft zurίο generates great heat that cools the walls well makes necessary. This gave rise to two contradicting demands, on the one hand for an optimal cooling to introduce all the air along the inner walls and on the other hand the air for
Γ Wirbelbildung rechtwinklig oder schräg zu den Flammrohrwänden einströmen zu lassen.Γ Allow vortex formation to flow in at right angles or at an angle to the flame tube walls.
Aufgabe der hrfindung ist es. eine Brennkammer der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß bei einer optimalen Kühlung der Flammrohrwände durch die eingeführte Luft zusätzlich durch diese Luft eine Wirbelbildung in der Brennkammer erreicht wird.It is the task of finding the answer. a combustion chamber of to improve the type mentioned in such a way that at an optimal cooling of the flame tube walls by the introduced air additionally by this air Vortex formation is achieved in the combustion chamber.
Diese Aufgabe wird erfindiingsgemäß dadurch gelöst, daß zur Umlenkung der entlang der Flammrohrwand fließenden Luft von den Ablenkplatten sich einzelne,This object is achieved according to the invention in that to deflect the along the flame tube wall air flowing from the baffles
>i über den Umfang verteilte Vorsprünge im Abstand von der Flammrohrwand in eine Richtung quer zu den Ablenkplatten unc? entgegengesetzt der .Strömungsrichtung der entlang der Flammrohrwand fließenden Luft erstrecken.> i projections distributed over the circumference at a distance of the flame tube wall in a direction transverse to the baffles unc? opposite to the direction of flow of the air flowing along the flame tube wall.
«ι Bei der erfindungsgemäßen Brennkammer wird der größte Teil der Luft zuerst zum Kühlen der Flammrohrwände verwendet und danach diese Luft derart abgelenkt, daß durch sie Wirbelzonen erzeugt werden. Hierdurch wird nicht nur eine gute Kühlung derIn the combustion chamber according to the invention, the Most of the air is first used to cool the flame tube walls and then this air is used in this way distracted so that vortex zones are created by them. This not only ensures good cooling of the
>") Flammrohrwände, sondern auch eine optimale Verbrennung erzielt. Durch die einzelnen Vorsprünge entstehen radiale und schräg gerichtete üoppelstrahlen, die einander abwechseln und zwischen denen eine besonders intensive Verwirbelung sich b'ldet.> ") Flame tube walls, but also optimal combustion achieved. The individual projections create radial and obliquely directed double rays, which alternate with each other and between which a particularly intense turbulence is formed.
Vorzugsweise wird vorgeschlagen, daß die Ablenkplatten Streifen sind, die mit ihrer einen Seite an der Innenseite der Flammrohrwand befestigt sind und die an der anderen Seile mit einer Reihe im Abstand angeordneter Ausnehmungen versehen sind, und daßIt is preferably proposed that the baffles are strips that have one side on the Inside of the flame tube wall are attached and those on the other ropes with a row at a distance arranged recesses are provided, and that
■■'< die Vorsprünge von den Ablenkplatten vom Grund der Ausnehmung ausgehen. Eine exakte Ausrichtung des Luftstroms auf die Ablenkplatten wird dadurch erreicht, daß in den Öffnungen, durch welche die Luft durch die Flammrohrwändeeinströmt. Führungsstreifen angcord- ■■ '< the projections from the baffles extend from the bottom of the recess. An exact alignment of the air flow on the baffle plates is achieved in that in the openings through which the air flows in through the flame tube walls. Guide strips angcord
■■> net sind, die den durch die Öffnung hindurchtrelenden Luftstrom parallel /ur Innenwand des Flammrohrs auf die Ablenkplatten richten.■■> net, which pass through the opening Direct the air flow parallel to the inner wall of the flame tube at the baffles.
Die Erfindung ist nachstehend anhand eines Aiisführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die ZeichnungenThe invention is illustrated below using an exemplary embodiment with reference to the drawings
>"> näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt> "> explained in more detail. In the drawings shows
Fig. 1 ein Schnitt durch einen Teil einer Brennkammer gemäß der Hrfindung undFig. 1 is a section through part of a combustion chamber according to the invention and
F ig. 2 ein Schnitt an der Linie Λ-Λ der F i g. I.Fig. 2 a section on the line Λ-Λ of FIG . I.
