DE2326302C2 - Verbrennungseinrichtung zur kontinuierlichen Verbrennung eines Luft-Brennstoff-Gemisches, insbesondere für Gasturbinen - Google Patents

Verbrennungseinrichtung zur kontinuierlichen Verbrennung eines Luft-Brennstoff-Gemisches, insbesondere für Gasturbinen

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DE2326302C2
DE2326302C2 DE2326302A DE2326302A DE2326302C2 DE 2326302 C2 DE2326302 C2 DE 2326302C2 DE 2326302 A DE2326302 A DE 2326302A DE 2326302 A DE2326302 A DE 2326302A DE 2326302 C2 DE2326302 C2 DE 2326302C2
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbrennungseinrichtung zur kontinuierlichen Verbrennung eines Luft-Brennstoff-Gemisches, insbesondere für Gasturbinen, init einer Mischkammer, in der eine turbulent zugeführte Luftströmung und Brennstoff vermischt werden, mit einer achsgleich angeordneten Reaktionskammer, in der das Luft-Brennstoff-Gemisch gezündet und verbrannt wird, und mit einer Abschreckkammer, in der die Temperatur der Verbrennungsgase durch Zufuhr von weiterer Luft herabgesetzt wird.
Bei Dauerversuchen mit Gasturbinen unter Verwendung einer Verbrennungseinrichtung auch der vorgenannten Art wurde bis jetzt festgestellt, daß bei höheren Verbrennungstemperaturen des in der Reaktionskammer gezündeten Luft-Brennstoff-Gemisches die Auspuffgase einen unerwünscht hohen Anteil an Stickstoff-
5 oxid enthalten. Wenn die Verbrennungstemperaturen zur Verringerung dieses Stickstoffoxidanteils der Ausputigase mit einer entsprechend verringerten Zufuhr des Brennstoffes herabgesetzt wurden, dann ergab sich daraus ein schlechterer Leistungsfaktor
ίο generell über alle unterschiedlichen Betriebszustände der Gasturbine, so daß die höheren Verbrennungstemptraturen vorgezogen wurden und man statt dessen versuchte, die Verringerung des Stickstoffoxidanteils der Auspuffgase über die der Reaktionskammer
ι -: nachgeschaltete Abschreckkammer zu beeinflussen. Die in der Reaktionskammer vor der Zündung des Luft-Brennstoff-Gemisches vorherrschenden Verhältnisse können jedoch auch dabei nicht völlig unberücksichtigt bleiben. Insoweit ist davon auszugehen, daß in dieser Reaktionskammer eine Verwirbelung der Gemischanteile stattfindet, wobei zwischen einer natürlicher; und einer forcierten Wirbe'schichtung unterschieden werden kann. Bei der natürlichen Wirbelschichtung erfahren die einzelnen Gemischanteile eine ständige Relativbewegung, wodurch ihre Vermischung verstärkt und damit der Gesamtwirkungsgrad der Verbrennung erhöht wird. Bei dieser natürlichen Wirbelschichtung erfahren jedoch die einzelnen Gemischanteile aufgrund einer relativ kurzen Verweilzeit in der Reaktionskam-
jo mer nur eine geringe Homogenisierung. Diese intensive Vermischung der einzelnen Gemischanteile ist andererseits bei der forcierten Wirbelschichtung nicht feststellbar, die in der Reaktionskammer für den Zweck aufrecht erhalten werden muß, optimale Verhältnisse für die Zündung des Luft-Brennstoff-Gemisches und ein stabiles Brennen der Flamme zu erhalten. Bezüglich der Flammenbildung liegt dabei die Vorstellung vor. daß sich die Flamme nur innerhalb der Reaktionskammer aus der Zone der forcierten Wjrbelschichtung in die Zone der natürlichen Wirbekshichti.rg ruhig ausbreiten sollte, was bis jetzt nur mit einer äußerst diffizilen Regelung bei der Zufuhr der Gemischanteile in die Reaktionskammer erreicht werden konnte.
