CH701188A2 - Vorrichtung mit einer Brennkammerkappe mit Segmenten mit Lufteffusionskanälen einer Gasturbinen-Brennkammer. - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung enthält einen Turbinenmotor, der eine Brennkammer mit einem Kopfende, einer am Kopfende angeordneten Grundplatte (72) und einer Brennkammerkappe (36) aufweist, die mit der Grundplatte (72) verbunden ist, wobei die Grundplatte (72) und die Brennkammerkappe (36) eine Brennstoffventilaufnahme enthalten. Zusätzlich weist die Brennkammerkappe (36) eine Vielzahl von Segmenten (52) auf, die um die Brennstoffventilaufnahme angeordnet sind, und jedes Segment (52) weist eine Vielzahl von Lufteffusionskanälen (66) auf.

Description

Hintergrund der Erfindung

[0001] Der hierin offenbarte Gegenstand betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren für die thermische Beeinflussung in einer Kappe einer Gasturbinen-Brennkammer.

[0002] Ein Gasturbinenmotor enthält einen Kompressor, eine Brennkammer und eine Turbine. Die Brennkammer erhält komprimierte Luft von einem Kompressor zusammen mit einem Brennstoff und verbrennt ein Brennstoff-Luft-Gemisch um heisse Verbrennungsgase zu erzeugen. Die heissen Gase strömen durch die Turbine und treiben dabei die Turbinenschaufeln an. Wie gewünscht erzeugt die Brennkammer eine beträchtliche Menge an Hitze. Unglücklicherweise kann diese Hitze thermische Ausdehnungen von verschiedenen Komponenten verursachen, was ohne geeignete Kühlung oder geeignete Entlastung zu thermischen Rissen oder anderen Problemen führen kann. Zum Beispiel kann die Hitze in einem Kopfende der Brennkammer eine beträchtliche thermische Ausdehnung in einer Kappenanordnung verursachen.

Kurze Beschreibung der Erfindung

[0003] Bestimmte Ausführungsformen werden nachfolgend zusammengefasst, die der ursprünglich beanspruchten Erfindung entsprechen. Diese Ausführungsformen sind nicht so zu verstehen, dass sie den Schutzbereich der beanspruchten Erfindung beschränken, sondern diese Ausführungsformen sind vielmehr so zu verstehen, dass sie eine kurze Zusammenfassung von möglichen Ausgestaltungen der Erfindung darstellen. Tatsächlich kann die Erfindung eine Vielfalt von Ausführungsformen umfassen, die den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen gleichen können oder sich von diesen Ausführungsformen unterscheiden können.

[0004] In einer ersten Ausführungsform enthält eine Vorrichtung einen Turbinenmotor, umfassend eine Brennkammer mit einem Kopfende, eine in dem Kopfende angeordnete Grundplatte und eine Brennkammerkappe, die mit der Grundplatte verbunden ist, wobei die Grundplatte und die Brennkammerkappe eine Brennstoffventilaufnahme aufweisen, wobei die Brennkammerkappe eine Vielzahl von um die Brennstoffventilaufnahme angeordnete Segmente aufweist und jedes Segment eine Vielzahl von Lufteffusionskanälen aufweist.

[0005] In einem zweiten Ausführungsbeispiel enthält eine Vorrichtung eine Turbinenbrennkammerkappe, die eine Vielzahl von Segmenten umfasst, wobei jedes Segment der Vielzahl von Segmenten Kanten aufweist, die an zumindest zwei Brennstoffventil auf nahmen angrenzt ohne irgendeine der Brennstoffventilaufnahmen vollständig zu umschliessen.

[0006] In einem dritten Ausführungsbeispiel enthält eine Vorrichtung eine Turbinenbrennkammerkappe, die eine Vielzahl von Segmenten aufweist, von denen jedes Segment eine Vorderseite, eine Rückseite und Kanten hat, wobei die Kanten der Vielzahl von Brennstoffventilen um eine Brennstoffventilaufnahme herum angeordnet sind und jedes Segment eine Vielzahl von Lufteffusionskanälen aufweist, die von der Rückseite durch das Segment bis durch die Vorderseite hindurch verlaufen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0007] Diese und andere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser verstanden, wenn die nachfolgende detaillierte Beschreibung in Bezug auf die beigefügte Zeichnung gelesen wird, in der gleiche Bezugszeichen gleiche Teile darstellen, durchgängig durch die gesamte Zeichnung, in der:

[0008] Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Turbinenvorrichtung ist, die ein mit einer Brennkammer verbundenes Brennstoffventil in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufweist;

[0009] Fig. 2 eine Schnittbild-Seitenansicht der in Fig. 1veranschaulichten Brennkammer ist, mit einer Vielzahl von Brennstoffventilen, die mit einer Endabdeckung in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verbunden sind;

[0010] Fig. 3 eine Vorderansicht einer Brennkappenanordnung in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;

[0011] Fig. 4 eine detaillierte Darstellung der Brennkammerkappenanordnung nach Fig. 3 gemäss der Linie 4-4 in Fig. 3 in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist,

[0012] Fig. 5 ein Querschnitt entlang der Linie 5-5 nach Fig. 3in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;

[0013] Fig. 6 eine perspektivische Explosionsdarstellung von hinten auf die Brennkammerkappenanordnung nach Fig. 3in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;

[0014] Eine perspektivische Explosionsdarstellung von vorne auf die Brennkammerkappenanordnung nach Fig. 3in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;

[0015] Fig. 8 eine Teildarstellung in Ansicht von vorne auf die Grundplattenanordnung nach Fig. 7 gemäss Linie 8-8 in Fig. 7 in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;

[0016] Fig. 9 eine perspektivische Ansicht auf eine Brennkammerkappenanordnung mit einer zugeordneten Grundplattenanordnung in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;

[0017] Fig. 10 eine perspektivische Ansicht einer Brennkammerkappenanordnung innerhalb der Linie 10-10 nach Fig. 3und 9 in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist; und

[0018] Fig. 11 eine perspektivische Ansicht einer Brennkammerkappenanordnung innerhalb der Linie 10-10 nach Fig. 3und 9 in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

[0019] Eine oder mehrere spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend beschrieben. In dem Bestreben eine prägnante Beschreibung der Ausführungsformen bereitzustellen können nicht alle Merkmale der aktuellen Realisierung in der Beschreibung beschrieben werden. Es versteht sich, dass bei der Entwicklung von irgendeiner derartigen Umsetzung, wie in jedem Ingenieur- oder Designprojekt, viele umsetzungsspezifische Entscheidungen getroffen werden müssen, um die konkreten Ziele des Entwicklers zu erreichen, wie etwa die Übereinstimmung mit Randbedingungen hinsichtlich des Systems und der Wirtschaftlichkeit, die von einer Umsetzung zur anderen variieren können. Ferner versteht es sich, dass eine solche Entwicklungsbestrebung komplex und zeitaufwendig sein kann, aber nichtsdestotrotz ein routinemässiges Unterfangen des Designs, der Anfertigung und der Herstellung für diejenigen Durchschnittsfachleute sein kann, die diese Offenbarung kennen.

[0020] Beim Einführen von Elementen der verschiedenen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind die unbestimmten Artikel so zu verstehen, dass eines oder mehrere dieser Element vorhanden sein können. Die Begriffe «enthalten», «aufweisen» und «umfassen» sind so zu verstehen, dass auch zusätzlich zu den genannten Elementen weitere Elemente vorhanden sein können.

[0021] Wie dies im Detail nachfolgend erläutert wird, können Ausführungsbeispiele der Turbinenbrennkammerkappe eine Vielzahl von Segmenten aufweisen, die dazu eingerichtet sind, thermische Belastungen aufgrund der Erzeugung von Hitze in einer Gasturbinenbrennkammer zu reduzieren. Zum Beispiel kann die Vielzahl von Segmenten mehrere Segmente pro Brennstoff -ventil aufweisen. Bei einigen Ausführungsbeispielen ist jedes Brennstoffventil vielmehr von 2, 3, 4, 5 oder mehr Segmenten umgeben, als dass eine geschlossene Struktur um einen Umfang des Brennstoffventils vorhanden wäre. Zusammen beschreibt die Vielzahl von Segmenten eine plattenähnliche Geometrie mit einer oder mehreren Brennstoffventilaufnahmen. Zum Beispiel kann jede Brennstoffventilaufnähme durch gekrümmte Kanten von zwei oder mehr Segmenten der Turbinenbrennkammerkappe definiert werden, wobei diese gemeinsam eine kreisförmige Öffnung für das Brennstoffventil definieren.

[0022] In bestimmten Ausführungsbeispielen können die Segmente Luftspalte zwischen einander bilden, um die Luftkühlung zu erleichtern, während sie auch ein gewisses Mass an thermischer Ausdehnung relativ zu den Brennstoffventilen ermöglichen. Zusätzlich können Ausführungsbeispiele der Segmente einen Mechanismus aufweisen, um eine Bewegung zu ermöglichen, z. B. in Radial- und/oder Umfangsrichtung, um für die thermische Ausdehnung eine Entlastung zu schaffen. Somit können die Luftspalte und der Mechanismus das Auftreten von thermischen Spannungen und Rissen in der Turbinenbrennkammerkappe beträchtlich reduzieren.

[0023] Die offenbarten Ausführungsbeispiele können auch eine mit der Vielzahl von Segmenten verbundene Grundplatte aufweisen, wobei die Grundplatte gegen die Zurückweisung der Segmente leitet. Zum Beispiel können die Segmente axial von der Rückplatte beanstandet sein, um eine Zwischenkühlkammer zu bilden. Die Grundplatte kann Luftkanäle aufweisen, die dazu eingerichtet sind, Luftstrahlen gegen die Rückseite der Segmente zu leiten, um eine Anlasskühlung der Segmente bereitzustellen. In bestimmten Ausführungsformen können die Segmente mit der Grundplatte über Bolzen verbunden sein, wobei die Bolzen durch in eine radiale Richtung ausgerichtete Schlitze hindurch angeordnet sind. Das Eingreifen der Bolzen in die Schlitze kann eine Bewegung (z. B. radial und/oder in Umfangsrichtung) der Segmente relativ zu der Grundplatte ermöglichen, wobei eine Entlastung für die thermische Ausdehnung wie oben erwähnt zur Verfügung gestellt wird.

[0024] In bestimmten Ausführungsbeispielen können die Segmente Öffnungen (z. B. Perforation) aufweisen, um das Effusionskühlen zu erleichtern. Zum Beispiel können die Öffnungen axial durch die Segmente von einer Rückseite zu einer Vorderseite verlaufen. Diese Öffnungen können in einer Vielzahl von Winkeln relativ zur Vorderseite ausgerichtet sein, zum Beispiel von 20 bis 90 Grad. In bestimmten Ausführungsbeispielen können die Öffnungen die Luftströmung in einer konvergierenden Weise zu den Brennstoffventilen leiten. Jedoch ist jede geeignete Konfiguration der Öffnungen innerhalb des Schutzbereichs der beschriebenen Ausführungsbeispiele.

[0025] Unter Bezugnahme auf die Zeichnung und zunächst auf Fig. 1 ist dort ein Blockschalbild von einem Ausführungsbei-spiel einer Turbinenvorrichtung 10 dargestellt. Das Schaltbild weist Brennstoffventile 12, eine Brennstoffzufuhr 14 und eine Brennkammer 16 auf. Wie beschrieben, führt die Brennstoffzufuhr 14 einen flüssigen Brennstoff oder einen gasförmigen Brennstoff, wie zum Beispiel Erdgas der Turbinenvorrichtung 10 über ein Brennstoffventil 12 in die Brennkammer 16 zu. Nach dem Mischen mit komprimierter Luft, die durch den Pfeil 18 veranschaulicht ist, findet eine Zündung in der Brennkammer 16 statt und das resultierende Abgas verursacht das Rotieren der Schaufeln innerhalb der Turbine 20. Die Verbindung zwischen den Schaufeln in der Turbine 20 und der Welle 22 verursacht eine Rotation der Welle 22, die auch mit einigen Komponenten innerhalb der Turbinenvorrichtung 10 wie veranschaulicht verbunden ist. Zum Beispiel ist die dargestellte Welle 22 mit einem Kompressor 24 und einer Last 26 antriebsverbunden. Es versteht sich, dass die Last 26 irgendeine geeignete Einrichtung sein kann, die Energie über den rotierenden Ausgang der Turbinenvorrichtung 10 erzeugen kann, wie etwa ein Energiegenerator oder ein Fahrzeug.

[0026] Die Luftzufuhr kann Luft über Leitungen zum Lufteinlass 28 leiten, die dann die Luft in den Kompressor 24 leitet. Der Kompressor 24 weist eine Vielzahl von Schaufeln auf, die antriebsmässig mit dem Schaft 22 verbunden sind, wobei Luft vom Lufteinlass 28 komprimiert wird und den Brennstoff ventilen 12 und der Brennkammer 16 zugeführt wird, wie dies durch die Pfeile 29 dargestellt ist. Die Brennstoffventile 12 können dann die komprimierte Luft und Brennstoff mischen, wie dies durch das Bezugszeichen 18 dargestellt ist, um ein optimales Mischverhältnis für die Verbrennung herzustellen, zum Beispiel eine Verbrennung, die den Brennstoff vollständiger verbrennt, um keinen Brennstoff zu verschwenden oder hohe Emissionen zu verursachen. Das Abgas verlässt die Vorrichtung beim Abgasauslass 30, nachdem es die Turbine 20 durchströmt hat. Wie dies im Detail nachfolgend erläutert wird, weist ein Ausführungsbeispiel der Brennkammer 16 eine Brennkammerkappenanordnung auf, die segmentiert um jedes Brennstoffventil 12 herum vorgesehen ist, wobei eine Entlastung für die thermische Ausdehnung in der Brennkammer 16 geschaffen ist.

[0027] Fig. 2 zeigt eine geschnittene Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der Brennkammer 16, die eine Vielzahl von Brennstoffventilen 12 aufweist. In bestimmten Ausführungsbeispielen weist ein Kopfende 32 einer Brennkammer 16 eine Endabdeckung 34 auf. Zusätzlich kann das Kopfende 32 der Brennkammer 16 eine Brennkammerkappenanordnung 36 aufweisen, die den Brennraum abschliesst und die Brennstoffventile 12 aufnimmt. Die Brennstoffventile 12 fördern Brennstoff, Luft und andere Fluide in die Brennkammer 16. Im Bild ist eine Vielzahl von Brennstoffventilen 12 an der Endabdeckung 34 in der Nähe der Basis der Brennkammer 16 angebracht und ragen durch die Brennkammerkappenanordnung 36 hindurch. Zum Beispiel nimmt die Brennkammerkappenanordnung 36 eine oder mehrere Brennstoffventile 12 auf und stellt eine Begrenzung der Verbrennung her. Jedes Brennstoffventil 12 erleichtert das Mischen von komprimierter Luft und Brennstoff und leitet das Gemisch durch die Brennkammerkappenanordnung 36 in einen Brennraum 38 der Brennkammer 16. Das Luft-Brennstoff-Gemisch kann dann im Brennraum 38 verbrennen und dabei heisses komprimiertes Abgas erzeugen. Das komprimierte Abgas treibt die Rotation der Schaufeln innerhalb der Turbine 20 an. Die Brennkammer 16 enthält eine Strömungsmanschette 40 und eine Brennkammerwand 42, die den Brennraum 38 bilden. In bestimmten Ausführungsbeispielen sind die Strömungsmanschette 40 und die Wand 42 koaxial oder konzentrisch zueinander um einen hohlen Ringraum 44 zu bilden, der den Durchlass von Luft zur Kühlung und den Eintritt in die Brennzone 38 ermöglicht (z. B. durch Perforationen in der Wand 52 und/oder Brennstoffventile 12. Die Ausgestaltung der Wand 42 ermöglicht eine optimale Strömung des Luft-Brennstoff-Gemischs zum Übergangsteil 46 (z. B. konvergierender Abschnitt) entlang der Ausrichtlinie 48 zur Turbine 20. Zum Beispiel können die Brennstoffventile 12 ein komprimiertes Luft-Brennstoff-Gemisch in den Brennraum 38 liefern, wobei die Verbrennung des Gemischs stattfindet. Das resultierende Abgas strömt durch das Übergangsteil 46 entlang der Ausrichtlinie 48 in die Turbine 20 wobei das Drehen der Schaufeln der Turbine 20 zusammen mit der Welle 22 verursacht wird.

[0028] Während dieses Vorgangs kann die Brennkammerkappenanordnung 36, wenn die Verbrennung stattfindet, eine Belastung erfahren. Insbesondere kann die komprimierte Luft eine Temperatur von ungefähr 650 bis 1300°F aufweisen, was eine thermische Ausdehnung der Brennkammerkappenanordnung verursacht. Brennstoff kann etwa eine Temperatur von 50 bis 350°F aufweisen, wobei eine thermische Ausdehnung des Ventils 12 verursacht wird, die von geringerem Ausmass ist verglichen mit der thermischen Ausdehnung der Brennkammerkappenanordnung 36. Das Ventil 12 und die Brennkammerkappenanordnung 36 können aus gleichem oder unterschiedlichem Material zusammengesetzt sein, wie zum Beispiel Edelstahl, einer Legierung oder einem anderen geeignetem Material. Ferner kann die Brennkammerkappenanordnung 36 durch die Verbrennung Temperaturen ausgesetzt sein, die im Bereich von etwa 2000°F bis 3000°F oder mehr liegen. Die Brennkammerkappenanordnung 36 kann als Folge davon, dass sie diesen verschiedenen Temperaturen ausgesetzt ist, eine beträchtliche thermische Beanspruchung oder Spannung erfahren. Wie dies im Detail nachfolgend beschrieben ist, kann das Segmentieren der Brennkammerkappenanordnung 36 eine Spannungsentlastung für Spannungen bereitstellen, die zum Beispiel durch thermische Ausdehnung von verschiedenen Komponenten der Brennkammerkappenanordnung 36 verursacht werden können.

[0029] Fig. 3 veranschaulicht eine Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels einer Brennkammerkappenanordnung 36. Die Brennkammerkappenanordnung 36 kann eine Vielzahl von Effusionsplattensegmenten 50, 52 und 54 aufweisen. Die Segmente 50, 52 und 54 können in einem wiederholbaren Muster miteinander kombiniert werden, um eine Seite 56 der Brennkammerkappenanordnung 36 zu bilden. Die Seite 56 der Brennkammerkappenanordnung 36 kann zum Beispiel eine kreisrunde Form mit einem Durchmesser 58 von etwa 12 bis 28 Zoll aufweisen.

[0030] Jedes Segment der Vielzahl von Segmenten 50, 52 und 54 kann eine Vorderseite 60, eine Rückseite und eine Mehrzahl von Kanten 62 aufweisen. Jede der Mehrzahl von Kanten 62 der Vielzahl von Segmenten 50, 52 und 54 kann ein Ventilbrennrohr 63 begrenzen, das eine Brennstoffventilaufnahme 64 umgibt. Das Ventilbrennrohr 63 kann zum Beispiel einen Fluid-durchfluss zwischen einer Brennstoffventilaufnahme 64 und einem die Aufnahme durchsetzenden Brennstoffventil 12 bereitstellen, um beispielsweise Fluidleckströme zu blockieren.

[0031] Wie veranschaulicht, kann das Segment 50 drei Kanten 62 aufweisen, die an jeweils eine separate Brennstoffventilaufnahme 64 angrenzen. Das Segment 52 kann zwei Kanten 62 aufweisen, die jeweils an eine separate Brennstoffventilaufnahme 64 angrenzen und das Segment 54 kann fünf Kanten 62 aufweisen, die jeweils an eine separate Brennstoffventilaufnahme 64 angrenzen. Auf diese Weise weist jedes Segment 50, 52, 54 Kanten 62 auf, die zumindest an zwei Brennstoffventil-aufnahmen 64 angrenzen, ohne irgendeine Brennstoffventilaufnahme 64 vollständig zu umschliessen. Mit anderen Worten ist jedes Brennstoffventil 12 vielmehr durch mehrere Segmente umschlossen, als durch eine fortgesetzte Struktur. Daher kann die Brennkammerkappenanordnung 36 einen ersten Satz von entlang eines äusseren Umfangs der Turbinenbrennkammerkappe angeordneten Kappensegmenten 50 und 52 und einen zweiten Satz von Kappensegmenten 54 aufweisen, die in einem zentralen Bereich der Turbinenbrennkammerkappe angeordnet sind, wobei der erste Satz von Kappensegmenten den zweiten Satz von Kappensegmenten vollständig umgibt.

[0032] Ferner können die Segmente 50 und 52 in einem sich wiederholenden Muster entlang des äusserem Umfangs der Aussenseite 56 der Brennkammerkappenanordnung 36 angeordnet sein, wobei die Segmente 50 und 52 in Umfangsrichtung abwechselnd nebeneinander angeordnet sind. Ferner können Segmente 54 wiederholbar um einen zentralen Bereich herum und von der Aussenseite 56 der Brennkammerkappe 36 radial nach innen beabstandet angeordnet sei, benachbart zu den oben beschriebenen wiederholt angeordneten Segmenten 50 und 52.

[0033] Jedes der Segmente 50, 52, 54 kann es einem Fluid, wie zum Beispiel Luft, ermöglichen, durch die Fläche der Segmente 50, 52 und 54 über Effusionskanäle 66 (Fig. 4) hin-durchzugelangen. Auf diese Weise können die Segmente 50, 52 und 54 miteinander kombiniert werden, um eine Effusionsplatte 59 zu bilden, das heisst eine Platte, die das Strömen von Fluid durch die Kanäle in der Platte gestattet. Fig. 4veranschaulicht eine durch die gekrümmten Linien 4-4 angegebene teilweise Draufsicht auf die Vorderseite 60 auf irgendeines der Segmente 50, 52 oder 54.

[0034] Wie in Fig. 4 dargestellt, weist die Vorderseite 60 eine Vielzahl von Effusionskanälen 66, zum Beispiel etwa 100 bis 5000 Kanäle 66 auf. Jedes der Segmente 50, 52 und 54 kann ungefähr 10 bis 500 Effusionskanäle 66 aufweisen. Zum Beispiel kann jedes der Segmente 50, 52 und 54 zumindest in etwa 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350 oder 400 Effusionskanäle 66 aufweisen. Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Effusionsplatte 49 der Brennkammeranordnung 36 von in etwa insgesamt 100 Effusionskanälen 66 durchsetzt sein. Zusätzlich kann jeder Erffusionskanal 66 einen Durchmesser von ungefähr 4 bis 100, 10 bis 100, 20 bis 40, 20 bis 80, 20 bis 35 oder 50 bis 60 Tausendstel Zoll aufweisen. Zum Beispiel kann jeder Effusionskanal 66 im Durchmesser zumindest kleiner sein als etwa 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 oder 100 Tausendstel Zoll. Bei einem Ausführungsbeispiel kann jedes Segment 50, 52 und 54 zumindest etwa 100 Lufteffusionskanäle aufweisen, wobei jeder Effusionskanal im Durchmesser zumindest kleiner ist als etwa 100 Tausendstel Zoll.

[0035] Wie oben beschrieben ermöglichen die Effusionskanäle 66 einem Fluid durch die Segmente 50, 52 und 54 hindurch zu gelangen, um die Kühlung der Segmente 50, 52 und 54 zu unterstützen. Daher können sich die Effusionskanäle 66 von der Rückseite axial durch die betreffenden Segmente 50, 52 oder 54 erstrecken und aus der Effussionsplatte 49 der Brennkammeranordnung 36 ausmünden. Ferner können die Effusionskanäle 66 gegenüber der Vorderseite 60 von jedem der Segmente 50, 52 und 54 abgewinkelt sein. Zum Beispiel können die Effusionskanäle 66 das Fluid aus den Effusionskanälen 66 unter einem Winkel von etwa 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30 und/oder 20° relativ zu der Vorderseite 60 von jedem der Segmente 50, 52 und 54 abgeben. In einem anderen Ausführungsbeispiel können die Effusionskanäle 66 unter einem Winkel von weniger als etwa 45° mit Bezug zur Vorderseite 60 jedes Segments 50, 52 und 54 angeordnet sein. Alternativ kann jeder Effusionskanal 66 unter einem Winkel von etwa zwischen 20 bis 60° relativ zur Vorderseite 60 jedes Segments 50, 52 und 54 angeordnet sein. Ferner können die Effusionskanäle 66 parallel oder nicht parallel, konvergierend oder divergerend zueinander angeordnet sein. Bei einem Ausführungsbeispiel können die Effusionskanäle 66 zu den Brennstoffventilen 12 hin konvergieren. Die Effusionskanäle 66 können auch in einem regelmässigen Muster oder in einem Zufallsmuster verteilt angeordnet sein.

[0036] Zurück kommend auf Fig. 3können die Segmente 50, 52 und 54 jeweils Kanten 62 aufweisen, die an separate Brennstoff ventilaufnahmen 64 angrenzen. Zusätzlich können die Segmente 50, 52 und 54 auch eine Vielzahl von Steganschlüssen 68 aufweisen. Diese Steganschlüsse 68 können die Bereiche der Segmente 50, 52 und 54 sein, die aneinander angrenzen. Zum Beispiel kann das Segment 50 vier Steganschlüsse 68 (einen Steganschluss 68 zu jedem der beiden Segmente 52 und einen Steganschluss 68 zu jedem der beiden Segmente 54) aufweisen, während das Segment 52 drei Steganschlüsse 68 (einen Steganschluss 68 zu jedem der beiden Segmente 52 und einen Steganschluss 68 zu einem einzigen Segment 54) aufweisen kann. Gleichmassen kann das Segment 54 fünf Steganschlüsse 68 (einen Steganschluss 68 zu jedem der beiden Segmente 50, einen Steganschluss 68 zu einem einzigen Segment 52 und einen Steganschluss 68 zu jedem der beiden Segmente 54) aufweisen.

[0037] Die Steganschlüsse 68 können jeweils einen Luftspalt 70 enthalten. Daher können die Segmente 50, 52 und 54 jeweils durch einen Luftspalt 70 voneinander getrennt sein. Dieser Luftspalt ist in Fig. 5 deutlicher zu sehen, die einen Querschnitt der Brennkammeranordnung 36 entlang der Linie 5-5 in Fig. 3veranschaulicht. Der Luftspalt 70 kann zum Beispiel eine Breite von etwa 0,03 bis 0,3 Zoll aufweisen. Wie dargestellt, kann der Luftspalt 70 auch eine Luftströmung zwischen den Segmenten 52 und 54 entlang eines axialen Weges ermöglichen, was durch den Pfeiler 71 veranschaulicht ist. Bezugnehmend auf die Fig. 3und 5 ist die Effusionsplatte 49 mit einer Grundplatte 72 über eine Vielzahl von Verbindungsmitteln verbunden, zum Beispiel Gewindebolzen oder Bolzen 74 und Muttern 76. Bei dem dargestellten Ausführungsbei-spiel kann jeder Bolzen 74 ein Abstandsmittel, zum Beispiel eine oder mehrere Unterlagsscheiben 78 aufweisen, die axial zwischen der Mutter 76 und der Grundplatte 72 angeordnet sind. Insbesondere ist die Effusionsplatte 49 (z. B. die Segmente 50, 52 und 54) axial von der Grundplatte 72 über ein Distanzmittel 69 beabstandet, um eine Zwischenkühlkammer 77 zu bilden, um die Anblaskühlung der Rückseite 79 der Effusionsplatte 49 zu verbessern. Daher kann die Zwischenkühlkammer 77 zwischen der Grundplatte 72 und der Vielzahl von Segmenten 50, 52 und 54 angeordnet sein, so dass die Grundplatte 72 eine Vielzahl von Anblasdurchlässen aufweist, die zur (inneren) Rückseite 79 jedes Segments der Vielzahl von Segmenten 50, 52 und 54 ausgerichtet sind.

[0038] Die Grundplatte 72 umfasst auch eine oder mehrere Luftdurchlässe oder Anblaskühlkanäle 80, die dazu eingerichtet sind, Luftstrahlen in die Zwischenkühlkammer 77 und unmittelbar gegen die Rückseite 79 der Segmente 50, 52 und 54 der Effusionsplatte 49 zu richten. Auf diese Weise arbeitet die Grundplatte 72 mit der Effusionsplatte 79 zusammen, um eine Anblaskühlung der einzelnen Segmente 50, 52 und 54 zur Verfügung zu stellen. Die Luftströmung kann wiederum durch die Segmente 50, 52 und 54 über die Effusionskanäle 66 in eine axiale Richtung 71 wie auch zwischen benachbarten Segmenten 50, 52 und 54 über die Luftspalte 70 hindurchgelangen. Die Luftströmung kann auch zwischen den Segmenten 50, 52 und 54 und den Brennstoffventilen 12 hindurchgelangen. Die Effusionskühlung über die Kanäle 66, die Zwischenkühlung über die Luftspalte 70 und die Anblaskühlung über die Kanäle 80 kühlen die Brennkammerkappenanordnung 36 gemeinsam beträchtlich, während die Segmentierung (z. B. die Segmente 50, 52 und 54) thermische Spannungen dadurch reduziert, dass ein gewisses Mass von ungehinderter thermischer Ausdehnung ermöglicht wird.

[0039] Der Luftspalt 70 und die Steganschlüsse 68 können eine thermische Ausdehnung jeder der vorhandenen Segmente 50, 52 oder 54 erlauben. Das heisst, bestimmte Ventile 12 können sich um ein grösseres Mass als andere Ventile 12 in der Brennkammer 16 aufheizen, wodurch sich jede Kante 62 der Segmente 50, 52 und 54, die benachbart zur Brennstoffventilaufnahme 64 des heisseren Ventils 62 angeordnet ist, in eine radiale Richtung, die durch die Pfeile 81 veranschaulicht ist, um ein grösseres Mass thermisch ausdehnt, als die übrigen Segmente 50, 52 und 54. Durch das Bereitstellen eines Luftspalts 70 zwischen den Segmenten 50, 52 und 54 kann sich jedes Segment 50, 52 und 54, das dieser höheren Hitzeintensität ausgesetzt ist, thermisch ausdehnen ohne an ein benachbartes Segment 50, 52 und 54 anzustossen. Dies kann zu reduzierten Kräften führen, die auf die Brennkammerkappenanordnung 36 als Ganzes ausgeübt werden, weil die Segmente 50, 52 und 54 sich thermisch in Radialrichtung 81 ausdehnen können, ohne miteinander in Kontakt zu gelangen, was ansonsten zum Beispiel zum Reissen der Segmente aufgrund von Kontaktspannungen zwischen den Segmenten 50, 52 und 54 führen könnte. Zum Beispiel kann der Luftspalt um etwa 40, 50, 6070, 80 oder 90% kleiner werden, wenn er Zuständen thermischer Beanspruchung ausgesetzt ist.

[0040] Fig. 6 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung von hinten auf ein Ausführungsbeispiel der Brennkammerkappenanordnung 36, während Fig. 7 eine perspektivische Explosionsdarstellung von vorne auf ein Ausführungsbeispiel der Brennkammerkappenanordnung ist. Bezugnehmend auf die Fig. 6 und 7 ist Effusionsplatte 49 mit der Grundplatte 72 über eine Vielzahl von Bolzen 74 und Muttern 76 verbunden. Wie oben beschrieben, arbeitet die Grundplatte 72 mit der Effusionsplatte 49 zusammen, um eine Anblaskühlung der einzelnen Segmente 50, 52 und 54 zu erreichen.

[0041] Wie dies ferner in den Fig. 6und 7 veranschaulicht ist, kann die Grundplatte 72 eingerichtet sein, um eine Bewegung der Segmente 50, 52 und 54 in einer Radialrichtung 81 und/oder Umfangsrichtung 83 zu ermöglichen. Zum Beispiel können die Bolzen 74 in Axialrichtung 71 durch in Radialrichtung 81 und/oder Umfangsrichtung 83 verlaufende Schlitze in der Grundplatte 72 hindurchragen, um die Segmente 50, 52 und 54 relativ zur Grundplatte 72 axial zurückzuhalten, während ein bestimmtes Mass einer in Radialrichtung und/oder in Umfangsrichtung verlaufenden Bewegung der Segmente 50, 52 und 54 relativ zur Grundplatte 72 zugelassen wird. Diese Schlitze können auch unter Bezug auf Fig. 8beschrieben werden, die Teil-Draufsieht auf die Grundplattenanordnung nach Fig. 7 innerhalb der Linie 8-8 in Fig. 7 veranschaulicht.

[0042] In einem Ausführungsbeispiel kann die Grundplatte 72 zumindest eine kreisförmige Bolzenaufnahme 73 und zumindest eine längliche Bolzenaufnahme 75 aufweisen. Zum Beispiel kann die Grundplatte 72 die kreisrunde Bolzenaufnahme 73 in einem zentralen Bereich jedes Segments 50, 52 und 54 aufweisen, so dass der Bolzen 74 das betreffende Segment im Wesentlichen um die Bolzenaufnahme 73 herum zentriert. Daher kann die Grösse der kreisrunden Bolzenaufnahme 73 mit relativ engen Toleranzen gegenüber dem Bolzen 74 festgelegt werden, um eine Bewegung des Segments 50, 52 oder 54 am zentralen Bolzen 74 zu blockieren. Im Unterschied dazu kann die Grundplatte 72 ein Vielzahl von länglichen Bolzenaufnahmen 75 an Randstellen mit Abstand vom zentralen Bereich von jedem Segment 50, 52 und 54 aufweisen, so dass sich jeder Bolzen 74 entlang der Länge 85 seiner entsprechenden länglichen Bolzenaufnahme 75 bewegen kann, um eine Entlastung für thermische Ausdehnungen zu schaffen. In bestimmten Ausführungsbeispielen können die länglichen Bolzenaufnahmen 75 nur in radiale Richtungen 81 ausgerichtet sein. Jedoch können einige Ausführungsbeispiele längliche Bolzenaufnahmen 75 aufweisen, die in Radialrichtung 81 und Umfangsrichtung 83 oder nur in Umfangsrichtung 83 ausgerichtet sind. Wie oben beschrieben, steht jeder Bolzen 74 in Eingriff mit einer entsprechenden Mutter 76, um die Segmente 50, 52 und 54 an der Grundplatte 72 axial zu befestigen. In bestimmten Ausführungsbeispielen kann die Mutter 76 auf dem zentralen Bolzen 74, der in der kreisrunden Bolzenaufnahme 73 angeordnet ist, vollständig angezogen werden, um eine Bewegung des zentralen Bolzens 74 zu begrenzen, während die anderen Muttern der Randbolzen 74, die in länglichen Bolzenaufnahmen 75 angeordnet sind, weniger als vollständig angezogen sind, um die randseitige thermische Ausdehnung jedes Segments 50, 52 oder 54 zu vereinfachen. Alternativ können die Randbereichsbolzen 74 axiale Abstandsmittel (zum Beispiel Hülsen) aufweisen, um die axiale Kompression zwischen den Segmenten 50, 52 und 54 und der Grundplatte 72 zu begrenzen. Daher kann ein zentraler Bolzen 74 fest mit der Grundplatte 72 verbunden sein, um die Segmente 50, 52 und 54 zu zentrieren und die radial inneren und äusseren Bolzen 74 sind mit der Grundplatte 72 mit einem Bewegungsspiel oder Bewegungsbereich befestigt, um eine thermische Ausdehnung relativ zum zentralen Bolzen 74 zu ermöglichen. Es ist auch zu beachten, dass die Randbereichsbolzen 74 eine längliche Form angepasst an die länglichen Bolzenaufnahmen 75 aufweisen können, wobei eine Bewegung der Randbereichsbolzen 74 entlang der Länge 85 jeder länglichen Bolzenaufnahme 75 ermöglicht ist.

[0043] Fig. 9 zeigt eine Explosionsdarstellung von vorne eines anderen Ausführungsbeispiels der Brennkammerkappenanordnung 36. Wiederum weist die Brennkammerkappenanordnung 36 die Aussenseite 56, den Durchmesser 58, die Vorderseite 60, die Kanten 62, die Brennstoffventilaufnahmen 64, die Steganschlüsse 68 und die Luftspalte 70 wie oben mit Bezug auf die Fig. 3, 5, 6 und 7 beschrieben auf. Jedoch hat die Effusionsplatte 49 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen unterschiedlichen Satz von Segmenten 84 und 86 verglichen mit den Segmenten 50, 52 und 54 der Fig. 3, 4und 5.

[0044] Ausserdem können die Segmente 84 und 86 in einem wiederholbaren Muster entlang der äusseren Umfangs der Aussenseite 56 der Brennstoffkappenanordnung 82 angeordnet sein, wobei die Segmente 84 und 86 abwechselnd nebeneinander angeordnet sind. Wie dargestellt erstrecken sich die Segmente 84 von der Aussenseite 56 zum zentralen Bereich der Brennkammerkappenanordnung 36 um eine zentrale Brennstoffventilanordnung 64. Die Segmente 86 erstrecken sich von der äusseren Kante 56 nur teilweise zum zentralen Bereich der Brennkammerkappenanordnung 36 hin, so dass die Segmente 86 die zentrale Brennstoff ventilaufnähme 64 nicht erreichen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Effusionsplatte 49 durch vier Segmente 84 und vier Segmente 86 in einem abwechselnden symmetrischen Muster gebildet. Auf diese Weise werden die Segmente 84 und 86 kombiniert, um die gesamte Aussenseite 56 der Brennkammerkappenanordnung 36 abzudecken. Somit kann die Brennkammerkappenanordnung 36 einen ersten Satz von Kappensegmenten 86 aufweisen, der nur entlang eines äusseren Umfangs der Brennkammerkappe 36 angeordnet ist, sowie einen zweiten Satz von Kappensegmenten 84 aufweisen, der sowohl entlang eines zentralen Bereichs der Turbinenbrennkammerkappe und entlang des äusseren Umfangs der Turbinenbrennkammerkappe angeordnet ist.

[0045] Entsprechend den Segmenten 50, 52 und 54 weisen auch die Segmente 84 und 86 eine Vielzahl von Gewindebolzen oder Bolzen 88 auf, die dazu eingerichtet sind in Bolzenaufnahmen 90 der Grundplatte 72 einzugreifen. Wie oben beschrieben können die Bolzenaufnahmen 90 kreisrunde Bolzenaufnahmen 73 und längliche Bolzenaufnahmen 75 aufweisen, die denen gleichen, die in Fig. 8 dargestellt sind. Die kreisrunden Bolzenaufnahmen 73 können dazu eingerichtet sein die entsprechenden Segmente 84 und 86 festzulegen, während die länglichen Bolzenaufnahmen 75 dazu eingerichtet sein können, um eine Bewegung der Segmente 84 und 86 in Radialrichtung 81 und/oder Umfangsrichtung 83 zuzulassen. Zum Beispiel können die kreisrunden Bolzenaufnahmen 73 an einer zentralen Stelle jedes Segments 84 und 86 angeordnet sein, so dass das Halten des zentralen Bolzens 88 (zum Beispiel mittels einer Mutter) im Wesentlichen eine zentrierte Position der Segmente 84 und 86 während einer thermischen Ausdehnung oder einer thermischen Kontraktion aufrecht erhält. Im Unterschied dazu erlauben die länglichen Bolzenaufnahmen 75 eine Bewegung der Bolzen 88 entlang der Länge der länglichen Bolzenaufnahmen 75, wobei sie eine Entlastung oder eine Entspannung für eine thermische Ausdehnung oder Kontraktion bereitstellen.

[0046] Zusätzlich enthält die Brennkammerkappenanordnung 36 eine Vielzahl von Durchlässen und Spalten, um die Kühlung und die thermische Ausdehnung zu unterstützen. Zum Beispiel weist die Effusionsplatte 49 nach Fig. 5Steganschlüsse 68 und Luftspalte 70 auf. Die Luftspalte 70 ermöglichen sowohl eine thermische Ausdehnung, als auch eine Kühlluftströmung zwischen benachbarten Segmenten 84 und 86 entlang den Stegan-Schlüssen 68. Zum Beispiel können die Segmente 84 und 86 andere thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweisen als die Brennstoffventile 12 oder andere Komponenten der Brennkammerkappenanordnung 36. Daher können sich die Komponenten mit unterschiedlichen Raten ausdehnen oder kontrahieren. Die Luftspalte 70 ermöglichen einigen Platz für diese Geometrieveränderung, während sie auch das unmittelbare Kühlen der Kanten 62 der Segmente 84 und 86 durch Kühlluft ermöglichen. Beispiele der Fluidströmung in die Luftspalte 70 zur Kühlung der Kanten 62 der Segmente 84 und 86 sind in den Fig. 10 und 11 veranschaulicht.

[0047] In Fig. 10 ist eine perspektivische Teilansicht eines Ausführungsbeispiels der Brennkammerkappe 36 innerhalb der bogenförmigen Linie 10-10 in den Fig. 3 und 9 dargestellt. Fig. 10 zeigt zwei Brennstoffventilaufnahmen 64, einen Luftspalt 70, eine Grundplatte 72 und ein Segment 92. Es versteht sich, dass das Segment 92 eines der Segmente 50, 52 oder 54 gemäss der Fig. 3, 6und 7 oder eines der Segmente 84 und 86 gemäss der Fig. 9 aufweisen kann. Das Segment 92 ist an der Grundplatte 72 angebracht, um einen Hohlraum oder eine Zwischenkammer 94 für eine Kühlströmung (z. B. Luftströmung) zu bilden, die der Zwischenkühlkammer 77 aus Fig. 5 gleichen kann. Die Zwischenkammer 94 kann zum Beispiel eine Breite von weniger als ungefähr 0,04 bis 0,2 Zoll aufweisen. Wie oben beschrieben kann die Kühlströmung (z. B. Luft) in die Zwischenkammer 94 durch die Durchlässe 80 (z. B. Fig. 5) in der Grundplatte 72 gelangen und direkt auf die Rückseite 79 des Segments 92 auftreffen. Auf diese Weise stellt die Luftströmung eine Anblaskühlung des Segments 92 bereit. Zusätzlich kann das Segment 92 die Effusionskanäle 66 aufweisen, um eine Effusionskühlung des Segments 92 zu bewirken. Jedoch kann das Segment 92 auch ohne einen Effusionskanal 66 verwendet werden, wobei die gesamte Luft durch eine oder mehrer Kantenauslässe 96 hindurch tritt, wie dies nachfolgend beschrieben wird.

[0048] Das Segment 92 enthält einen oder mehrere Kantenauslässe 96 (z. B. Kühlstrahlauslass), der einen oder mehrere Kühlstrahlen 98 in eine Richtung ausgibt, die durch den Pfeil 100 veranschaulicht ist. Jeder Auslass 96 kann eine Öffnung von zumindest ungefähr 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 oder 100% der Fläche der Auslassseite 93 des Segments 92 aufweisen. Ferner kann der Auslass 96 einen Teiler 102 aufweisen, der die Kühlstrahlen 98 aufteilt. Der Teiler 102 kann dazu verwendet werden, um die Strömung der Kühlstrahlen 98 in den Luftspalt 70 zur Kühlung entlang des Luftspalts 70 zwischen benachbarten Segmenten 92 zur richten. In bestimmten Ausführungsbeispielen kann der Teiler 102 die Luftströmung teilen und divergierend nach aussen zu gegenüberliegenden Brennstoffventilaufnahmen 64 leiten.

[0049] Fig. 11 ist eine perspektivische Teilansicht eines Ausführungsbeispiels der Brennkammerkappe 36 innerhalb der gebogenen Linie 10-10 in den Fig. 3 und 9. Entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 10enthält die Ausführung nach Fig. 11zwei Brennstoffventilaufnahmen 64, einen Luftspalt 70, eine Grundplatte 72 und ein Segment 92. Es versteht sich, dass das Segment 92 eines der Segmente 50, 52 oder 54 wie in Fig. 3, 6 und 7 dargestellt oder eines der Segmente 84 und 86 wie in Fig. 9dargestellt aufweisen kann. Das Segment 92 ist an der Grundplatte 72 befestigt, um eine Zwischenkammer 94 (Figur 19) zu bilden, die einen Anblaskühlungsstrom (Luftstrom) von den Durchlässen 80 (z. B. Fig. 5) erhält und die Kühlungsströmung durch Effusionskanäle abgibt. Ferner kann das Segment 92 auch ohne einen Effusionskanal 66 verwendet werden, wobei die gesamte Luft durch eine oder mehrere Kantenauslässe 104 hindurchgelangt, wie dies unten beschrieben.

[0050] Zusätzlich enthält das Segment 92 nach Fig. 11 einen oder mehrere Kantenauslässe 104 (z. B. einen Kühlstrahlauslass), der einen oder mehrere Kühlstrahlen 98 in einer durch Pfeil 100 angegebenen Richtung abgibt. Die Auslässe 104, die Öffnungen in einer Seitenfläche 106 sein können, können eine Grösse aufweisen, die zumindest ungefähr 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 oder 80% der Höhe von der Seitenfläche 106 ausmacht. Die Seitenfläche 106 kann dazu verwendet werden, die Strömung der Kühlluftstrahlen 98 in den Luftspalt 70 zur Kühlung entlang des Luftspalts 70 zwischen zwei benachbarten Segmenten 92 auszurichten. Auf diese Weise arbeiten die Auslässe 104 im Wesentlichen in gleicher Weise wie die Auslässe 96, die oben mit Bezug zu Fig. 10 beschrieben wurden. Tatsächlich können die Auslässe 104 in Verbindung mit oder anstatt der Auslässe 96 verwendet werden, je nachdem was für die Kühlung von benachbarten Segmenten geeignet ist.

[0051] Die Beschreibung verwendet Beispiele zur Offenbarung der Erfindung, um vorteilhafte Ausgestaltungen zu beschreiben und einen Durchschnittsfachmann in die Lage zu versetzen, die Erfindung auszuführen. Der Schutzbereich der Erfindung wird durch die Patentansprüche definiert und kann auch weitere Ausführungsbeispiele umfassen, die sich für den Durchschnittsfachmann ergeben. Solche weiteren Ausführungs-beispiele sollen als in den Schutzbereich der Patentansprüche fallend verstanden werden, wenn sie Elemente aufweisen, die nicht vom Wortsinn der Patentansprüche abweichen oder wenn sie Element aufweisen, die äquivalente strukturelle Element ohne substanzielle Unterschiede zum Wortsinn der Patentansprüche aufweisen.

[0052] Eine Vorrichtung enthält einen Turbinenmotor 10 der eine Brennkammer 16 mit einem Kopfende 32, einer am Kopfende 32 angeordneten Grundplatte und einer Brennkammerkappe 36 aufweist, die mit der Grundplatte 72 verbunden ist, wobei die Grundplatte 72 und die Brennkammerkappe 36 eine Brennstoffventil auf nähme 64 enthalten. Zusätzlich weist die Brennkammerkappe 36 eine Vielzahl von Segmenten 50, 52, 54 auf, die um die Brennstoffventilaufnahme 64 angeordnet sind und jedes Segment 50, 52, 54 weist eine Vielzahl von Lufteffusionskanälen 66 auf.

Bezugszeichenliste

[0053] <tb>10<sep>Turbinenvorrichtung <tb>12<sep>Brennstoffventil <tb>14<sep>Brennstoffzufuhr <tb>16<sep>Brennkammer <tb>18<sep>Pfeil <tb>20<sep>Turbine <tb>22<sep>Welle <tb>24<sep>Kompressor <tb>26<sep>Last <tb>27<sep>Luftzufuhr <tb>28<sep>Lufteinlass <tb>29<sep>Pfeil <tb>30<sep>Abgassauslass <tb>32<sep>Kopfende <tb>34<sep>Endabdeckung <tb>36<sep>Brennkammerkappenanordnung <tb>38<sep>Brennraum <tb>40<sep>Strömungsmanschette <tb>42<sep>Brennkammerwand <tb>44<sep>Hohler Ringraum <tb>46<sep>Übergangsteil <tb>48<sep>Ausrichtlinie <tb>49<sep>Effusionsplatte <tb>50<sep>Effusionsplattensegment <tb>52<sep>Effusionsplattensegment <tb>54<sep>Effusionsplattensegment <tb>56<sep>Seite <tb>58<sep>Durchmesser <tb>60<sep>Vorderseite <tb>62<sep>Kante <tb>63<sep>Ventilbrennrohr <tb>64<sep>Brennstoffventilaufnähme <tb>66<sep>Effusionskanal <tb>68<sep>Steganschluss <tb>70<sep>Luftspalt <tb>71<sep>Axialrichtung <tb>72<sep>Grundplatte <tb>74<sep>Bolzen <tb>76<sep>Mutter <tb>77<sep>Kühlkammer <tb>78<sep>Unterlagsscheibe <tb>79<sep>Rückseite <tb>80<sep>Kühlkanal <tb>81<sep>Radialrichtung <tb>82<sep>Kühlkappenanordnung <tb>83<sep>Umfangsrichtung <tb>84<sep>Kappensegment <tb>85<sep>Länge <tb>86<sep>Kappensegment <tb>88<sep>Bolzen <tb>90<sep>Bolzenaufnähme <tb>92<sep>Segment <tb>94<sep>Zwischenkammer <tb>96<sep>Kantenauslass <tb>98<sep>Kühlstrahl <tb>100<sep>Pfeil <tb>102<sep>Teiler <tb>104<sep>Auslass <tb>106<sep>Seitenfläche

Claims (10)

1. Vorrichtung umfassend: einen Turbinenmotor (10) umfassen: eine Brennkammer (16) mit einem Kopfende (32); eine Grundplatte (72) die im Kopfende (32) angeordnet ist; und eine Brennkammerkappe (36) die mit der Grundplatte (72) verbunden ist, wobei die Grundplatte (72) und die Brennkammerkappe (36) eine Brennstoffventilaufnahme (64) aufweisen, wobei die Brennkammerkappe (36) eine Vielzahl von Segmenten (50, 52, 54) aufweist, die um die Brennstoffventilauf nähme (64) angeordnet sind und jedes Segment (50, 52, 54) eine Vielzahl von Lufteffusionskanälen (66) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der eine Vielzahl von Segmenten (50, 52, 54) einen ersten Satz von Kappensegmenten (86) aufweist, die entlang eines Aussenumfangs der Brennkammerkappe (36) angeordnet sind und einen zweiten Satz von Kappensegmenten (84) aufweist, die an einem zentralen Bereich der Brennkammerkappe (36) angeordnet sind.

3. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, bei der jedes Segment (50, 52, 54) ein hohles Inneres aufweist, das der Grundplatte (72) zugewandt ist.

4. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, bei der jedes Segment (50, 52, 54) eine Vielzahl von Bolzen (74) aufweist, die mit der Grundplatte (72) verbunden sind.

5. Vorrichtung (10) nach Anspruch 4, bei der die Vielzahl von Bolzen (74) an jedem Segment (50, 52, 54) einen zentralen Bolzen, einen radial inneren Bolzen und einen radial äusseren Bolzen aufweist, wobei der zentrale Bolzen fest an der Grundplatte (72) angebracht ist, um das Segment (50, 52, 54) zu zentrieren und der radial innere und äussere Bolzen an der Grundplatte (72) mit einem Bewegungsbereich angebracht sind, um eine thermische Ausdehnung gegenüber dem zentralen Bolzen zu ermöglichen.

6. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, umfassend einen Luftspalt (70) zwischen benachbarten Segmenten (52, 54) in der Vielzahl von Segmenten (50, 52, 54), wobei der Luftspalt (70) dazu eingerichtet ist, eine Kühlluftströmung zuzulassen.

7. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, aufweisend eine Zwischenkühlkammer (94) zwischen der Grundplatte (72) und der Vielzahl von Segmenten (50, 52, 54), wobei die Grundplatte (72) einen Anblasdurchgang zu einer inneren Seite (79) jedes Segments (50, 52, 54) der Vielzahl von Segmenten (50, 52, 54) aufweist.

8. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, bei dem jedes Segment (50, 52, 54) zumindest etwa 100 Lufteffusionskanäle (66) aufweist und jeder Lufteffusionskanal (66) einen Durchmesser von zumindest weniger als etwa 80 Tausendstel Zoll aufweist.

9. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Segmenten (50, 52, 54) jeweils eine Vorderseite (60), eine Rückseite (79) und Kanten (62) aufweisen, wobei die Kanten (62) einer Vielzahl von Brennstoffventilen (12) um die Brennstoffventilaufnähme (64) herum angeordnet sind und jedes der Vielzahl von Segmenten (50, 52, 54) eine Vielzahl von Lufteffusionskanälen (66) aufweist, die sich von der Rückseite (79) durch jedes der Vielzahl von Segmenten (50, 52, 54) hindurch und aus der Vorderseite (60) ausmündend erstrecken.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, aufweisend einen Luftspalt (70) zwischen benachbarten Segmenten (52, 54) in der Vielzahl von Segmenten (50, 52, 54), wobei die Grösse des Luftspalts (70) so festgelegt ist, dass eine thermische Ausdehnung von jedem der beiden Segmente (50, 52) möglich ist, ohne dass sie in Kontakt miteinander gelangen.