DE102011051478A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Kühlung einer Brennkammerkappe - Google Patents

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Baifang Zuo
Roy Marshall Washam
Chunyang Wu
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General Electric Co
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Abstract

Eine Brennkammer (10) enthält eine Endkappe (14), die eine gelochte stromabwärtige Platte (30) und einen Brennraum (18) stromabwärts von der stromabwärtigen Platte (30) aufweist. Ein Plenum (36) steht in Strömungsverbindung mit der stromabwärtigen Platte (30) und führt dem Brennraum (18) durch die Löcher (34) in der stromabwärtigen Platte (30) ein Kühlmedium zu. Ein Verfahren zum Kühlen einer Brennkammer (10) enthält ein Einleiten eines Kühlmediums in eine Endkappe (14) einer Brennkammer (10) und Beaufschlagen einer stromabwärtigen Platte (30) in der Endkappe (14) der Brennkammer (10) mit dem Kühlmedium. Das Verfahren enthält ferner ein Strömenlassen des Kühlmediums in die Brennkammer (18) hinein durch Löcher (34) in der stromabwärtigen Platte (30) hindurch.

Description

  • ERKLÄRUNG ZUR US-BUNDESFORSCHUNG
  • Diese Erfindung wurde mit Unterstützung der US-Regierung unter dem von dem Energieministerium vergebenen Auftrag Nr. DE-FC26-05NT42643 geschaffen. Die US-Regierung hat bestimmte Rechte an der Erfindung.
  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung umfasst allgemein eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Kühlung einer Brennkammer. Spezielle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können Kühlung durch eine Brennkammerkappe liefern, um eine Kühlung an der stromabwärtigen Oberfläche der Brennkammerkappe zu erzielen, unerwünschte Emissionen zu reduzieren und/oder das Auftreten eines Flammenhaltens oder Flammenrückschlags zu reduzieren.
  • HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
  • Gasturbinen sind in Industrie- und Energieerzeugungsbetriebseinsätzen weit verbreitet. Eine typische Gasturbine enthält einen Axialverdichter vorne, eine oder mehrere Brennkammern in etwa in der Mitte und eine Turbine hinten. Umgebungsluft tritt in den Verdichter ein, und rotierende Laufschaufeln sowie stationäre Leitschaufeln in dem Verdichter verleihen dem Arbeitsfluid (der Luft) zunehmend kinetische Energie, um ein komprimiertes Arbeitsfluid in einem energiereichen Zustand hervorzubringen. Das komprimierte Arbeitsfluid tritt aus dem Verdichter aus und strömt durch Düsen in die Brennkammern ein, wo es sich mit einem Brennstoff vermischt und entzündet, um Verbrennungsgase mit hoher Temperatur, hohem Druck und hoher Geschwindigkeit zu erzeugen. Die Verbrennungsgase expandieren in der Turbine, um Arbeit zu verrichten. Zum Beispiel kann die Expansion der Verbrennungsgase in der Turbine eine Welle drehen, die mit einem Generator verbunden ist, um Elektrizität zu erzeugen.
  • Es ist weitgehend bekannt, dass der thermodynamische Wirkungsgrad einer Gasturbine steigt, wenn die Betriebstemperatur, nämlich die Verbrennungsgastemperatur, steigt. Falls jedoch der Brennstoff und die Luft vor einer Verbrennung nicht gleichmäßig miteinander vermischt werden, können sich lokalisierte heiße Stellen in der Brennkammer in der Nähe der Düsenauslässe bilden. Die lokalisierten heißen Stellen erhöhen die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten eines Flammrückschlags und Flammenhaltens, die die Düsen beschädigen können. Obwohl ein Flammenrückschlag und ein Flammenhalten bei jedem Brennstoff auftreten können, treten sie eher bei hochreaktiven Brennstoffen, wie beispielsweise Wasserstoff, auf, die eine höhere Brenngeschwindigkeit und einen breiteren Entflammbarkeitsbereich aufweisen. Die lokalisierten heißen Stellen können ferner die Erzeugung von Stickoxiden in den brennstoffreichen Bereichen erhöhen, während die brennstoffarmen Bereiche die Erzeugung von Kohlenmonoxid und unverbrannten Kohlenwasserstoffen erhöhen können, die alle unerwünschte Abgasemissionen darstellen.