Bei einer aus der US-PS 26 21477 bekannten Verbrennungseinrichtung der eingangs genannten Art weist die Mischkammer im wesentlichen eine zu der Reaktionskammer koaxiale Anordnung innerhalb einer Luftkammer auf, wobei ihr mit einer Beschaufelung versehenes Einlaßende an diese Luftkammer so angeschlossen ist. daß die in die Luftkammer axial einströmende Luft durch die Beschaufelung eine Strömung durch die Mischkammer in der entgegcnge s'Uten Richtung erfährt und dabei so stark verwirbelt wird, daß der stromabwärts von dieser Beschaufelung in die Mischkammer zugeführte Brennstoff im Zusammen wirken mit der heißen Wand der Reaktionskammer eine Verdampfung erfährt. Das in der Mischkammer vermischte Luft-Brennstoff-Gemisch erfährt danach eine nochmalige Umlenkung im Bereich des in der Achse der Reaktionskammer ausgebildeten Auslaßen des der Mischkammer, wo es dann am Einlaßende der Reaktionskammer, an welchem weiterer Brennstoff zugeführt werden kann, sofort gezündet wird. Mit einer Verbrennungseinriclitung dieser Ausbildung ist jedoch
bi kein optimaler Verbrennungsablauf im Sinne einer optimalen Verringerung des Stickstoffoxidanteils der Auspuffgase erreichbar, weil die Vergasung des Brennstoffes abhängig ist von den Wandtemperaturen
der Reaktionskammer und daher besonders die Anfahrphase entsprechend kritisch ist. Weiterhin geht durch die nochmalige Umlenkung des Luft-Brennstoff-Gemisches vor dessen Zuführung in die Reaktionskammer die in der Mischkammer bewirkte forcierte Wirbelschichtung zumindest teilweise wieder verloren, so daß in der Reaktioniskammer relativ beruhigte Verbrennungszonen entstehen, die zu einem ungleichformigen Verbrennungsablauf führen und damit eher zu einer Vermehrung als 211 einer Verringerung des Stickstoffoxidanteik der Auspuffgase beitragen.
Aus rip- US-PS 33 68 6CW ist eine Verbrennungseinriclitung oiine eine der Reaktionskammer vorgeschaltete Mischkammer bekannt, bei der die über ihren Umfang mit einer Vielzahl einzelner Einströmöffnungen versehene Reaktionskammer von einem Siebkörper umgeben ist, über dessen Sieböffnungen die Luft aus einer äußeren Luftkammer in eine Ringkammer und aus dieser in die Reakiionskammer zugeführt wird. Die Luftströmung innerhalb der Reaktionskammer findet daher bei dieser Verbrennungseinrichtung unter reduzierten Druckverhältnissen statt und erfährt nur dadurch eine die Vermischung mit dem in der Achse der Reaktionskammer zugeführten Brennstoff untei stützende Verwirbelung, das aus der Ringkammer zusäuliche Luft auf an die sich an einer Lochplatte ausbildende Flammenbasis zugeführt wird. Damit wird bei dieser bekannten Verbrennungseinrichtung der Zweck verfolgt, an der Lochplatte eine von der Strömungsgeschwindigkeit des zugeführten Brennstoffes unabhängige, relativ breit ausgebildete Flammenbasis als Vorpussetzung dafür zu schaffen, jede Pulsation der folglich die Reaktionskammer weitgehend ausfüllenden Flamme zu unterdrücken. Diese Vorkehrungen für eine stabile Brennweise der Flamme werden bei dieser bekannten Verbrennungseinrichtung weiterhin dadurch unterstützt, daß eine im Anschluß an die Reaktionskammer vorgesehene Abschreckkammer ohne Zwischenschaltung eines entsprechenden Siebkörpers unmittelbar an die äußere Luftkammer angeschlossen ist, wobei eine im Übergang der Reaktionskammer zu der Abschreckkammer vorgesehen ,'.uslaßdüüe den Zweck erfüllt, den in der Reaktionskammer stattfindenden primären Verbrennungsablauf untersütj:end zu vergleichmäßigen. Auch mit dieser Verbrennungseinrichtung ist es jedoch nicht möglich, den Stickstoffoxidanteil der Auspuffgase insbesondere für die Verhältnisse einer Gasturbine vertretbar klein zu halten, die zur Verwendung bei Kraftfahrzeugen vorgesehen ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbrennungseinrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ohne Beeinträchtigung des Gesamtwirkungsgrades der Verbrennung der Stickstoffoxidanteil in den Auspuffgasen möglichst klein gehalten wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer Verbrennungseinrichtung der eingangs genannten Art an dem Umfang der Reaktionskammer so ausgebildete Einströmöffnungen für das Luft-Brennstoff-Gemisch vorgesehen sind, daß das Gemisch zur Erzeugung einer Wirbelströmung tangential der Reaktionskammer zuleitbar ist. oder daß an dem Umfang der Reaktionskammer Einströmöffnungen für Sekundärluft so ausgebildet und angeordnet sind, daß eine in der Mischkammer erzeugte und sich in der Reaktionskammer fortsetzende Wirbelströmung verstärkt wird. Dabei kann für die eine Ausführungsform dieser Verbrennungseinrichtung im Übergang der Reaklionskammer zu der Abschreckkammer eine Austrittsdüse vorgesehen sein, durch welche die Verbrennungsgase aus der Reaktionskammer mit einer gegenüber der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Verbrt'ijiungsilarnme höheren Geschwindigkeit ableitDm Jnd. Tm, gleichartig w:.r^nde Ausirittsdüse kann bei der anderen Verbrennungseinrichtung im Übergang der Reaktionskammer ϊ Jpr Abschreckkammer auf einfachste Weise dadurch bereit gestellt werden, daß in diesem Übergang weitern Einströmöffnungen für eine geregelte Zuleitung von Sekundärluft vorgesehen sind, womit in diesem Fall eine aerodynamische Austrittsdüse erzeugt werden kann, durch welche folglich ebenfalls die Verbrennungsease aus der Reaktionskammer mit einer gegenüber der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Verbrennungsflamme höheren Geschwindigkeit ableitbar sind.
