DE102016206188A1

DE102016206188A1 - Combustor shingle of a gas turbine

Info

Publication number: DE102016206188A1
Application number: DE102016206188.7A
Authority: DE
Inventors: Hans-Frieder Vogt; Stefan PENZ
Original assignee: Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Current assignee: Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Priority date: 2016-04-13
Filing date: 2016-04-13
Publication date: 2017-10-19

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennkammerschindel (8) einer Gasturbine, umfassend einen plattenförmigen Grundkörper 80 mit einer zur Brennkammer gerichteten Brennkammerseite 81 und einer Rückseite 82, und eine an der Rückseite angeordnete umlaufend geschlossene Rippe 83, wobei in der Rippe wenigstens ein Schlitz 84 vorgesehen ist, welcher von einer ersten äußeren Wandseite 85 der Rippe zu einer zweiten inneren Wandseite 86 der Rippe verläuft.The invention relates to a combustion chamber shingle (8) of a gas turbine, comprising a plate-shaped base body 80 with a combustion chamber side 81 directed towards the combustion chamber and a rear side 82, and a peripherally closed rib 83 arranged at the rear, wherein at least one slot 84 is provided in the rib. which extends from a first outer wall side 85 of the rib to a second inner wall side 86 of the rib.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkammerschindel einer Gasturbine sowie eine doppelwandige Brennkammer einer Gasturbine.The invention relates to a combustion chamber shingle of a gas turbine and a double-walled combustion chamber of a gas turbine.

Bei Gasturbinen, insbesondere bei Fluggasturbinen, ist es bekannt, dass Brennkammerschindeln an einer tragenden Struktur einer Brennkammeraußenwand befestigt sind. Die Brennkammerschindeln weisen eine große Anzahl von Effusions-Kühllöchern auf. Diese Effusions-Kühllöcher dienen dazu, die Schindel durch Austritt von Kühlluft gegenüber den hohen Temperaturen in der Brennkammer zu kühlen. Ferner sind in den Brennkammerschindeln eines oder mehrere Mischluftlöcher vorgesehen, durch welche Luft aus dem die doppelwandige Brennkammer außen umgebenden Raum in das Innere der Brennkammer geleitet wird, um die Verbrennungsgase abzukühlen und die Verbrennung abzumagern. Die Brennkammerschindeln weisen dabei an der zur Brennkammeraußenwand gerichteten Seite eine durchgehende, umlaufende Rippe auf. Hierbei soll eine geschlossene Kavität zwischen der Brennkammerschindel und der Brennkammeraußenwand erzeugt werden. Aufgrund von Fertigungstoleranzen ist es jedoch schwierig sicherzustellen, dass die umlaufende Rippe dichtend an der Brennkammeraußenwand anliegt. Hierbei wurde festgestellt, dass dies einen sehr negativen Einfluss auf eine Kühlung der Brennkammerschindeln hat. Insbesondere aufgrund von Bauteiltoleranzen ist eine Varianz des entstehenden Spaltes zwischen der Rippe und der Brennkammeraußenwand schwierig zu kontrollieren und macht häufig Nachbearbeitungen der Bauteile notwendig.In gas turbines, in particular in aircraft gas turbines, it is known that combustion chamber shingles are fastened to a supporting structure of a combustion chamber outer wall. The combustion chamber shingles have a large number of effusion cooling holes. These effusion cooling holes serve to cool the shingle by exiting cooling air against the high temperatures in the combustion chamber. Furthermore, one or more mixing air holes are provided in the combustion chamber shingles, through which air from the space surrounding the double-walled combustion chamber is directed into the interior of the combustion chamber to cool the combustion gases and abase the combustion. The combustion chamber shingles have a continuous, circumferential rib on the side directed toward the combustion chamber outer wall. Here, a closed cavity between the combustion chamber shingle and the combustion chamber outer wall to be generated. Due to manufacturing tolerances, however, it is difficult to ensure that the circumferential rib sealingly abuts the combustion chamber outer wall. It was found that this has a very negative impact on the cooling of the combustion chamber shingles. In particular, due to component tolerances, a variance of the resulting gap between the rib and the combustion chamber outer wall is difficult to control and often requires reworking of the components.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Brennkammerschindel einer Gasturbine bereitzustellen, welche bei einfachem Aufbau und einfacher, kostengünstiger Herstellbarkeit mit einer umlaufenden Rippe möglichst eng an einer Brennkammeraußenwand anliegen kann.It is therefore an object of the present invention to provide a combustion chamber shingle of a gas turbine, which can rest as closely as possible on a combustion chamber outer wall with a simple structure and simple, cost-effective manufacturability with a circumferential rib.