  • Es existieren vielfältige Methoden, um höhere Betriebstemperaturen bei gleichzeitiger Minimierung lokalisierter heißer Stellen und unerwünschter Emissionen zu ermöglichen. Zum Beispiel sind verschiedene Düsen entwickelt worden, um einen Brennstoff höherer Reaktivität vor einer Verbrennung gleichmäßig mit dem Arbeitsfluid zu vermischen. Die höhere Brenngeschwindigkeit eines Brennstoffs höherer Reaktivität schafft jedoch weiterhin eine Umgebung, die für Flammerückschlags- und/oder Flammenhalteereignisse förderlich ist. Infolgedessen würden weitere Verbesserungen bei der an einer Brennkammerkappe erzielten Kühlung, um die Brennkammerkappe zu kühlen, unerwünschte Emissionen zu reduzieren und/oder das Auftreten eines Flammenhaltens oder Flammenrückschlags zu reduzieren, nützlich sein.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Aspekte und Vorteile der Erfindung sind nachstehend in der folgenden Beschreibung dargelegt oder können aus der Beschreibung offensichtlich sein, oder sie können durch Umsetzung der Erfindung in die Praxis erfahren werden.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Brennkammer, die eine Endkappe enthält. Die Endkappe enthält eine stromaufwärtige Platte, eine stromabwärtige Platte benachbart zu der stromaufwärtigen Platte und einen Kanal zwischen der stromaufwärtigen und der stromabwärtigen Platte. Die stromabwärtige Platte enthält Löcher (Perforationen). Ein Brennraum befindet sich stromabwärts von der stromabwärtigen Platte. Ein Plenum, das durch die stromaufwärtige Platte hindurchfährt, liefert ein Kühlmedium zu dem Kanal zwischen der stromaufwärtigen und der stromabwärtigen Platte.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Brennkammer, die eine Endkappe aufweist, die Endkappe enthält eine stromabwärtige Platte mit Löchern (Perforationen). Ein Brennraum befindet sich stromabwärts von der stromabwärtigen Platte. Ein Plenum steht in Fluidströmungsverbindung mit der stromabwärtigen Platte und führt ein Kühlmedium zu dem Brennraum durch die Löcher in der stromabwärtigen Platte hindurch zu.
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung enthalten ferner ein Verfahren zur Kühlung einer Brennkammer. Das Verfahren enthält ein Einleiten eines Kühlmediums in eine Brennkammerendkappe und Beaufschlagen einer stromabwärtigen Platte in der Brennkammerendkappe mit dem Kühlmedium. Das Verfahren enthält ferner ein Einleiten des Kühlmediums in einen Brennraum durch Löcher in der stromabwärtigen Platte hindurch.
  • Fachleute auf dem Gebiet werden bei einer Durchsicht der Beschreibung die Merkmale und Aspekte derartiger Ausführungsformen und anderer besser verstehen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Eine vollständige und eine Umsetzung ermöglichende Offenbarung der vorliegenden Erfindung, einschließlich deren bester Ausführungsform, für einen Fachmann ist insbesondere in der restlichen Beschreibung gegeben, die eine Bezugnahme auf die beigefügten Figuren enthält, in denen zeigen:
  • 1 eine aufgeschnittene Perspektivansicht einer Brennkammer gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine vergrößerte Perspektivansicht eines Teils der in 1 veranschaulichten Brennkammerkappe in stromabwärtiger Richtung;
  • 3 eine vergrößerte Perspektivansicht eines Teils der in 1 veranschaulichten Brennkammerkappe in stromaufwärtiger Richtung;
  • 4 eine stromaufwärtige Abbildung des Kühlmediums über einer Brennkammerkappe, wenn der Druck des Kühlmediums etwas geringer ist als der Arbeitsfluiddruck stromaufwärts von der Brennkammerkappe;
  • 5 eine stromaufwärtige Abbildung des Kühlmediums über einer Brennkammerkappe, wenn der Druck des Kühlmediums ungefähr gleich dem Arbeitsfluiddruck stromaufwärts von der Brennkammerendkappe ist; und
  • 6 eine stromaufwärtige Abbildung des Kühlmediums über einer Brennkammerkappe, wenn der Druck des Kühlmediums etwas größer ist als der Arbeitsfluiddruck stromaufwärts von der Brennkammerkappe.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Es wird nun im Einzelnen auf vorliegende Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, von denen ein oder mehrere Beispiele in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind. Die detaillierte Beschreibung verwendet Bezeichnungen mit Zahlen und Buchstaben, um auf Merkmale in den Zeichnungen Bezug zu nehmen. Gleiche oder ähnliche Bezeichnungen in den Zeichnungen und der Beschreibung werden verwendet, um auf gleiche oder ähnliche Teile der Erfindung Bezug zu nehmen.