Die Brennkammer weist ein ringförmiges FlammrohrThe combustion chamber has an annular flame tube
mi 1 auf, das von einem ringförmigen Luftzufuhrkanal 2 umgeben ist. der vom I lammrohr 1 durch eine im wesentlichen loroitlale Wand i des Flammrohis I getrennt ist.mi 1, which is surrounded by an annular air supply duct 2. which is separated from the lamb tube 1 by a substantially loroitlale wall i of the flame tube I.
Ein ringförmiger l.ufieinlal! 4 dient da/u. I.till demA ring-shaped l.ufialal! 4 serves there / u. I. to that
·-■"· Luftzufuhr kanal 2 zuzuleiten, und eine Anzahl von Brennsloffeinspril/vorrichtungen 5 dienen dazu. Brennstoff in das Flammrohr I zusammen mit l'rimärluft vom l.iiftzufiihrkanal 2 ein/usprn/en. H;is flammrohr· I isi· - ■ "· Air supply duct 2 and a number of Brennslaffeinspril / devices 5 are used. fuel into the flame tube I together with primary air from the oil supply duct 2. H; is flammrohr I isi
mit einem ringförmigen Abgasuuslaß 6 versehen.provided with an annular exhaust outlet 6.
Pie Wand 3 hat einen zusammengesetzten Aufbau und ist mit einer Folge von Löchern 7,8 und 9 versehen, die eine Verbindung zwischen dem Zufuhrkanal 2 und dem Inneren des Flammrohrs herstellen. Die Folge von Löchern 7 sind mit Ablenkungen 10 versehen, so dall Luft längs der Innenseite der Wand 3 eingeführt wird, um eine Kühlung der Wand zu verbessern. Die Folge von Löchern Ä sind entsprechend mit Ablenkungen 11 versehen, um für einen Strom längs der Wand 3 /u sorgen, jedoch richten die meisten Ablenkungen 11 den Luftstrom in eine Richtung vom Auslaß 6 weg in Richtung auf die Brennstoffeinspritzvorrichtungen 5. Die Folge von Löchern 9 sind durch zwei ringförmige Wellenstreifen 12 (siehe Fig. 2) gebildet, die /wischen aufeinanderfolgenden, sicii überlappenden Partien der Wand 3 sitzen, wobei die Wellenstreifen 12 im Effekt einen Teil der Wand 3 bilden, der sich quer zu den Teilen der Wand zu beiden Seilen desselben erstreckt. Auf diese Weise sind die Löcher 9 so angeordnet, daß Luft längs der Wand 3 in das Flammrohr I eingelassen wird. Aus Fig.! ist zu ersehen, daß die Löcher f> die in den äußeren Teil der Wand 3 geformt sind, dazu dienen. Luft in Richtung auf die Brennstoffeinspritzvorrichtungen 5 zu richten, während die Löcher 9 in dem inneren Teil der Wand 3 dazu dienen, Luft von den Brennstoffeinspritzvorrichtungen 5 weg zu richten. An einer Stelle stromabwärts von den Löchern 9 sind jeweils Ablenkplatten 13 vorgesehen, die von der Wand 3 an der Innenseite des Flammrohrs I vorstehen und durch ringförmige Streifen gebildet sind, die mit einer Seite mit der Wand 3 verbunden sind, während sie mit ihre, anderen Seite in das Flammrohr 1 ragen und dort mit einer Folge im Abstand angeordneter Ausnehmungen 14 versehen sind. Ferner sind mehrere im Abstand angeordnete Vorsprünge 15 an jeder Ablenkplatte 13 vorgesehen, die im rechten Winkel von diesen vom Grunde der betreffenden im Absland ungeordneten Ausnehmungen 14 vorzustehen. Aus F i g. 1 ist /u ersehen, daß jeder Vorsprung 15 sich im wesentlichen parallel zur Wand 3 erstreckt, an der die zugehörigePie wall 3 has a composite structure and is provided with a series of holes 7, 8 and 9, which establish a connection between the supply duct 2 and the interior of the flame tube. The consequence of Holes 7 are provided with baffles 10 so that air is introduced along the inside of the wall 3, to improve the cooling of the wall. The sequence of holes Ä are correspondingly with deflections 11 provided to provide a flow along the wall 3 / u, but most of the deflections 11 direct the Air flow in a direction away from the outlet 6 towards the fuel injectors 5. The series of holes 9 are formed by two ring-shaped wavy strips 12 (see FIG. 2) which wipe successive, sicii overlapping portions of the Wall 3 sit, wherein the wave strips 12 form part of the wall 3 in effect, which extends across the parts the wall extends to both ropes of the same. In this way the holes 9 are arranged so that air is let into the flame