Diese Aufgabe wird durch eine Brennkammerschindel mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.This object is achieved by a combustion chamber shingle with the features of claim 1. The dependent claims show preferred developments of the invention.

Die erfindungsgemäße Brennkammerschindel einer Gasturbine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass eine umlaufende Rippe sehr eng an einer Brennkammeraußenwand angeordnet werden kann. Dadurch kann insbesondere eine abgeschlossene Kavität zwischen der Brennkammerschindel und der Brennkammeraußenwand erreicht werden. Erfindungsgemäß wird eine Flexibilität der Brennkammerschindel verbessert, so dass ein besseres Anliegen der umlaufenden Rippe an der Brennkammeraußenwand ermöglicht wird. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass in der an einer Rückseite der Brennkammerschindel angeordnete umlaufend geschlossenen Rippe wenigstens ein Schlitz vorgesehen ist, welcher von einer äußeren Wandseite der Rippe zu einer inneren Wandseite der Rippe verläuft. Der Schlitz ermöglicht somit eine Reduzierung einer Steifigkeit der Brennkammerschindel, so dass eine verbesserte Anpassung der Brennkammerschindel an der zum Brennraum gerichteten Seite der Brennkammeraußenwand ermöglicht wird. Ein weiterer Vorteil der Schlitze in der Rippe liegt darin, dass eine Form der Schlitze beliebig gewählt werden kann. Weiterhin kann auch eine Position der Schlitze variiert werden, so dass auch durch die Schlitze eine gezielte Kühlungswirkung an der Brennkammerschindel an gewünschten Positionen erreichbar ist.The combustion chamber shingle of a gas turbine according to the invention with the features of claim 1 has the advantage over that a circumferential rib can be arranged very close to a combustion chamber outer wall. As a result, in particular a closed cavity between the combustion chamber shingle and the combustion chamber outer wall can be achieved. According to the invention, a flexibility of the combustion chamber shingles is improved, so that a better concern of the circumferential rib on the combustion chamber outer wall is made possible. This is inventively achieved in that in the arranged on a rear side of the combustion chamber shingle circumferentially closed rib at least one slot is provided which extends from an outer wall side of the rib to an inner wall side of the rib. The slot thus makes it possible to reduce the stiffness of the combustion chamber shingles so that an improved adaptation of the combustion chamber shingle to the combustion chamber side of the combustion chamber outer wall is made possible. Another advantage of the slots in the rib is that a shape of the slots can be chosen arbitrarily. Furthermore, a position of the slots can also be varied so that a targeted cooling effect on the combustion chamber shingle at desired positions can also be achieved through the slots.

Vorzugsweise bildet die umlaufend geschlossene, an der Rückseite der Brennkammerschindel angeordnete Rippe ein Viereck. Hierdurch kann eine möglichst große Kavität zwischen der Brennkammerschindel und der Brennkammeraußenwand erreicht werden. Dabei sind besonders bevorzugt Schlitze aneinander gegenüberliegenden Rippenbereichen der umlaufend geschlossenen Rippe vorgesehen.Preferably, the circumferentially closed, arranged on the back of the combustion chamber shingle rib forms a quadrangle. In this way, the largest possible cavity between the combustion chamber shingle and the combustion chamber outer wall can be achieved. In this case, slots are preferably provided on mutually opposite rib regions of the circumferentially closed rib.

Die Schlitze sind besonders bevorzugt an den Rippenbereichen vorgesehen, welche quer und/oder längs zu einer Axialrichtung der Gasturbine liegen. Besonders bevorzugt sind an allen Rippenbereichen der viereckigen Rippe Schlitze vorgesehen.The slots are particularly preferably provided on the rib areas, which lie transversely and / or longitudinally to an axial direction of the gas turbine. Particularly preferably, slits are provided on all rib areas of the quadrangular rib.