  • Jedes Beispiel ist zur Erläuterung der Erfindung, nicht zur Beschränkung der Erfindung vorgesehen. In der Tat wird es für Fachleute auf dem Gebiet offensichtlich sein, dass Modifikationen und Veränderungen an der vorliegenden Erfindung vorgenommen worden können, ohne dass von deren Umfang oder Rahmen abgewichen wird. Zum Beispiel können Merkmale, die als ein Teil einer Ausführungsform veranschaulicht oder beschrieben worden sind, bei einer anderen Ausführungsform verwendet werden, um eine noch weitere Ausführungsform zu ergeben. Somit besteht die Absicht, dass die vorliegende Erfindung derartige Modifikationen und Veränderungen umfasst, wie sie in den Umfang der beigefügten Ansprüche und ihrer Äquivalente fallen.
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung enthalten eine Brennkammer, die ein Plenum aufweist, das ein Kühlmedium zu einer Brennkammerkappe liefert. Das Kühlmedium kann ein beliebiges Fluid aufweisen, das Wärme von der Brennkammerkappe übertragen kann, wie beispielsweise Stickstoff, ein anderes Inertgas oder sogar Dampf. Das Kühlmedium führt Wärme von der Brennkammerkappe durch Aufprallkühlung ab. Außerdem strömt das Kühlmedium durch Löcher in der Brennkammerkappe hindurch, um eine dünne Schutzschicht auf der Brennraumseite der Brennkammerkappe zu bilden. Die dünne Schicht des Kühlmediums auf der Brennraumseite der Brennkammerkappe kann die Oberfläche der Brennkammerkappe gegen Überhitzung schützen, die Spitzentemperatur in der Brennkammer reduzieren, die Auftrittshäufigkeit eines Flammenhaltens und Flammenrückschlags reduzieren und/oder unerwünschte Emissionen aus der Brennkammer reduzieren.
  • 1 zeigt eine aufgeschnittene Perspektivansicht einer Brennkammer 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie veranschaulicht, enthält die Brennkammer 10 allgemein eine oder mehrere Düsen 12, die in einer Endkappe 14 radial angeordnet sind. Der Klarheit wegen sind die Düsen 12 in den Figuren als Zylinder ohne irgendwelche Details in Bezug auf die Bauart, Konfiguration oder inneren Komponenten der Düsen 12 veranschaulicht. Ein Fachmann auf dem Gebiet wird ohne weiteres erkennen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf irgendeine spezielle Düsenbauart, -gestalt oder -konstruktion beschränkt ist, sofern dies in den Ansprüchen nicht speziell angegeben ist. Eine Auskleidung 16 definiert einen Brennraum 18 stromabwärts von der Endkappe 14. Ein die Brennkammer 10 umgebendes Gehäuse 20 enthält Luft oder komprimiertes Arbeitsfluid, die bzw. das in die Brennkammer 10 einströmt. Die Luft oder das komprimierte Arbeitsfluid strömt durch Löcher 22 in einer Strömungshülse 24 in einen ringförmigen Kanal 26 hinein. Die Luft oder das komprimierte Arbeitsfluid strömt danach durch den ringförmigen Kanal 26 hindurch und in die Endkappe 14 hinein, wo sie bzw. es seine Richtung umkehr, um durch die Düsen 12 hindurch und in den Brennraum 18 hinein zu strömen.