Es wird damit eine insbesondere für Gasturbinen geeignete Verbrennungseinrichtung zur kontinuierlichen Verbrennung eines Luft-Brennstoff-Gemisches bereit gestellt, mit der es primär mögliclj ist, jede als Folge der turbulent zugeführten Luftströmung in der Mischkammer erhaltene Verdampfung bzw. Vergasung des Brennstoffes und eine damit erreichte ' 'jmogenisierung dieser beiden Gcmischantcüc bis hinein in die Reaktionskammer aufrecht zu erhalten. Damit kann für ein zur Unterstützung dieser Homogenisierung gleichzeitig bevorzugtes Luft-Brennstoff-Mischungsverhältnis von wenigstens 40 :1 die Ausbildung von taschenförmigen Verbrennungszonen innerhalb der Reaktionskammer mit einer Temperatur von insbesondere mehr als etwa 1650 C verhindert werden, bei denen sonst die schädlichen Stickstoffoxide erzeugt werden würden. Mittels der erfindungsgemäßen Verbrennungseinrichtung gelingt es daher, bei Verbrennungstemperaturen von durchschnittlich etwa 11000C den Anteil der Stickstoffoxide in den Auspuffgasen sehr niedrig zu halten. Die innerhalb der Reaktionskammer verstärkt aufrecht erhaltene Wirbelströmung des homogenisierten Gemisches trägt im übrigen auch zu einer äußerst stabilen Flammenbildung bei. wobei die im Übergang zu
der Abschreckkammer ausgebildete Austrittsdi-se d'= Stabilisierung unterstützt.
Ein Ausfuhrungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verbreni jngseinrichtung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt
4' F i g. I einen Längsschnitt der Verbrennungseinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform.
Fig. 2 einen Querschnitt der Verbrennungseinriciitung nach der Linie 2-2 in F i g. 1 und
Fig. 3 einen Längsschnitt der Verbrennungseinrich-
tung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
In der Ausführungsform gemäß den F i g. I und 2 besteht die zur kontinuierlichen Verbrennung eines Luft-Brennstoff-Gemische? ausgebildete Verbrennungseinrichtjng aus einer Mischkammer A. einer
achsgleich ungeordneten Reaktionskammer Sund einer Abschreckkanimer C über welche die Verbrennungseinrichtung beispielswevve an eine Gasturbine anschließbar ist. Die Mischkammei· A weist ;inen die Reaktionskammer β koaxial umgebenden Mantel 1 auf. der zum mittig ausgebildeten Einlaßende hin unter Bildung eines Halses 2 e'.igeschnürt ist. Die zylindrische Wand 3 des Martels 1 ist in einem radialen Abstand 4 zur zylindrischen Umfangsfläche eines gestanzten Blechmantels 5 angeordnet, an welchem Flansche 6
h) ausgebildet sind, die sich bezüglich des jeweiligen Randes 7 einer Vielzahl von schlitzartigen Öffnungen 8 nach außen e. strecken. Die Gesamtheit D diener Öfnungen 8 bildet das Auslaßende der Mischkammer A
damit gleichzeitig eins Einlaltende der Rcaktionskamnicr Π, bezüglich welcher sie als Einströmöffmingen für das Luft-Brennstoff-Gemisch folglich so ausgebildet sind, daß das Gemisch der Renktionskammer /ur Rr/.eugung einer Wirbelströimmg tangential zugeleitet wird.