Ein Querschnitt eines Schlitzes in der Rippe der Brennkammerschindel weist vorzugsweise parallele Schlitzwände auf. Alternativ weist der Schlitz einen sich verjüngenden Querschnitt, insbesondere einen V-förmigen Querschnitt, auf. Weiter alternativ weist der Schlitz einen trapezförmigen Querschnitt oder einen am zum plattenförmigen Grundkörper der Brennkammerschindel gerichteten Ende des Schlitzes abgerundeten Querschnitt auf. Der abgerundete Querschnitt am Ende des Schlitzes vermeidet dabei eine unerwünschte Rissbildung in der Rippe.A cross section of a slot in the rib of the combustion chamber shingle preferably has parallel slot walls. Alternatively, the slot has a tapered cross section, in particular a V-shaped cross section. Further alternatively, the slot has a trapezoidal cross-section or a rounded to the plate-shaped body of the combustion chamber shingle end of the slot in cross-section. The rounded cross-section at the end of the slot avoids unwanted cracking in the rib.

Weiter bevorzugt ist am zum plattenförmigen Grundkörper gerichteten Ende des Schlitzes ein vergrößerter Ausnehmungsbereich zur Verhinderung von Rissbildungen vorgesehen. Der vergrößerte Ausnehmungsbereich ist vorzugsweise teilkreisförmig.More preferably, an enlarged recessed area for preventing cracking is provided on the plate-shaped base body end of the slot. The enlarged recessed area is preferably part-circular.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die Brennkammerschindel ferner ein Abdeckelement, welches den wenigstens einen Schlitz zumindest teilweise abdeckt. Vorzugsweise deckt das Abdeckelement den Schlitz dabei vollständig ab.According to a further preferred embodiment of the present invention, the combustion chamber shingle further comprises a cover which at least partially covers the at least one slot. Preferably, the cover completely covers the slot.

Vorzugsweise ist ein Abdeckelement vorgesehen, welches ausschließlich an einer Seite der Rippe angeordnet ist, insbesondere an der Seite der Rippe mit höherem Druck, insbesondere an einer Innenseite der Rippe.Preferably, a cover is provided, which is arranged exclusively on one side of the rib, in particular on the side of the Rib with higher pressure, especially on the inside of the rib.

Weiter bevorzugt sind Abdeckelemente an beiden Seiten des Schlitzes an der Rippe angeordnet.More preferably, cover elements are arranged on both sides of the slot on the rib.

Um die Flexibilität der Brennkammerschindel trotz Abdeckelementen aufrecht zu erhalten, ist das Abdeckelement lediglich an einer Seite des Schlitzes fixiert, insbesondere mittels einer Schweißverbindung. Hierdurch kann eine Verformung und ein Anlegen der Rippe der Brennkammerschindel an eine Brennkammeraußenwand immer noch ermöglicht werden, ohne dass das Abdeckelement diesen Verformungsvorgang verhindern würde, was der Fall wäre, wenn das Abdeckelement an beiden Seiten des Schlitzes fixiert wäre oder selbst verformt werden würde.In order to maintain the flexibility of the combustion chamber shingle despite cover elements, the cover is fixed only on one side of the slot, in particular by means of a welded connection. Thereby, deformation and application of the rib of the combustion chamber shingle to a combustion chamber outer wall can still be made possible without the covering element preventing this deformation process, which would be the case if the covering element were fixed on both sides of the slot or would itself be deformed.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Abdeckelement einen ersten und einen zweiten Bereich auf, welcher über einen Verbindungsbereich miteinander verbunden sind. Der erste Bereich des Abdeckelements ist dabei an einer äußeren Wandseite der Rippe angeordnet, und der zweite Bereich ist an einer inneren Wandseite der Rippe angeordnet. Der Verbindungsbereich ist durch den Schlitz geführt. Besonders bevorzugt ist der Verbindungsbereich dabei zum ersten und/oder zweiten Bereich in einem Winkel von 90° angeordnet. Somit weist das Abdeckelement in Draufsicht ungefähr eine Z-Form auf, wobei der Verbindungsbereich im Schlitz angeordnet ist.According to a further preferred embodiment of the invention, the cover has a first and a second region, which are interconnected via a connection region. The first region of the cover element is arranged on an outer wall side of the rib, and the second region is arranged on an inner wall side of the rib. The connection area is guided through the slot. Particularly preferably, the connection region is arranged at an angle of 90 ° to the first and / or second region. Thus, the cover member has approximately a Z-shape in plan view, wherein the connection portion is arranged in the slot.