  • 2 und 3 liefern vergrößerte Ansichten eines Teils der in 1 veranschaulichten Endkappe 14 mit Blick in stromabwärtiger und stromaufwärtiger Richtung. Wie veranschaulicht, enthält die Endkappe 14 allgemein eine stromaufwärtige Platte 28, eine stromabwärtige Platte 30 benachbart zu der stromaufwärtigen Platte 28 und einen Kanal 32 zwischen der stromaufwärtigen und der stromabwärtigen Platte 28, 30. Die stromaufwärtige und die stromabwärtige Platte 28, 30 erstrecken sich im Wesentlichen über die Weite des stromabwärtigen Abschnitts der Endkappe 14 hinweg, um die in die Endkappe 14 eintretende Luft oder das in die Endkappe 14 eintretende komprimierte Arbeitsfluid von dem stromabwärtigen Brennraum 18 zu trennen. Die stromaufwärtige und die stromabwärtige Platte 28, 30 sind gewöhnlich aus Legierungen, Superlegierungen, beschichteten Keramiken oder anderen Materialien hergestellt, die in der Lage sind, Temperaturen von ungefähr 1600 Grad Fahrenheit zu widerstehen. Jedoch überschreitet die Flammentemperatur in dem Brennraum 18 häufig 2800–3000 Grad Fahrenheit. Deshalb kommt der stromaufwärtigen und der stromabwärtigen Platte 28, 30 eine Kühlquelle zugute, die eine Beschädigung an der stromaufwärtigen und der stromabwärtigen Platte 28, 30 aufgrund der hohen Temperaturen, die in dem Brennraum 18 vorliegen, verhindern kann.
  • Die stromaufwärtige und/oder stromabwärtige Platte 28, 30 kann/können mehrere Löcher (Perforationen) 34 enthalten. Zum Beispiel können, wie in den 2 und 3 veranschaulicht, sowohl die stromaufwärtige als auch die stromabwärtige Platte 28, 30 mehrere Durchtrittslöcher 34 enthalten. Die Löcher 34 in der stromabwärtigen Platte 30 können kleiner als und unter einem Winkel in Bezug auf die Löcher 34 in der stromaufwärtigen Platte 28 angeordnet sein. Auf diese Weise kann das komprimierte Arbeitsfluid, das durch den Kanal 26 hindurch und in die Endkappe 14 hinein strömt, die Löcher 34 in der stromaufwärtigen Platte 28 durchströmen, um eine Aufprallkühlung an der stromabwärtigen Platte 30 zu erzielen. Das komprimierte Arbeitsfluid kann anschließend durch die Löcher 34 in der stromabwärtigen Platte 30 strömen, um eine Filmkühlung auf der zu dem Brennraum 18 weisenden Seite der stromabwärtigen Platte 30 zu erzielen.
  • Ein oder mehrere Plenen 36 stehen in Fluidströmungsverbindung mit der stromaufwärtigen Platte 28, der stromabwärigen Platte 30 und/oder dem Kanal 32. Zum Beispiel kann, wie in den 1 bis 3 veranschaulicht, jedes Plenum 36 durch wenigstens einen Teil der Endkappe 14 im Wesentlichen parallel zu Leitungen 38, die Brennstoff den Düsen 12 zuführen, verlaufen. Auf diese Weise sind die Plenen 36 radial zwischen den Düsen 12 in der Endkappe 14 angeordnet. Jedes Plenum 36 kann ferner durch die stromaufwärtige Platte 28 hindurchführen, um einen Fluidpfad durch das Plenum 36 zu der stromaufwärtigen Platte 28, der stromabwärtigen Platte 30 und in den Kanal 32 hinein zu schaffen. Jedes Plenum 36 liefert ein Kühlmedium zu dem Kanal 32 zwischen der stromaufwärtigen und der stromabwärtigen Platte 28, 30. Das Kühlmedium kann ein beliebiges Fluid aufweisen, das in der Lage ist, Wärme abzuführen, wie beispielsweise Stickstoff, ein anderes Erdgas oder Dampf. Jedes Plenum 36 kann das gleiche Kühlmedium zuführen, oder es kann ein unterschiedliches Kühlmedium durch unterschiedliche Plenen 36 zugeführt werden, je nach den Betriebsanforderungen und der Verfügbarkeit des Kühlmediums.
  • Das Kühlmedium strömt im Wesentlichen durch jedes Plenum 36 hindurch in den Kanal 32 hinein und kühlt den stromabwärtigen Teil der Endkappe 14 durch Erzielung einer Aufprallkühlung an der stromaufwärtigen und der stromabwärtigen Platte 28, 30. Das Kühlmedium kann anschließend durch die Löcher 34 in der stromaufwärtigen und/oder stromabwärtigen Platte 28, 30 hindurch aus dem Kanal 32 herausströmen. Das Kühlmedium, das durch die Löcher 34 in der stromabwärtigen Platte 30 strömt, kann einen oder mehrere weitere Vorteile bringen. Zum Beispiel kann das Kühlmedium eine dünne Schicht aus Inertgas oder Dampf auf der dem Brennraum 18 zugewandten Seite der stromabwärtigen Platte 30 bilden. Diese dünne Inertgas- oder Dampfschicht schafft eine Schutzbarriere zwischen der in dem Brennraum 18 stattfindenden Verbrennung mit hoher Temperatur und dem stromabwärtigen Teil der Endkappe 14, so dass auf diese Weise die Oberflächentemperatur der Endkappe 14 reduziert wird. Außerdem kann die durch das Kühlmedium geschaffene Schutzbarriere dem Brennstoff und der Luft, die aus den Düsen 12 austreten, mehr Zeit gewähren, um sich vor der Verbrennung vermischen können, was eine gleichmäßigere und vollständigere Verbrennung des Brennstoff-Luft-Gemisches ergibt. Die durch das Kühlmedium geschaffene Schutzbarriere kann ferner die Verbrennungsflamme daran hindern, die Schutzbarriere zu durchdringen, wodurch die Auftrittshäufigkeit eines Flammenhaltens oder Flammenrückschlags im Innern der Düsen 12 reduziert wird. Schließlich vermischt sich das Inertgas oder der Dampf letztendlich mit dem aus den Düsen 12 austretenden Brennstoff-Luft-Gemisch, wodurch die Spitzentemperatur der Verbrennungsgase reduziert wird. Die reduzierte Spitzentemperatur der Verbrennungsgase hat für die gleiche mittlere Verbrennungstemperatur reduzierte unerwünschte Emissionen zur Folge.
  • 4, 5 und 6 veranschaulichen Bilder des Kühlmediums über den Endkappe 14 entsprechend mathematischen Modellen für verschiedene Durchflussraten und/oder Drücke des Kühlmediums mit Blick in stromaufwärtiger Richtung. Zum Beispiel ist in 4 der Druck des Kühlmediums geringer als der Druck des komprimierten Arbeitsfluids im Inneren der Endkappe 14. Die Situation kann zum Beispiel vorliegen, wenn das Kühlmedium entweder nicht verfügbar oder nicht erforderlich ist, um eine Kühlung für die Endkappe 14 zu erzielen. Der größere Druck des komprimierten Arbeitsfluids innerhalb der Endkappe 14 hindert jedes Kühlmedium effektiv daran, durch das Plenum 36 hindurch und in den Kanal 32 hinein zu strömen. Im Ergebnis ist das Kühlmedium auf der Seite des Brennraums 18 der stromabwärtigen Platte 30 nicht vorhanden, und das komprimierte Arbeitsfluid liefert eine Kühlung für die Endkappe 14. Insbesondere strömt das komprimierte Arbeitsfluid durch die Löcher 34 in der stromaufwärtigen Platte hindurch, um für eine Aufprallkühlung an der stromabwärtigen Platte 30 zu sorgen. Das komprimierte Arbeitsfluid kann anschließend durch die Löcher 34 in der stromabwärtigen Platte 30 strömen, um für eine Filmkühlung auf der Seite des Brennraums 18 der stromabwärtigen Platte 30 zu sorgen.
  • In 5 ist der Druck des Kühlmediums ungefähr gleich dem Druck des komprimierten Arbeitsfluids im Innern der Endkappe 14. Die Situation kann zum Beispiel vorliegen, wenn eine gewisse zusätzliche Kühlung von dem Kühlmedium gewünscht ist, um eine Kühlung für die Endkappe 14 zu erzielen. Der ungefähr gleiche Druck zwischen dem Kühlmedium und dem komprimierten Arbeitsfluid innerhalb der Endkappe 14 ermöglicht dem Kühlmedium, aus jedem Plenum 36 in den Kanal 32 einzuströmen. Das Kühlmedium erzielt auf diese Weise eine gewisse Aufprallkühlung gemeinsam mit derjenigen, die durch das komprimierte Arbeitsfluid erzielt wird, das durch die Löcher 34 in der stromaufwärtigen Platte 28 zu der stromaufwärtigen Seite der stromabwärtigen Platte 30 strömt. Außerdem strömt das Kühlmedium mit dem komprimierten Arbeitsfluid durch die Löcher 34 in der stromabwärtigen Platte 30 hindurch in den Brennraum 18 hinein. In Folge dessen ist das Kühlmedium über Abschnitten der zu dem Brennraum 18 weisenden Seite der stromabwärtigen Platte 30 vorhanden. Wie in 5 veranschaulicht, kann das Kühlmedium im Allgemeinen eine dünne Filmschicht (wie sie durch die schraffierte Fläche angezeigt ist) in der Nähe der Plenen 36 bilden, und das komprimierte Arbeitsfluid kann eine dünne Filmschicht (wie sich durch die nicht schraffierte Fläche angezeigt ist) weiter von den Plenen 36 weg und zu der radialen Mitte der Endkappe 14 hin bilden.