Die Gemischbildung wird innerhalb der Mischkammer A vorgenommen, die eine an den Blechmantel 5 angeflanschte gewölbte Stirnwand 9 aufweist und an ihrem F.inlaßende durch ein in den Hals 2 des Mantels I eingesetztes Einsatzstück 12 abgeschlossen ist. Der sich zu diesem Einsatzstück 12 hin erstreckende Endabschnitt 11 des Halses 2 weist eine so auf die konvexe Außenfläche 10 der Stirnwand 9 abgestimmte Formgebung auf. daß dadurch innerhalb der Mischkammer A eine turbulente Strömung der beiden Gemischanteile gefördert wird. In das Einsatzstück 1? ist ein weiteres Einsatzstück 13 eingesetzt, welches zur Halterung einer Einspritzdüse 15 dient, durch welche der Brennstoff in der die allgemeine Strömungsrichtung des Gemisches ergebenden Achse 14 in die Mischkammer A zugeleitet wird. Die Einspritzdüse 15 ist an einem Ringflansch 15a befestigt, der durch eine Druckfeder gegen einen an dem Einsatzstück 13 ausgebildeten Sitz 13a vorgespannt wird. An dem Einsatzstück 12 ist noch eine die Einspritzdüse 15 koaxial umgebende Einströmöffnung 16 ausgebildet, deren Austrittsseite mit einem Schaufel-Kranz 16a versehen ist. Über die Einströmöffnung 16 wird Primärluft in die Mischkammer A zugeleitet, wobei der Schaufelkranz 16a eine turbulente Strömung erzeugt, die zu einer raschen Verdampfung bzw. Vergasung des über die Einspritzdüse 15 zugeleiteten Brennstoffe."1 und damit zu einer starken Homogenisierung des Gemisches beiträgt. Diese auch durch die konvexe Außenfläche 10 der Stirnwand 9 und durch das Ende 11 des Halses 2 unterstützte Homogenisierung des Gemisches wird nachfolgend nochmals verstärkt, wenn das Gemisch über die Einströmöffnung D in die Reaktionskammer ßzugeleitet wird.
Die zur Zündung und Verbrennung des aus der Mischkammer A zugeleiteten Luft-Brennstoff-Gemisches ausgebildete Reaktionskammer B weist einen zu der Achse 14 koaxialen zylindrischen Keramikkörper 17 mit einer glatten Innenwand 18 und einer kuppeiförmigen Stirnwand 19 auf, deren konkave Fläche 19a die Wirbelströmung des Gemisches innerhalb der Reaktionskammer ßunterstützt, die durch dessen tangentiale Zuleitung über die Einströmöffnungen D erzeugt wird. Die Einströmöffnungen D bestehen aus deckungsgleich mit den öffnungen 8 des Blechmantels 5 der Mischkammer A ausgebildeten öffnungen 20 des Keramikkörpers 17, wobei die Ränder 20a dieser Öffnungen 20 jeweils in einer an einen gedachten Innenzylinder der Reaktionskammer B angelegten Tangentialebene liegen. Die gedachten Verlängerungen dieser Öffnungsränder 20a werden durch die Innenflächen 6a der Flansche 6 an den öffnungen 8 gebildet, womit folglich das aus der Mischkammer A zugeführte Gemisch durch die Einströmöffnungen D in eine Vielzahl von Teilströme aufgeteilt wird, weiche wegen h der tangentialen Zuleitung eine Wirbelströmung um die Achse 14 ergeben. Für eine optimale Gestaltung dieser Wirbelströmung sollten jeweils die beiden Öffnungsränder 20a einer Öffnung in einem einem Mittelpunktswinkel von etwa 10 bis 12° entsprechenden Abstand voneinander liegen und dabei die Mittelachse 21 jeder Öffnung 20 einen Winkel von etwa 65= zu der zugeordneten Durchmesserlinie 22 einnehmen. Alle Öffnungen sollten im wesentlichen gleich lang sein wie die Reaktionskammer B, wobei noch wesentlich ist. daß ihre stromabwärts gelegenen Enden im wesentlichen in derselben Ebene liegen wie ein bodenseitiger Ring- > flansch 23, der mit semer im wesentlichen quer zu der Achse 14 ausgerichteten Wand 23a mit dem Keramikkörper 17 einstückig verbunden ist und dessen Innenrand 23b eine zentrale öffnung umgrenzt, die einen im Übergang der Reaktionskammer B zu der i" Abschreckkammcr C vorgesehene Austrittsdüse 24 bildet, Das in die Reaktionskammer B in einem Mischverhältnis von wenigstens 40 : I zugeleitete Luft-Brennstoff-Crcmisch wird mittels einer Zündeinrichtung F gezündet und brennt dann aufgrund der ι > Wirbelströmung in einer die Reaktionskammer B praktisch voll ausfüllenden Flamme, wobei die Austrittsdüse 24 die Verbrennungsgase aus der Reaktionskammer mit einer gegenüber der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Verbrcnnungsflamme höheren Geschwindig- -'" keit ableitet. Die in der Reaktionskammer B vorherrschenden Verbrennungstemperaturen von durchschnittlich etwa IIOO"C werden dann in der anschließenden Abschreckkammer Cerniedrigt.
Die Abschreckkammer C weist einen mit dem r> zylindrischen Keramikkörper 17 der Reaktionskammer B einstückig verbundenen Mantel 25 von größerem Durchmesser auf, der an den Ringflansch 23 über eine Schulterpartie 26 angeschlossen ist. In dem Mantel 25 sind Öffnungen 31a ausgebildet, über die in die JO Abschreckkammer C ein Sekundärluftstrom aus einer Luftkammer Ezuleitbar ist, die innerhalb eines äußeren Gehäuses 28 ausgebildet ist. In diese Luftkammer Ewird die mittels eines Kompressors 30 auf beispielsweise 4 bar komprimierte Luft nahe dem Einlaßende der Ji Mischkammer A zugeleitet, womit der Primärluftstrom über die Einströmöffnung 16 in die Mischkammer A und der Sekundärlufistrom über ·: hsparallele Strömungskanäle 29 und die öffnungen 31a in die Abschreckkammer C gelangen kann. Zur Drosselungsmöglichkeit des w Sekundärluftstromes zu Gunsten des Primärluftstromes sind die öffnungen 31a noch mittels eines Regelorgans 33 verschließbar, das eine auf dem Mantel 25 der Abschreckkammer C mittels eines Gestänges 35 verschiebbare Hülse 34 umfaßt.
ti In der Ausführungsform gemäß Fig. 3 weist die Mischkammer A der Verbrennungseinrichtung an ihrem der Reaktionskammer B abgewandten Ende 36 eine Vielzahl von Einströmöffnungen 37 für die Primärluft auf und ist in der Gesamtheit auch hier so gestaltet, daß >*> innerhalb der Mischkammer eine starke Wirbelströmung erhalten wird. Diese starke Wirbelströmung wird ohne konstruktionsgebundene Umleitung direk* über eine mittige Ausströmöffnung 42 in die Reaktionskammer B weitergeleitet und darin durch einen Sekundär-'ί luftstrom verstärkt, der über Einströmöffnungen 38 in der zylindrischen Wand 39 der Reaktionskammer B zugeleitet wird. Am Übergang von der Mischkammer zur Reaktionskammer bildet sich dabei eine Art aerodynamischer Kuppel aus. Die Wirbelströmung 40 ο des mittels einer Zündeinrichtung 46 bereits in der Mischkammer A zündbaren Gemisches ist so geregelt, daß die Verbrennung nur innerhalb der Reaktionskammer B stattfindet und ein Zurückschlagen der Flamme zurück in die Mischkammer A mit einer entsprechend s großen Strömungsgeschwindigkeit der Primärluft verhindert wird. Dem gleichen Zweck dient auch eine Ober weitere Einströmöifhungen 44 im Übergang der Reaktionskammer B zu der Abschreckkammer C so
geregelte Zuleitung der Sekundärluft, daß in diesem Übergang eine aerodynamische Austrittsdüsc 43 erzeugt wird, durch weiche die Verbrenrningigase aus der Reaktionskammer Ii mit einer gegenüber der Ausbrcilungsgeschwindigkeit der Vcrbrennungsflamme höhe-
ren Gechwindigkeit abgeleitet werden. Fiinc weitere Teilmenge der Sekundärluft wird über Eünströmöffnungen 45 in die Abschreckkammer C zugeleitet, um auch hier die Verbrenniingstemperatiiren in der Abschreckkammer C'/.u erniedrigen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Verbrennungseinrichtung zur kontinuierlichen Verbrennung eines Luft-Brennstoff-Gemisches, insbesondere für Gasturbinen, mit einer Mischkammer, in der eine turbulent zugeführte Luftströmung und Brennstoff vermischt werden, mit einer achsgleich angeordneten Reaktionskammer, in der das Luft-Brennstoff-Gemisch gezündet und verbrannt wird, und mit einer Abschreckkammer, in der die Temperatur der Verbrennungsgase durch Zufuhr von weiterer Luft herabgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Umfang der Reaklionskammer (B) so ausgebildete Einströmöffnungen (D) für das Luft-Brennstoff-Gemisch vorgesehen sind, daß das Gemisch zur Erzeugung einer Wirbelströmung tangential der Reaktionskammer zuleitbar ist.
2. Verbrennungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Obergang der Reaktion^ immer (B) zu der Abschreckkammer (C) eine Austnttsduse (24) vorgesehen ist, durch weiche die Verbrennungsgase aus der Reaktionskammer mit einer gegenüber der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Verbrennungsflamme höheren Geschwindigkeit ableitbar sind.
3. Verbrennungseinrichtun- zur kontinuierlichen Verbrennung eines Luft-Brennstoff-Gemisches, insbesondere für Gasturbinen, mit einer Mischkammer, in der eine turbulent zugeführte Luftströmung und Brennstoff vermischt werden, mit einer achsgleich angeordnet..! Reaktionskammer, in der das Luft-Brennstoff-Gemisch fezund*" und verbrannt wird, und mit einer Abschreckkammer, in der die Temperatur der Verbrennunjr-gase durch Zufuhr von weiterer Luft herabgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Umfang der Reaktionskammer (B) Einströmöffnungen (38) für Sekundärluft so ausgebildet und angeordnet sind, daß eine in der Mischkammer (A) erzeugte und sich in der Reaktionskammer fSJ fortsetzende Wirbelströmung verstärkt wird.
4. Verbrennungseinrichtung nach Anspruch ?. dadurch gekennzeichnet, daß im Übergang der Reaktionskammer (B) m der Abschreckkammer (C) weitere Einströmöffnungen (44) für eine geregelte Zuleitung von Sekundärluft zur Erzeugung einer aerodynamischen Austrittsdüse (43) vorgesehen sind, durch welche die Verbrennungsgase aus der Reaktionskammer (B) mit einer gegenüber der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Verbrennungsflamme höheren Geschwindigkeit ableitbar sind.
DE2326302A 1972-05-25 1973-05-23 Verbrennungseinrichtung zur kontinuierlichen Verbrennung eines Luft-Brennstoff-Gemisches, insbesondere für Gasturbinen Expired DE2326302C2 (de)

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Families Citing this family (63)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4171612A (en) * 1972-12-11 1979-10-23 Zwick Eugene B Low emission burner construction
US4078377A (en) * 1974-01-28 1978-03-14 Ford Motor Company Internally vaporizing low emission combustor
US4586328A (en) * 1974-07-24 1986-05-06 Howald Werner E Combustion apparatus including an air-fuel premixing chamber
US4563875A (en) * 1974-07-24 1986-01-14 Howald Werner E Combustion apparatus including an air-fuel premixing chamber
US4084371A (en) * 1974-07-24 1978-04-18 Howald Werner E Combustion apparatus including an air-fuel premixing chamber
GB1520402A (en) * 1974-07-30 1978-08-09 Mitsubishi Electric Corp Combustion apparatus
US3982392A (en) * 1974-09-03 1976-09-28 General Motors Corporation Combustion apparatus
JPS5129726A (de) * 1974-09-06 1976-03-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd
FR2289738A2 (fr) * 1974-10-30 1976-05-28 Engelhard Min & Chem Procede et appareillage d'obtention d'une combustion entretenue dans une turbine a gaz
US3938324A (en) * 1974-12-12 1976-02-17 General Motors Corporation Premix combustor with flow constricting baffle between combustion and dilution zones
JPS5181035A (ja) * 1975-01-11 1976-07-15 Kubota Ltd Kyoshonenshoshitsuniokerukaenondonokojohohonarabisochi
US4049021A (en) * 1975-04-14 1977-09-20 Phillips Petroleum Company Variable dome valves and combustors provided with said valves
JPS51133826A (en) * 1975-04-14 1976-11-19 Phillips Petroleum Co Burning method and burner
US4012904A (en) * 1975-07-17 1977-03-22 Chrysler Corporation Gas turbine burner
AR207091A1 (es) * 1975-09-29 1976-09-09 Westinghouse Electric Corp Disposicion de camara de combustion para turbina de gas
JPS5260507U (de) * 1975-10-30 1977-05-02
DE2629761A1 (de) * 1976-07-02 1978-01-05 Volkswagenwerk Ag Brennkammer fuer gasturbinen
GB1592858A (en) * 1977-01-21 1981-07-08 Rolls Royce Combustion equipment for gas turbine engines
US4120640A (en) * 1977-02-18 1978-10-17 Infern-O-Therm Corporation Burner for liquid fuel
JPS5632877Y2 (de) * 1977-04-30 1981-08-04
JPS625521Y2 (de) * 1977-10-25 1987-02-07
DE2832970A1 (de) * 1978-07-27 1980-02-07 Schmidt Gmbh Karl Gebauter, fluessigkeitsgekuehlter kolben fuer brennkraftmaschinen
US4385490A (en) * 1978-08-14 1983-05-31 Phillips Petroleum Company Combustors and methods of operating same
US4246757A (en) * 1979-03-27 1981-01-27 General Electric Company Combustor including a cyclone prechamber and combustion process for gas turbines fired with liquid fuel
US4498287A (en) * 1980-12-23 1985-02-12 Phillips Petroleum Company Combustors and methods of operating same
US4590769A (en) * 1981-01-12 1986-05-27 United Technologies Corporation High-performance burner construction
US4845940A (en) * 1981-02-27 1989-07-11 Westinghouse Electric Corp. Low NOx rich-lean combustor especially useful in gas turbines
DE3301355C2 (de) * 1983-01-18 1984-11-08 Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt e.V., 5000 Köln Starthilfeeinrichtung für eine Hochdruckbrennkammer
US4702073A (en) * 1986-03-10 1987-10-27 Melconian Jerry O Variable residence time vortex combustor
DE3742891A1 (de) * 1987-12-17 1989-06-29 Bayerische Motoren Werke Ag Gasturbinenanlage
US5285628A (en) * 1990-01-18 1994-02-15 Donlee Technologies, Inc. Method of combustion and combustion apparatus to minimize Nox and CO emissions from a gas turbine
US5462430A (en) * 1991-05-23 1995-10-31 Institute Of Gas Technology Process and apparatus for cyclonic combustion
US5220888A (en) * 1991-08-01 1993-06-22 Institute Of Gas Technology Cyclonic combustion
US5209187A (en) * 1991-08-01 1993-05-11 Institute Of Gas Technology Low pollutant - emission, high efficiency cyclonic burner for firetube boilers and heaters
US5185541A (en) * 1991-12-02 1993-02-09 21St Century Power & Light Corporation Gas turbine for converting fuel to electrical and mechanical energy
DE4232383A1 (de) * 1992-09-26 1994-03-31 Asea Brown Boveri Gasturbogruppe
DE69431969T2 (de) * 1993-07-30 2003-10-30 United Technologies Corp., Hartford Wirbelmischvorrichtung für eine Brennkammer
DE69421896T2 (de) * 1993-12-22 2000-05-31 Siemens Westinghouse Power Corp., Orlando Umleitungsventil für die Brennkammer einer Gasturbine
DE4435266A1 (de) * 1994-10-01 1996-04-04 Abb Management Ag Brenner
US5601789A (en) * 1994-12-15 1997-02-11 W. R. Grace & Co.-Conn. Raw gas burner and process for burning oxygenic constituents in process gas
DE19523094A1 (de) * 1995-06-26 1997-01-02 Abb Management Ag Brennkammer
EP0918190A1 (de) * 1997-11-21 1999-05-26 Abb Research Ltd. Brenner für den Betrieb eines Wärmeerzeugers
US6240731B1 (en) * 1997-12-31 2001-06-05 United Technologies Corporation Low NOx combustor for gas turbine engine
US20040007056A1 (en) * 2001-08-06 2004-01-15 Webb Cynthia C. Method for testing catalytic converter durability
US6983645B2 (en) * 2002-08-06 2006-01-10 Southwest Research Institute Method for accelerated aging of catalytic converters incorporating engine cold start simulation
US6729141B2 (en) * 2002-07-03 2004-05-04 Elliot Energy Systems, Inc. Microturbine with auxiliary air tubes for NOx emission reduction
US7412335B2 (en) 2002-08-06 2008-08-12 Southwest Research Institute Component evaluations using non-engine based test system
US7617682B2 (en) * 2002-12-13 2009-11-17 Siemens Energy, Inc. Catalytic oxidation element for a gas turbine engine
WO2005017420A2 (en) * 2003-08-12 2005-02-24 L.B. White Co., Inc. Direct-fired, gas-fueled heater
WO2006101987A2 (en) * 2005-03-17 2006-09-28 Southwest Research Institute Use of recirculated exhaust gas in a burner-based exhaust generation system for reduced fuel consumption and for cooling
WO2006101991A2 (en) 2005-03-17 2006-09-28 Southwest Research Institute Mass air flow compensation for burner-based exhaust gas generation system
US20070039381A1 (en) * 2005-08-05 2007-02-22 Timmons Suzanne A Secondary Air Injector For Use With Exhaust Gas Simulation System
US8475124B2 (en) * 2007-11-13 2013-07-02 General Electric Company Exhaust hood for a turbine and methods of assembling the same
CA2710280A1 (en) * 2007-12-21 2009-07-09 Green Partners Technology Holdings Gmbh Gas turbine systems and methods employing a vaporizable liquid delivery device
EP2257736B1 (de) * 2008-03-07 2015-11-25 Alstom Technology Ltd Verfahren zum erzeugen von heissgas
JP5453322B2 (ja) * 2008-03-07 2014-03-26 アルストム テクノロジー リミテッド バーナ装置並びにバーナ装置の使用
US8622737B2 (en) 2008-07-16 2014-01-07 Robert S. Babington Perforated flame tube for a liquid fuel burner
US8745989B2 (en) * 2009-04-09 2014-06-10 Pratt & Whitney Canada Corp. Reverse flow ceramic matrix composite combustor
US9222674B2 (en) * 2011-07-21 2015-12-29 United Technologies Corporation Multi-stage amplification vortex mixture for gas turbine engine combustor
RU2570480C2 (ru) * 2012-08-24 2015-12-10 Альстом Текнолоджи Лтд Способ смешивания разбавляющего воздуха в системе последовательного сгорания газовой турбины
CN110107402B (zh) * 2019-04-29 2021-06-08 中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心 一种陶瓷涡轮发动机
CN111927625B (zh) * 2020-07-13 2022-08-19 西安航天动力研究所 稳定可控单向传播旋转爆震波的两相旋转爆震燃烧腔结构
RU2757705C1 (ru) * 2021-01-13 2021-10-20 Роман Лазирович Илиев Горелка с двухслойным вихревым противоточным течением

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2621477A (en) * 1948-06-03 1952-12-16 Power Jets Res & Dev Ltd Combustion apparatus having valve controlled passages for preheating the fuel-air mixture
US2635564A (en) * 1948-09-15 1953-04-21 Power Jets Res & Dev Ltd Combustion system for pulverulent fuel
US2837893A (en) * 1952-12-12 1958-06-10 Phillips Petroleum Co Automatic primary and secondary air flow regulation for gas turbine combustion chamber
GB854135A (en) * 1958-03-05 1960-11-16 Rolls Royce Improvements in or relating to combustion equipment
FR1094871A (fr) * 1959-01-22 1955-05-25 Thomson Houston Comp Francaise Perfectionnements aux appareils de combustion à combustible injecté
US3293852A (en) * 1963-03-19 1966-12-27 Boeing Co Plasma propulsion method and means
GB1039133A (en) * 1963-05-15 1966-08-17 Lucas Industries Ltd Liquid fuel combustion apparatus for gas turbine engines
US3360929A (en) * 1966-03-10 1968-01-02 Montrose K. Drewry Gas turbine combustors
US3368604A (en) * 1966-06-14 1968-02-13 American Air Filter Co Combustion apparatus
GB1240009A (en) * 1968-07-27 1971-07-21 Leyland Gas Turbines Ltd Flame tube
GB1278590A (en) * 1968-09-20 1972-06-21 Lucas Industries Ltd Combustion chambers for gas turbine engines
US3570242A (en) * 1970-04-20 1971-03-16 United Aircraft Corp Fuel premixing for smokeless jet engine main burner
US3691762A (en) * 1970-12-04 1972-09-19 Caterpillar Tractor Co Carbureted reactor combustion system for gas turbine engine

Also Published As

Publication number Publication date
DE2326302A1 (de) 1974-01-17
CA982829A (en) 1976-02-03
US3859786A (en) 1975-01-14
GB1414412A (en) 1975-11-19
JPS4949011A (de) 1974-05-13
JPS5319722B2 (de) 1978-06-22

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