Um eine möglichst große Flexibilität der Brennkammerschindel zu erreichen, ist der Schlitz in der Rippe vorzugsweise bis zu einem Fußbereich der umlaufend geschlossenen Rippe ausgebildet. Somit endet der Schlitz am Grundkörper der Brennkammerschindel. Hierdurch ist ferner auch eine besonders gute Kühlung des plattenförmigen Grundkörpers durch Luft, welche durch den Schlitz in die Kavität zwischen der Brennkammerschindel und der Brennkammeraußenwand strömen kann, ermöglicht.In order to achieve the greatest possible flexibility of the combustion chamber shingle, the slot in the rib is preferably formed up to a foot region of the circumferentially closed rib. Thus, the slot ends at the base body of the combustion chamber shingle. As a result, a particularly good cooling of the plate-shaped base body by air, which can flow through the slot in the cavity between the combustion chamber shingle and the combustion chamber outer wall, also allows.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine doppelwandige Brennkammer einer Gasturbine, umfassend eine äußere Brennkammerwand und eine innere Brennkammerwand, welche durch eine Vielzahl von erfindungsgemäßen Brennkammerschindeln vorgesehen ist.Furthermore, the present invention relates to a double-walled combustion chamber of a gas turbine, comprising an outer combustion chamber wall and an inner combustion chamber wall, which is provided by a plurality of combustion chamber shingles according to the invention.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung sind gleiche bzw. funktional gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. In der Zeichnung ist:Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawing, the same or functionally identical parts are designated by the same reference numerals. In the drawing is:

1 eine schematische Ansicht eines Gasturbinentriebwerks gemäß der vorliegenden Erfindung; 1 a schematic view of a gas turbine engine according to the present invention;

2 eine vereinfachte Seiten-Schnittansicht einer Brennkammer gemäß der vorliegenden Erfindung; 2 a simplified side sectional view of a combustion chamber according to the present invention;

3 eine schematische, perspektivische Ansicht einer Brennkammerschindel gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; 3 a schematic, perspective view of a combustion chamber shingle according to a first embodiment of the invention;

4 eine schematische Seitenansicht der Brennkammerschindel von 3; 4 a schematic side view of the combustion chamber shingle of 3 ;

5 eine schematische, vergrößerte Darstellung eines Schlitzes in einer Rippe der Brennkammerschindel der 3 und 4; 5 a schematic, enlarged view of a slot in a rib of the combustion chamber shingles 3 and 4 ;

6–9 verschiedene alternative Querschnitte von Schlitzen in einer Rippe einer Brennkammerschindel gemäß einem zweiten bis fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung; 6 - 9 various alternative cross-sections of slots in a rib of a combustion chamber shingle according to a second to fifth embodiment of the invention;

10 eine schematische Seitenansicht einer Brennkammerschindel gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel; 10 a schematic side view of a combustion chamber shingle according to a sixth embodiment;

11 eine schematische, teilweise Draufsicht auf eine Rippe der Brennkammerschindel von 10 mit angebrachter Abdeckung; und 11 a schematic, partial plan view of a rib of the combustion chamber shingle of 10 with attached cover; and

12, 13 schematische, alternative Darstellungen von Abdeckungen zur Abdeckung von Schlitzen in einer Rippe einer Brennkammerschindel gemäß einem siebten oder achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 12 . 13 schematic, alternative representations of covers for covering slots in a rib of a combustion chamber shingle according to a seventh or eighth embodiment of the present invention.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 eine Brennkammerschindel 8 gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben.The following is with reference to the 1 to 5 a combustion chamber shingle 8th according to a first preferred embodiment of the invention described in detail.

Das Gasturbinentriebwerk 110 gemäß 1 ist ein allgemein dargestelltes Beispiel einer Turbomaschine, bei der die Erfindung Anwendung finden kann. Das Gasturbinentriebwerk 110 umfasst in Strömungsrichtung hintereinander einen Lufteinlass 111, einen in einem Gehäuse umlaufenden Fan 112, einen Mitteldruckkompressor 113, einen Hochdruckkompressor 114, eine Brennkammer 115, eine Hochdruckturbine 116, eine Mitteldruckturbine 117 und eine Niederdruckturbine 118 sowie eine Abgasdüse 119, die sämtlich um eine zentrale Triebwerksmittelachse 101 angeordnet sind.The gas turbine engine 110 according to 1 is a generalized example of a turbomachine, in which the invention can be applied. The gas turbine engine 110 comprises in the flow direction one behind the other an air inlet 111 , a circulating in a housing fan 112 , a medium pressure compressor 113 , a high pressure compressor 114 , a combustion chamber 115 , a high-pressure turbine 116 , a medium pressure turbine 117 and a low-pressure turbine 118 and an exhaust nozzle 119 all around a central engine centerline 101 are arranged.