  • In 6 ist der Druck des Kühlmediums größer als der Druck des komprimierten Arbeitsfluids im Innern der Endkappe 14. Die Situation kann zum Beispiel vorliegen, wenn eine maximale zusätzliche Kühlung ausgehend von dem Kühlmedium erwünscht ist, um eine Kühlung für die Endkappe 14 zu schaffen. Der größere Druck des Kühlmediums hindert jedes komprimierte Arbeitsfluid effektiv daran, durch die Löcher 34 in der stromaufwärtigen Platte 28 hindurch in den Kanal 32 hinein zu strömen. Im Ergebnis strömt das Kühlmedium durch jedes Plenum 36 hindurch in den Kanal 32 hinein, um eine Aufprallkühlung an der stromabwärtigen Platte 30 zu erzielen. Das Kühlmedium strömt anschließend durch die Löcher 34 und die stromaufwärtige und stromabwärtige Platte 28, 30. Die durch die stromabwärtige Platte 30 führende Strömung des Kühlmediums erzielt eine Filmkühlung auf der dem Brennraum 18 zugewandten Seite der stromabwärtigen Platte 30. Als Ergebnis ist das Kühlmedium über größeren Abschnitten der dem Brennraum 18 zugewandten Seite der stromabwärtigen Platte 30 als bei dem in 5 veranschaulichten Zustand vorhanden. Wie in 6 veranschaulicht, kann das Kühlmedium im Allgemeinen eine (durch die schraffierte Fläche angezeigte) dünne Filmschicht über der gesamten Seite des Brennraums 18 der stromabwärtigen Platte 30 mit der Ausnahme der radialen Mitte der Endkappe 14 bilden.
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können ferner ein Verfahren zum Kühlen der Endkappe 14 der Brennkammer 10 liefern. Zum Beispiel kann die Endkappe 14 der Brennkammer 10 gekühlt werden, indem das Kühlmedium in die Endkappe 14 hinein strömen gelassen wird und das Kühlmedium auf die stromabwärtige Platte 30 aufprallen gelassen wird. Das Verfahren kann ferner enthalten, dass das Kühlmedium durch Löcher 34 in der stromabwärtigen Platte 30 hindurch in den Brennraum 18 hinein strömen gelassen wird. In speziellen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner ein Aufprallenlassen des Kühlmediums auf die stromaufwärtige Platte 28 und/oder Strömenlassen des Kühlmediums durch den Kanal 32 enthalten.
  • Diese Beschreibung verwendet Beispiele, um die Erfindung, einschließlich der besten Ausführungsform, zu offenbaren und auch um jedem Fachmann auf dem Gebiet zu ermöglichen, die Erfindung umzusetzen, wozu die Schaffung und Verwendung jeglicher Vorrichtungen oder Systeme und die Durchführung jeglicher enthaltener Verfahren gehören. Der patentierbare Umfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann weitere Beispiele enthalten, die Fachleuten auf dem Gebiet einfallen. Derartige weitere Beispiele sollen in den Umfang der Ansprüche fallen, falls Sie strukturelle Elemente enthalten, die sich von dem Wortsinn der Ansprüche nicht unterscheiden, oder falls Sie äquivalente strukturelle Elemente mit gegenüber dem Wortsinn der Ansprüche unwesentlichen Unterschieden enthalten.
  • Eine Brennkammer 10 enthält eine Endkappe 14, die eine gelochte stromabwärtige Platte 30 und einen Brennraum 18 stromabwärts von der stromabwärtigen Platte 30 aufweist. Eine Plenum 36 steht in Strömungsverbindung mit der stromabwärtigen Platte 30 und führt dem Brennraum 18 durch die Löcher 34 in der stromabwärtigen Platte 30 ein Kühlmedium zu. Ein Verfahren zum Kühlen einer Brennkammer 10 enthält ein Einleiten eines Kühlmediums in eine Endkappe 14 einer Brennkammer 10 und Beaufschlagen einer stromabwärtigen Platte 30 in der Endkappe 14 der Brennkammer 10 mit dem Kühlmedium. Das Verfahren enthält ferner ein Strömenlassen des Kühlmediums in die Brennkammer 18 hinein durch Löcher 34 in der stromabwärtigen Platte 30 hindurch.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Brennkammer
    12
    Düsen
    14
    Endkappe
    16
    Auskleidung
    18
    Brennraum
    20
    Gehäuse
    22
    Löcher
    24
    Strömungshülse
    26
    Ringförmiger Kanal
    28
    Stromaufwärtige Platte
    30
    Stromabwärtige Platte
    32
    Kanal
    34
    Löcher, Perforationen
    36
    Plenen
    38
    Leitungen

Claims (12)

  1. Brennkammer (10), die aufweist: eine Endkappe (14), wobei die Endkappe (14) eine stromaufwärtige Platte (28), eine stromabwärtige Platte (30) benachbart zu der stromaufwärtigen Platte (28) und einen Kanal (32) zwischen der stromaufwärtigen und der stromabwärtigen Platte (28, 30) enthält; Löcher (34) in der stromabwärtigen Platte (30); einen Brennraum (18) stromabwärts von der stromabwärtigen Platte (30); und ein Plenum (36), das durch die stromaufwärtige Platte (28) hindurchfährt, wobei das Plenum (36) ein Kühlmedium zu dem Kanal (32) zwischen der stromaufwärtigen und der stromabwärtigen Platte (28, 30) zuführt.
  2. Brennkammer (10) nach Anspruch 1, die ferner Löcher (34) in der stromaufwärtigen Platte (28) aufweist.
  3. Brennkammer (10) nach Anspruch, wobei die Löcher (34) in der stromabwärtigen Platte (30) unter einem Winkel in Bezug auf die Löcher (34) in der stromaufwärtigen Platte (28) angeordnet sind.
  4. Brennkammer (10) nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Kühlmedium ein Inertgas aufweist.
  5. Brennkammer (10) nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Kühlmedium Dampf aufweist.
  6. Brennkammer (10) nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Kühlmedium einen ersten Druck aufweist und die Endkappe (14) einen zweiten Druck aufweist und wobei der erste Druck des Kühlmediums größer ist als der zweite Druck der Endkappe (14).
  7. Brennkammer (10) nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 6, die ferner mehrere Plenen (36) enthält, die durch die stromaufwärtige Platte (28) hindurchführen, wobei jedes der mehreren Plenen (36) das Kühlmedium zu dem Kanal (32) zwischen der stromaufwärtigen und der stromabwärtigen Platte (28, 30) liefert.
  8. Verfahren zum Kühlen einer Brennkammer (10), das aufweist: Einleiten eines Kühlmediums in eine Endkappe (14) einer Brennkammer (10); Beaufschlagen einer stromabwärtigen Platte (30) in der Endkappe (14) der Brennkammer (10) mit dem Kühlmedium; und Strömenlassen des Kühlmediums in einen Brennkammer (18) hinein durch Löcher (34) in der stromabwärtigen Platte (30) hindurch.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, das ferner ein Beaufschlagen einer stromaufwärtigen Platte (28) in der Endkappe (14) der Brennkammer (10) mit dem Kühlmedium aufweist, wobei die stromaufwärtige Platte (28) benachbart zu der stromabwärtigen Platte (30) angeordnet ist.
  10. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 8 oder 9, das ferner ein Beaufschlagen der stromabwärtigen Platte (30) in der Endkappe (14) der Brennkammer (10) mit einem Inertgas aufweist.
  11. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 8 bis 10, das ferner ein Beaufschlagen der stromabwärtigen Platte (30) in der Endkappe (14) der Brennkammer (10) mit Dampf aufweist.
  12. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 8 bis 11, das ferner ein Einleiten des Kühlmediums in die Endkappe (14) unter einem ersten Druck aufweist, wobei der erste Druck größer ist als ein Druck in der Endkappe (14).
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