tube I along the wall 3. From Fig.! it can be seen that the holes f> which are molded into the outer part of the wall 3, serve. air towards the fuel injectors 5, while the holes 9 in the inner part of the Wall 3 serve to direct air away from fuel injectors 5. At one point baffle plates 13 are provided downstream of the holes 9, from the wall 3 on the inside of the flame tube I protrude and are formed by annular strips with one side are connected to the wall 3, while they protrude with their, other side in the flame tube 1 and there with a sequence of spaced-apart recesses 14 are provided. There are also several at a distance arranged projections 15 are provided on each baffle 13, which are at right angles to these from Reason of the concerned in the Absland disordered Recesses 14 protrude. From Fig. 1 it can be seen that each projection 15 is essentially extends parallel to the wall 3 on which the associated
s Ablenkplatte 13 angebracht ist, und zwar in Richtung auf die Folge von Löchern 9, die der Ablenkplatte 13 zugeordnet sind.s baffle 13 is attached, in the direction to the sequence of holes 9 which are assigned to the deflector plate 13.
Die Ablenkplatte 13 ist an der Innenseite der Wand 3 angebracht und sitzt gleichzeitig an einer der FolgenThe baffle 13 is attached to the inside of the wall 3 and at the same time sits on one of the sequences
iü von Löchern 8, derart, daß die in das Flammrohr 1 eintretende Luft von den Löchern 8 her nicht nur von der Ablenkung 11, die ihnen zugeordnet isi, sondern auch von der Fläche der Ablenkplatte 13 abgelenkt wird, die von den Vorsprüngen 15 abgewundt ist. Aufiü of holes 8, such that the in the flame tube 1 air entering from the holes 8 not only from the deflection 11 that is assigned to them, but is also deflected by the surface of the deflector plate 13 which is rounded from the projections 15. on
Ii den Seiten der Ablenkplatte 13, die der Folge von Löchern 9 an dem äußeren Teil der Wand 3 gegenüberliegen, sind eine weitere Fo'ge von Löchern 16 vorgesehen, die eine direkte Verbindung /wischen dem Luftkanal 2. und dem Flammrohr 1 herstellen, wobei diese Folge von Löchern 16 nicht mit Ablenkungen versehen sind und mit ihren Achsen in einer radialen Richtung in bezug aui die Achse des Flammrohrs 1 geführt sind.On the sides of the baffle 13 which are opposite the series of holes 9 on the outer part of the wall 3, another series of holes 16 are provided which establish a direct connection between the air duct 2 and the flame tube 1, whereby this sequence of holes 16 are not provided with deflections and are guided with their axes in a radial direction with respect to the axis of the flame tube 1.
Die vorstehend beschriebene Brennkammer ist besonders wirkungsvoll, weil fast die gesamte Luft, etwa 96%, zu Zwecken der Kühlung verwendet und dann von den Ablenkplatten 13 mit den Vorsprüngen 15 abgelenkt wird, um am Verbrennungsvorgang teilzunehmen. Im Gegensatz dazu wird bei herkömmlicherThe combustion chamber described above is particularly effective because almost all of the air, for example 96%, used for cooling purposes and then from the baffles 13 with the projections 15 is distracted to take part in the combustion process. In contrast, with conventional
jo Anordnung etwa 40% der Luft als Kühlluft eingeführt, die im großen Maße auf Bereiche nahe an der Flammrohrwand beschrankt ist und nicht abgelenkt wird, um am Verbrennungsvorgang teilzunehmen. Diese letzte Anordnung hat einen unerwünschten tiffekt aufjo arrangement about 40% of the air is introduced as cooling air, which is largely restricted to areas close to the flame tube wall and is not distracted to take part in the combustion process. This latter arrangement has an undesirable effect
!■"> die Temperaturverteilung am Auslaß der Brennkammer. ! ■ "> the temperature distribution at the outlet of the combustion chamber.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| D2 | Grant after examination | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |