Brenneranordnung

Abstract

 Es wird eine Brenneranordnung, zur Verfügung gestellt, welche einen Träger (37)und wenigstens zwei in Strömungsrichtung an dem Träger (37) befestigte Brennstoffdüsen (40) aufweist, wobei jede Brennstoffdüse (40) einen trägerseitigen Abschnitt (45) umfasst, welcher trägerseitig eine Anlagefläche (60) aufweisen, mit der er an einer Anlagefläche (55) des Trägers (37) anliegt, wobei von dem trägerseitigen Abschnitt (45) mindestens zwei einstückig ausgebildete Brennstoffdüsenspitzen (47) in Strömungsrichtung ausgehen und die trägerseitige Anlagefläche (60) zumindest zwei in Richtung des Trägers (37) vorstehende Ansatzteile aufweist, wobei die Ansatzteile jeweils einen Kanal ausbilden, durch die jeweils Brennstoff durch Durchlässe(65), welche in der trägerseitigen Anlagefläche (60) des trägerseitigen Abschnitts (45) angeordnet sind, den Brennstoffdüsenspitzen (47a,47b) zugeführt wird.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brenneranordnung und insbesondere eine Brenneranordnung für Gasturbinen.

[0002] Eine Gasturbine umfasst als wesentliche Bestandteile einen Verdichter, eine Turbine mit Laufschaufeln sowie wenigstens eine Brennkammer. Die Laufschaufeln der Turbine sind als Laufschaufelkränze an einer sich zumeist durch die gesamte Gasturbine erstreckende Welle angeordnet, die mit einem Verbraucher, etwa einem Generator zur Stromerzeugung, gekoppelt ist. Die mit den Laufschaufeln versehene Welle wird auch Turbinenläufer oder Rotor genannt. Zwischen den Laufschaufelkränzen befinden sich Leitschaufelkränze, die als Düsen zum Leiten des Arbeitsmediums durch die Turbine dienen.

[0003] Im Betrieb der Gasturbine wird der Brennkammer verdichtete Luft aus dem Verdichter zugeführt. Die verdichtete Luft wird mit einem Brennstoff, beispielsweise Öl oder Gas, vermischt und das Gemisch in der Brennkammer verbrannt. Die heißen Verbrennungsabgase werden schließlich als Arbeitsmedium über einen Brennkammerausgang der Turbine zugeführt, wo sie unter Entspannung und Abkühlung Impuls auf die Laufschaufeln übertragen und so Arbeit leisten. Die Leitschaufeln dienen dabei zum Optimieren des Impulsübertrags.

[0004] Eine typische Brenneranordnung für Gasturbinen, wie sie in US 6,082,111 beschrieben ist und wie sie insbesondere bei sogenannten Rohrbrennkammern zur Anwendung kommt, weist in der Regel einen ringförmigen Träger mit einer um den Umfang des Ringes gleichmäßig verteilten Anzahl von Brennstoffdüsen auf. In diesen Brennstoffdüsen sind Brennstoffdüsenöffnungen angeordnet, mit denen Brennstoff in einen Luftzufuhrkanal eingedüst werden kann. Die Brennstoffdüsen stellen eine Hauptstufe des Brenners dar, die zum Erzeugen einer Vormischflamme, also einer Flamme, bei welcher die Luft und der Brennstoff vor dem Zünden vermischt werden, dient. Um die NO_x-Bildung in der Flamme zu minimieren werden, Vormischbrenner mit mageren Luft-Brennstoff-Gemischen, also mit Gemischen, die verhältnismäßig wenig Brennstoff enthalten, betrieben.

[0005] Durch das Zentrum des ringförmigen Brennstoffverteilerrings erstreckt sich typischerweise ein Pilotbrenner, der als Diffusionsbrenner ausgebildet ist, d.h. er erzeugt eine Flamme, bei welcher der Brennstoff direkt in die Flamme eingedüst wird, ohne vorher mit Luft vermischt zu werden. Der Pilotbrenner dient außer zum Anfahren der Gasturbine auch zum Stabilisieren der Vormischflamme, die zum Minimieren des Schadstoffausstoßes häufig in einem Bereich des Mischungsverhältnisses von Luft zu Brennstoff betrieben wird, der ohne unterstützende Pilotflamme zu Flammeninstabilitäten führen könnte.

[0006] Eine Brenneranordnung wie die beschriebene Brenneranordnung weist typischerweise eine Anzahl von maschinell aus einem Metallblock heraus gearbeiteten und mit dem Träger verschweißten Brennstoffdüsen zum Zuführung von Brennstoff zur Brennkammer auf. Der Träger verteilt dabei den Brennstoff auf die einzelnen Düsen durch eingearbeitete Brennstoffpassagen.

[0007] Um genügend Platz für das maschinelle Einarbeiten der Brennstoffpassagen zur Verfügung stellen zu können, muss der Trägerrohling und damit der spätere Träger eine gewisse Mindestdicke aufweisen. Dies erhöht das Gewicht der Brenneranordnung sowie die Materialkosten. Außerdem ist das maschinelle Einarbeiten arbeitsaufwendig.

[0008] Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine vorteilhafte Brenneranordnung zur Verfügung zu stellen, insbesondere eine vorteilhafte Brenneranordnung für Gasturbinen. Es ist eine weitere Aufgabe eine vorteilhafte Gasturbine mit einer solchen Brenneranordnung zur Verfügung zu stellen.

[0009] Diese Aufgabe wird durch eine Brenneranordnung nach Anspruch 1 gelöst. Die auf die Gasturbine bezogene Aufgabe wird durch die Angabe einer Gasturbine nach Anspruch 20 gelöst. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

[0010] Eine erfindungsgemäße Brenneranordnung umfasst einen Träger sowie eine Anzahl von Brennstoffdüsen, welche in Strömungsrichtung an dem Träger montiert sind. Es wurde erfindungsgemäß erkannt, dass der Träger wenn er als Brennstoffverteiler verwendet wird, eine Mindesthöhe aufweisen, d.h. eine gewisse Dicke aufweisen muss. Da der als Brennstoffverteiler ausgebildete Träger direkt dem Heißgas in der Brennkammer ausgesetzt ist, muss dieser aus hochtemperaturfesten Material, z.B. aus einer Superlegierung bestehen. Diese sind jedoch sehr teuer.

[0011] Erfindungsgemäß weist daher eine Brenneranordnung einen Träger und wenigstens zwei an dem Träger befestigte Brennstoffdüsen auf. Erfindungsgemäß umfasst daher die Brennstoffdüse weiterhin einen trägerseitigen Abschnitt, welcher trägerseitig eine Anlagefläche aufweist, mit der er an einer Anlagefläche des Trägers anliegt. Dabei gehen in Strömungsrichtung von dem trägerseitigen Abschnitt mindestens zwei einstückig ausgebildete Brennstoffdüsenspitzen aus.

[0012] Dabei weist die trägerseitige Anlagefläche zumindest zwei in Richtung des Trägers vorstehende Ansatzteile auf, wobei die Ansatzteile jeweils einen Kanal ausbilden, durch die jeweils Brennstoff durch in Strömungsrichtung den Ansatzteilen nachgeschalteten Durchlässen, welche in der trägerseitigen Anlagefläche des trägerseitigen Abschnitts angeordnet sind, den Brennstoffdüsenspitzen zugeführt wird. Die Durchlässe können zu diesem Zweck auch ein Innenrohr oder eine Rohrleitung aufweisen.

[0013] Somit kann auf einen Verteilerkanal im Träger verzichtet werden. Dadurch kann die Materialstärke des Trägers verringert werden, wodurch Gewicht und Kosten eingespart werden. Außerdem sind die Anforderungen an den Einbauraum der Brenneranordnung im Bereich der von den Brennstoffdüsen abgewandten Seite des Trägers im Vergleich zum Stand der Technik weniger streng. Insgesamt wird auch das maschinelle Bearbeiten des Trägers vereinfacht.

[0014] Bevorzugt ist trägerabseitig zumindest ein Verteilerkanal vorgesehen, welcher die Ansatzteile trägerabseitig mit Brennstoff versorgt. Da die Verteilerkanäle nun trägerabseitig liegen und auch nicht -wie der ursprüngliche Verteilerkanaldirekt mit Heißgas in Kontakt stehen, können die Verteilerkanäle nun aus kostengünstigerem Material hergestellt werden. Dadurch können wesentlich Kosten gespart werden. Das heißt, dass der Brennstoff bereits vor (in Strömungsrichtung gesehen) dem Träger verteilt wird und nicht nach dem Träger auf die Kanäle aufgeteilt wird.

[0015] In besonderer Ausgestaltung sind die mindestens zwei Ansatzteile zumindest ein Öl- und ein Gaskanal.
Zusätzlich ist ein weiterer Ölkanal vorhanden. Somit können die mindestens zwei Brennstoffdüsenspitzen mit jeweils einem separaten Ölkanal versorgt werden und so auch unterschiedlich gesteuert werden.

[0016] Bevorzugt sind die Ansatzteile, also insbesondere die Kanäle, formschlüssig oder stoffschlüssig mit den Durchlässen in der trägerseitigen Anlagefläche des trägerseitigen Abschnitts der Brennstoffdüse verbunden. Insbesondere ist dies eine Schraubverbindung oder eine Schweißverbindung.

[0017] In bevorzugter Ausgestaltung sind im Träger Durchgangslöcher vorgesehen. Durch diese Durchgangslöcher im Träger werden nun die Ansatzteile, das heißt, die Kanäle hindurchgeführt.

[0018] Bevorzugt weisen die Ansatzteile, insbesondere die Kanäle ein entgegen der Strömungsrichtung entferntes Ende mit jeweils einem ersten Befestigungselement auf. Weiterhin sind die Ansatzteile, d.h. die Kanäle durch die Durchgangslöcher im Träger hindurchgeführt.

[0019] Anschließend sind die Ansatzteile mittels eines mit dem ersten Befestigungselement zusammenwirkenden zweiten Befestigungselementes an dem Träger befestigt.
Dabei können das erste Befestigungselement und das zweite Befestigungselement Schraubverbindungen sein, insbesondere das erste Befestigungselement ein Außengewinde und das zweite Befestigungselement eine Mutter.

[0020] Alternativ kann das erste Befestigungselement ein am Träger eng anliegendes Aufsatzteil sein. Dieses wird durch eine Schweißverbindung oder eine andere stoffschlüssige Verbindung mit dem Träger trägerseitig verbunden. Damit stellt die Schweißverbindung oder die andere stoffschlüssige Verbindung sozusagen das zweite Befestigungselement dar. Die Schweißverbindung bzw. die andere stoffschlüssige Verbindung verhindert, dass die Durchgangslöcher ungewollte Passagen für Gas- oder Verdichterluft der Turbine ausbilden.

[0021] Bevorzugt ist zwischen dem ersten Befestigungselement und dem Träger wenigstens eine Dichtung vorhanden. Alternativ oder zusätzlich kann zwischen der trägerseitigen Anlagefläche des trägerseitigen Abschnitts und dem Träger wenigstens eine Dichtung vorhanden sein. Insbesondere sind diese Dichtungen um die Durchlässe herum angeordnet, um diese luftdurchlässig abzudichten.

[0022] Bevorzugt ist die wenigstens eine Dichtung eine c-Ring-Dichtung oder eine O-Dichtung.

[0023] In bevorzugter Ausgestaltung sind zumindest die Brennstoffdüsenspitzen, der trägerseitige Abschnitt als auch die trägerseitige Anlagefläche mit den Durchlässen als ein Gussteil ausgebildet.

[0024] Bevorzugt sind die Ansatzteile mit den Durchlässen in dem trägerseitigen Abschnitt der Brennstoffdüse verschweißt. Weisen die Durchlässe ein Innenrohr auf oder sind als Rohrleitung ausgebildet, so sind die Ansatzteile mit dem Innenrohr bzw. Rohrleitung verschweißt.

[0025] Alternativ können die Ansatzteile zumindest mit den Brennstoffdüsenspitzen, dem trägerseitigen Abschnitt als auch der trägerseitigen Anlagefläche mit den Durchlässen einstückig ausgebildet sein.

[0026] Bevorzugt weist die trägerseitige Anlagefläche zumindest eine Öffnung für eine Befestigung der trägerseitigen Anlagefläche am Träger auf. Dabei kann diese eine Öffnung eine Bohrung sein. Der Träger weist dazu korrespondierende Öffnungen oder Bohrungen auf. Die trägerseitige Anlagefläche kann am Träger durch eine Schraubverbindung oder eine Bolzen-Verbindung befestigt sein. Bolzen werden häufig für schnell und oft zu lösende Verbindungen ohne axiale Belastung anstelle von Schrauben eingesetzt.

[0027] Bevorzugt sind in der trägerseitigen Anlagefläche zumindest sechs Bohrungen für Schraub- bzw. Bolzen-Verbindungen vorgesehen, wobei die Bohrungen über der gesamten trägerseitigen Anlagefläche verteilt sind. Durch das Verteilungsmuster der Bohrungen auf die gesamte Anlagefläche weist die Brennstoffdüse hohe Eigenfrequenzen auf, die schnell gedämpft werden können. Somit ist die Brennstoffdüse gegen Eigenfrequenzen stabil.

[0028] Die Brenneranordnung ist insbesondere in einer Gasturbine vorgesehen.

[0029] Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren.

Figur 1

zeigt eine Gasturbine in einer stark schematisierten Darstellung.

Figur 2

zeigt eine Gasturbinenbrenneranordnung nach dem Stand der Technik in einer perspektivischen Darstellung.

Figur 3

zeigt eine erfindungsgemäße Brenneranordnung mit Brennstoffdüsenspitzen und Träger.

Figur 4

zeigt eine erfindungsgemäße Brenneranordnung im Querschnitt.

Figur 5

zeigt eine erfindungsgemäße Brenneranordnung von vorne.

[0030] Nachfolgend wird anhand von Figur 1, die eine stark schematisierte Schnittansicht einer Gasturbine zeigt, der Aufbau und die Funktion einer Gasturbine erläutert. Die Gasturbine 1 umfasst einen Verdichterabschnitt 3, einen Verbrennungsabschnitt 4, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Mehrzahl von Rohrbrennkammern 5 mit daran angeordneten Brennern 6 umfasst, grundsätzlich aber auch eine Ringbrennkammer umfassen kann, und einen Turbinenabschnitt 7. Ein Rotor 9, auch Läufer genannt, erstreckt sich durch alle Abschnitte und trägt im Verdichterabschnitt 3 Verdichterschaufelkränze 11 und im Turbinenabschnitt 7 Turbinenschaufelkränze 13. Zwischen benachbarten Verdichterschaufelkränzen 11 und zwischen benachbarten Turbinenschaufelkränzen 13 sind Kränze aus Verdichterleitschaufeln 15 bzw. Kränze aus Turbinenleitschaufeln 17 angeordnet, die sich von einem Gehäuse 19 der Gasturbine 1 aus radial in Richtung auf den Rotor 9 erstrecken.

[0031] Im Betrieb der Gasturbine 1 wird Luft durch einen Lufteinlass 21 in den Verdichterabschnitt 3 eingesaugt. Dort wird die Luft durch die rotierenden Verdichterlaufschaufeln 11 komprimiert und zu den Brennern 6 im Verbrennungsabschnitt 4 geleitet. In den Brennern 6 wird die Luft mit einem gasförmigen oder flüssigen Brennstoff gemischt und die Mischung in den Brennkammern 5 verbrannt. Die unter hohem Druck stehenden heißen Verbrennungsabgase werden dann als Arbeitsmedium dem Turbinenabschnitt 7 zugeführt. Auf ihrem Weg durch den Turbinenabschnitt übertragen die Verbrennungsabgase Impuls auf die Turbinenlaufschaufeln 13, wobei sie entspannen und abkühlen. Schließlich verlassen die entspannten und abgekühlten Verbrennungsabgase den Turbinenabschnitt 7 durch einen Auspuff 23. Der übertragene Impuls führt zu einer Rotationsbewegung des Rotors, die den Verdichter und einen Verbraucher, beispielsweise einen Generator zum Erzeugen elektrischen Stroms oder eine industrielle Arbeitsmaschine antreibt. Die Kränze von Turbinenleitschaufeln 17 dienen dabei als Düsen zum Leiten des Arbeitsmediums, um den Impulsübertrag auf die Turbinenlaufschaufeln 13 zu optimieren.

[0032] Figur 2 zeigt einen Brenner 6 des Verbrennungsabschnitts 4 in einer perspektivischen Darstellung. Als Hauptkomponenten umfasst der Brenner 6 einen Brennstoffverteilerring 27, acht Brennstoffdüsen 29, die sich vom Brennstoffverteilerring 27 aus erstrecken und acht im Bereich der Spitzen der Brennstoffdüsen 29 angeordnete Drallerzeuger 31. Der Brennstoffverteilerring 27 und die Brennstoffdüsen 29 bilden zusammen ein Brennergehäuse, durch welches sich Brennstoffleitungen zu Eindüsöffnungen erstrecken, die innerhalb der Drallerzeuger 31 angeordnet. Die Brennstoffdüsen 29 können am Brennstoffverteilerring 27 angeschweißt sein. Über eine Anzahl von Rohrstutzen (nicht dargestellt) kann der Brenner an Brennstoffzufuhrleitungen angeschlossen werden. Mittels eines Flansches 35 lässt sich der Brenner 6 an einer Rohrbrennkammer so befestigen, dass die Brennstoffdüsen 29 zum Brennkammerinneren hin zeigen.

[0033] Obwohl der in Figur 2 gezeigte Brenner 6 acht Brennstoffdüsen 29 aufweist, ist es auch möglich, ihn mit einer anderen Zahl an Brennstoffdüsen 29 auszustatten. Die Zahl an Brennstoffdüsen 29 kann dabei größer oder kleiner als acht sein, beispielsweise können sechs Brennstoffdüsen 29 oder zwölf Brennstoffdüsen 29 vorhanden sein, die jeweils einen eigenen Drallerzeuger aufweisen. Weiterhin ist üblicherweise eine Pilotbrennstoffdüse im Zentrum des Brenners angeordnet. Die Pilotbrennstoffdüse ist der Übersichtlichkeit halber in Figur 2 nicht dargestellt.

[0034] Beim Verbrennungsprozess wird Luft aus dem Verdichter durch die Drallerzeuger 31 geleitet, wo sie mit Brennstoff gemischt wird. Anschließend wird das Luft-Brennstoff-Gemisch dann in der Verbrennungszone der Brennkammer 5 verbrannt, um das Arbeitsmedium zu bilden.

[0035] Der Träger 27 hat die Aufgabe den Brennstoff auf die Brennstoffdüsen 29 zu verteilen. Er ist dazu im inneren mit Brennstoffkanälen versehen, wovon jeder eine Anzahl von Düsen 29 mit Brennstoff versorgt. An dem Träger 27 sind Anschlüsse 2 für Brennstoffzufuhrleitungen vorhanden, die den Brennstoff zu dem Träger 27 leiten, in welchem er anschließend auf die Brennstoffdüsen 29 verteilt wird. Dabei kann es sich auch um unterschiedliche Brennstoffarten handeln. Die Brennstoffdüsen 29 weisen dazu mindestens eine Brennstofföffnung auf, an welcher der Brennstoff austreten kann.

[0036] Die Kanäle werden typischerweise maschinell in einen zylindrischen Trägerrohling eingefräst und anschließend mit aufgeschweißten Elementen abgedeckt. Ebenso werden die Durchführungen für die Rohrleitungen maschinell in den Trägerrohling eingearbeitet. Um genügend Platz für das maschinelle Einarbeiten der Durchführungen und der Gaspassagen zur Verfügung stellen zu können, muss der Trägerrohling und damit der spätere Träger eine gewisse Mindestdicke aufweisen. Dies erhöht das Gewicht der Brenneranordnung sowie die Materialkosten. Außerdem ist das maschinelle Einarbeiten arbeitsaufwändig und dadurch mit hohen Kosten verbunden. Ein weiteres Problem stellt die Fertigung der Brennstoffdüsen 29 zu dem Träger 27 dar, denn die Brennerdüsen 29 müssen senkrecht zu dem Träger 27 angeschweißt werden. Diese Fertigung ist zudem sehr langwierig und mit erhöhten Aufwand und dadurch Kosten verbunden. Auch sind die Brennstoffdüsen mit dem Drallerzeuger 31 verschweißt. Der Träger 27 ist hohen Temperaturen ausgesetzt wie auch die Brennstoffdüsen 29. Daher müssen Träger 27 als auch Brennstoffdüsen 29 aus hochtemperaturbeständigem Material gefertigt werden, z.B. korrosionsbeständigen Nickelbasislegierungen. Dieses Material treibt jedoch ebenfalls die Kosten stark in die Höhe.

[0037] Dies wird Mithilfe der Erfindung nun vermieden. Erfindungsgemäß wird eine Brenneranordnung mit einem Träger 37 und wenigstens zwei in Strömungsrichtung an dem Träger 37 befestigte Brennstoffdüsen 40 gestellt (Figur 3). Dabei weist jede Brennstoffdüse 40 einen trägerseitigen Abschnitt 45 auf, welcher trägerseitig eine Anlagefläche 60 aufweist, mit der er an einer Anlagefläche 55 des Trägers 37 anliegt. Von dem trägerseitigen Abschnitt 45 gehen mindestens zwei einstückig ausgebildete Brennstoffdüsenspitzen 47a,47b in Strömungsrichtung, das heißt in Richtung der Brennkammer 5 aus. Die trägerseitige Anlagefläche 60 weist zumindest zwei in Richtung des Trägers 37 vorstehende Ansatzteile, welche insbesondere als Kanäle ausgebildet sind, insbesondere als ein Ölkanal 50a und ein Gaskanal 51 auf. Die Ansatzteile können auch als Rohrleitung gefertigt werden. Durch die Kanäle 50a,51 wird jeweils Brennstoff durch später noch näher beschriebene Durchlässe 65 in der trägerseitigen Anlagefläche 60 des trägerseitigen Abschnitts 45 der Brennstoffdüse zugeführt. Dazu kann in diese Durchlässe 56 auch ein nicht dargestelltes Rohr angebracht sein. In diesem Ausführungsbeispiel sind insbesondere zwei Ölkanäle 50a und 50b vorgesehen. Diese Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, da die zwei einstückig ausgebildeten Brennstoffdüsenspitzen 47a,47b welche von dem trägerseitigen Abschnitt 45 in Richtung Brennkammer 5 ausgehen, nun von den beiden Ölkanäle 50a und 50b mit Brennstoff versorgt werden können.

[0038] Im Träger 37 sind Durchgangslöcher (nicht separat gezeigt) vorgesehen, durch welche die Ölkanäle 50a,50b und der Gaskanal 51 durch den Träger 37 hindurch geführt werden.

[0039] Im der trägerseitigen Anlagefläche 60 des trägerseitigen Abschnitts 45 sind Durchlässe 65 (Figur 4) für den Brennstoff angebracht. Diese Durchlässe 65 können z.B. durch Bohrung nachträglich eingebracht werden oder gleich bei der Fertigung mit hergestellt werden. Die Kanäle 50a,50b und 51 sind nun formschlüssig und/oder stoffschlüssig mit diesen Durchlässen 65 verbunden. Weisen die Durchlässe 65 Innenrohre auf oder sind als Rohrleitung ausgebildet, so sind die Kanäle 50a,50b und 51 mit diesen verbunden. Brennstoff wird durch die Kanäle 50a, 50b und 51 transportiert und strömt dann durch die jeweiligen Durchlässe 65 in die Brennstoffdüse 40 ein zu den Brennstoffdüsenspitzen 47a,47b.

[0040] Dabei kann formschlüssig bzw. stoffschlüssig bedeuten, dass die Kanäle 50a, 50b und 51 an die Durchlässe 65 angeschweißt werden, oder gleich bei der Fertigung mitangebracht werden, z.B. durch gießen.

[0041] Trägerabseitig ist zumindest ein Verteilerkanal (nicht gezeigt), jedoch zumeist zwei Verteilerkanäle jeweils für Öl und Gas, vorgesehen, welcher die Kanäle 50a,50b und 51 jeweils bereits trägerabseitig mit dem entsprechenden Brennstoff versorgt. Da die Verteilerringe nicht direkt mit dem Heißgas in der Brennkammer in Berührung kommen, können diese aus einem kostengünstigen Material gefertigt werden.

[0042] Außerdem sind die Anforderungen an den Einbauraum der Brenneranordnung im Bereich der von den Düsenlanzen abgewandten Seite des Trägers im Vergleich zum Stand der Technik weniger streng. Insgesamt wird auch das maschinelle Bearbeiten des Trägers vereinfacht.

[0043] Die Kanäle 50a,50b, und 51 werden durch die Durchgangslöcher im Träger 37 hindurchgeführt. Zudem weisen die Kanäle 50a,50b, und 51 ein entgegen der Strömungsrichtung entferntes Ende 34 mit jeweils einem ersten Befestigungselement auf und sind mit einem mit dem ersten Befestigungselement zusammenwirkenden zweiten Befestigungselement an dem Träger 37 befestigt.

[0044] Dabei kann es sich bei dem ersten Befestigungselement und zweiten Befestigungselement um eine Schraubverbindung handeln.

[0045] In dem hier vorgestellten Ausführungsbeispiel ist die Befestigung durch ein am Träger eng anliegendes Aufsatzteil 63 gegeben, welches mit dem Träger 37 trägerseitig formfest verbunden, insbesondere verschweißt wird. Zudem kann zwischen dem ersten Befestigungselement, beispielsweise dem Aufsatzteil 63 und dem Träger 37 wenigstens eine Dichtung vorhanden sein. Hier kann jedoch auch die Verschweißung selber als Dichtung ausgeführt sein.

[0046] Auch zwischen der trägerseitigen Anlagefläche 60 des trägerseitigen Abschnitts 45 und dem Träger 37 kann eine Dichtung vorhanden sein, insbesondere um die Durchlässe 65 herum. Die Dichtung kann auch hier eine Verschweißung sein.

[0047] Die trägerseitige Anlagefläche 60 weist sechs Bohrungen 73 (Figur 5) auf. Der Träger 37 weist dazu korrespondierende Öffnungen oder Bohrungen auf. Durch diese Bohrungen 73 kann mittels einer Schraubverbindung oder einer Bolzen-Verbindung die Brennstoffdüse 40 am Träger 37 befestigt werden. Dabei sind die Bohrungen 73 über der gesamten trägerseitigen Anlagefläche 60 verteilt. Durch diese Verteilung der Bohrungen 73 weist die Brennstoffdüse 40 hohe Eigenfrequenzen auf, die schnell gedämpft werden können. Somit ist die Brennstoffdüse 40 gegen Eigenfrequenzen stabil. Die Schraub- bzw. Bolzen-Verbindungen befestigt quasi die Brennstoffdüse 40 zusätzlich zu den angeschweißten Aufsatzteilen 63 am Träger 37 und übernimmt so einen großen Teil der Druckbelastungen bei Betrieb. Diese wurden bei den Brennstoffdüsen im Stand der Technik größtenteils von den Brennstoffspitzen 47a,47b und den Kanälen in den Brennstoffspitzen getragen, was die Lebensdauer der Brenneranordnung wesentlich verkürzt hat. Auch die Schweißung der Aufsatzteile 63 am Träger 37 kann die Brennstoffdüse 40 zusätzlich am Träger 37 befestigen.

[0048] Die Bohrungen 73 in der trägerseitigen Anlagefläche 60, als auch die dazu korrespondierenden Löcher/ Bohrungen im Träger 37 sind mit großen Messtoleranzen versehen, so dass eine schnelle und einfache Fertigung möglich ist.

[0049] Aufgrund der erfindungsgemäßen Brenneranordnung ist es möglich die Kosten wesentlich zu senken. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der als Brennstoffverteiler ausgebildete Träger 37 nun eine wesentlich geringe Dicke als der Brennstoffverteiler ausgebildete Träger 27 im Stand der Technik hat. Alle Bohrungen bzw. Öffnungen können schnell und leicht gefertigt werden, da keine besonders genauen Messtoleranzen gefordert und eingehalten werden müssen. Die Lebensdauer kann wesentlich erhöht werden. Da lediglich die Schweißverbindungen überprüft werden müssen, kann dies öfters durchgeführt werden. Schweißverbindungen können auch sehr leicht standardmäßig ohne Anzeichen von Versagen aufgefrischt bzw. nachgebessert werden, was sich ebenfalls lebensdauer verlängernd auf das Bauteil auswirkt.

Ansprüche

1. Brenneranordnung mit

- einem Träger (37),

- wenigstens zwei in Strömungsrichtung an dem Träger (37) befestigte Brennstoffdüsen (40),

dadurch gekennzeichnet, dass jede Brennstoffdüse (40) einen trägerseitigen Abschnitt (45) umfasst, welcher trägerseitig eine Anlagefläche (60) aufweist, mit der er an einer Anlagefläche (55) des Trägers (37) anliegt, wobei von dem trägerseitigen Abschnitt (45) mindestens zwei einstückig ausgebildete Brennstoffdüsenspitzen (47a,47b) in Strömungsrichtung ausgehen und die trägerseitige Anlagefläche (60) zumindest zwei in Richtung des Trägers (37) vorstehende Ansatzteile aufweist, wobei die Ansatzteile jeweils einen Kanal ausbilden, durch die jeweils Brennstoff durch in Strömungsrichtung den Ansatzteilen nachgeschalteten Durchlässen (65), welche in der trägerseitigen Anlagefläche (60) des trägerseitigen Abschnitts (45) angeordnet sind, den Brennstoffdüsenspitzen (47a,47b) zugeführt wird.

2. Brenneranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
trägerabseitig zumindest ein Verteilerkanal vorgesehen ist, welcher die Ansatzteile trägerabseitig mit Brennstoff versorgt.

3. Brenneranordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die mindestens zwei Ansatzteile zumindest ein Öl- (50a) und ein Gaskanal (51) sind.

4. Brenneranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-3,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein weiterer zusätzlicher Ölkanal (50b) vorhanden ist.

5. Brenneranordnung nach Anspruch 4
dadurch gekennzeichnet, dass
der jeweils eine Ölkanal (50a, 50b) eine Brennstoffdüsenspitze (47a,47b) mit Öl versorgt.

6. Brenneranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Ansatzteile formschlüssig und/oder stoffschlüssig mit den Durchlässen (65) in der trägerseitigen Anlagefläche (60) des trägerseitigen Abschnitts (45) der Brennstoffdüse (40) verbunden sind, insbesondere geschweißt sind.

7. Brenneranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Träger (37) Durchgangslöcher vorgesehen sind und die Ansatzteile durch die Durchgangslöcher im Träger (37) hindurchgeführt sind.

8. Brenneranordnung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass

- die Ansatzteile ein entgegen der Strömungsrichtung entferntes Ende (34) mit jeweils einem ersten Befestigungselement aufweisen,

- die Ansatzteile durch die Durchgangslöcher im Träger (37) hindurchgeführt sind, und

- die Ansatzteile mittels eines mit dem ersten Befestigungselement zusammenwirkenden zweiten Befestigungselementes an dem Träger (37) befestigt sind.

9. Brenneranordnung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Befestigungselement und das zweite Befestigungselement Schraubverbindungen sind, insbesondere das erste Befestigungselement ein Außengewinde und das zweite Befestigungselement eine Mutter ist.

10. Brenneranordnung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Befestigungselement ein am Träger eng anliegendes Aufsatzteil (63) ist, und als zweites Befestigungselement eine Schweißverbindung vorgesehen ist, durch welche das Aufsatzteil (63) mit dem Träger (37) verschweißt wird.

11. Brenneranordnung nach Anspruch 8-10,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen dem erste Befestigungselement und dem Träger (37) wenigstens eine Dichtung vorhanden ist.

12. Brenneranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen der trägerseitigen Anlagefläche (60) des trägerseitigen Abschnitts (45) und dem Träger (37) wenigstens eine Dichtung vorhanden ist, insbesondere um die Durchlässe (65) herum.

13. Brenneranordnung nach einer der Ansprüche 11 - 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
die wenigstens eine Dichtung eine c-Ring-Dichtung oder eine O-Dichtung ist.

14. Brenneranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest die Brennstoffdüsenspitzen (47a, 47b), der trägerseitige Abschnitt (45) als auch die trägerseitige Anlagefläche (60) mit den Durchlässen (65) als ein Gussteil ausgebildet sind.

15. Brenneranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Ansatzteile mit den Durchlässen (65) in dem trägerseitigen Abschnitt (45) der Brennstoffdüse (40) verschweißt sind.

16. Brenneranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1-14,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Ansatzteile zumindest mit den Brennstoffdüsenspitzen (47a,47b) des trägerseitigen Abschnitts (45) als auch der trägerseitigen Anlagefläche (60) mit den Durchlässen (65) einstückig, insbesondere als ein Gussteil ausgebildet sind.

17. Brenneranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die trägerseitige Anlagefläche (60) zumindest eine Öffnung für eine Befestigung der trägerseitigen Anlagefläche (60) an der Anlagefläche (55) des Trägers (37) aufweist.

18. Brenneranordnung nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Öffnung eine Bohrung (73) ist und die Befestigung eine Schraubverbindung oder eine Bolzen-Verbindung ist.

19. Brenneranordnung nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, dass
in der trägerseitige Anlagefläche (60) zumindest sechs Bohrungen (73) vorgesehen sind, wobei die Bohrungen (73) über der gesamten trägerseitigen Anlagefläche (60) verteilt sind.

20. Gasturbine mit einer Brenneranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

Zeichnung