Der Mitteldruckkompressor 113 und der Hochdruckkompressor 114 umfassen jeweils mehrere Stufen, von denen jede eine in Umfangsrichtung verlaufende Anordnung fester stationärer Leitschaufeln 120 aufweist, die allgemein als Statorschaufeln bezeichnet werden und die radial nach innen vom Triebwerksgehäuse 121 in einen ringförmigen Strömungskanal durch die Kompressoren 113, 114 vorstehen. Die Kompressoren 113, 114 weisen weiter eine Anordnung von Kompressorlaufschaufeln 122 auf, die radial nach außen von einer drehbaren Trommel oder Scheibe 125 vorstehen, die mit Naben 126 der Hochdruckturbine 116 bzw. der Mitteldruckturbine 117 gekoppelt sind.The medium-pressure compressor 113 and the high pressure compressor 114 each comprise a plurality of stages, each of which has a circumferentially extending fixed stationary vanes 120 commonly referred to as stator blades and radially inward of the engine casing 121 in an annular flow channel through the compressors 113 . 114 protrude. The compressors 113 . 114 further show an arrangement of compressor blades 122 on, which is radially outward from a rotatable drum or disc 125 project with hubs 126 the high-pressure turbine 116 or the medium-pressure turbine 117 are coupled.

Die Hochdruckturbine 116, die Mitteldruckturbine 117 und die Niederdruckturbine 118 weisen ähnliche Stufen auf, umfassend eine Anordnung von festen Leitschaufeln 123, die radial nach innen vom Gehäuse 121 in den ringförmigen Strömungskanal durch die Turbinenabschnitte vorstehen und eine nachfolgende Anordnung von Turbinenschaufeln 124, die nach außen von einer drehbaren Nabe 126 vorstehen. Die Kompressortrommel oder Kompressorscheibe 125 und die darauf angeordneten Schaufeln 122 sowie die Turbinenrotornabe 126 und die darauf angeordneten Turbinenlaufschaufeln 124 drehen sich im Betrieb um die Triebwerksmittelachse 101.The high pressure turbine 116 , the medium pressure turbine 117 and the low-pressure turbine 118 have similar steps, comprising an array of fixed vanes 123 extending radially inward from the housing 121 project into the annular flow channel through the turbine sections and a subsequent arrangement of turbine blades 124 facing outward from a rotatable hub 126 protrude. The compressor drum or compressor disk 125 and the blades arranged thereon 122 as well as the turbine rotor hub 126 and the turbine blades disposed thereon 124 rotate around the engine centerline during operation 101 ,

2 zeigt vereinfacht eine vergrößerte Darstellung der Brennkammer 115. Die Brennkammer 115 umfasst ein Hitzeschild 2, einen Brennkammerkopf 3 und eine Brennkammerdichtung 4. Weiterhin ist eine doppelwandige Brennkammerwand, umfassend eine Brennkammeraußenwand 9 und Brennkammerschindeln 8 vorgesehen, in welchen Zumischlöcher 5 ausgebildet sind. In der Brennkammerschindel 8 ist ferner noch eine Vielzahl von Effusionslöchern 13 vorgesehen (schematisch in 3 und 4 gezeigt), welche zur Kühlung der Brennkammerschindel 8 dienen. Die Brennkammeraußenwand 9 umfasst mehrere Prallkühllöcher, welche aus Gründen einer verbesserten Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind. Die Brennkammeraußenwand 9 ist mittels Brennkammeraufhängungen 10 und Brennkammerflanschen 11 gelagert. 2 shows simplified an enlarged view of the combustion chamber 115 , The combustion chamber 115 includes a heat shield 2 , a combustion chamber head 3 and a combustor seal 4 , Furthermore, a double-walled combustion chamber wall comprising a combustion chamber outer wall 9 and combustion chamber shingles 8th provided, in which Zumischlöcher 5 are formed. In the combustion chamber shingle 8th is still a variety of effusion holes 13 provided (schematically in 3 and 4 shown), which for cooling the combustion chamber shingles 8th serve. The combustion chamber exterior wall 9 includes a plurality of impingement cooling holes, which are not shown for reasons of clarity. The combustion chamber exterior wall 9 is by means of combustion chamber suspensions 10 and combustion chamber flanges 11 stored.

Wie weiter insbesondere aus 3 ersichtlich ist, umfasst die Brennkammerschindel 8 Bolzen 6, welche einstückig mit einem Grundkörper 80 der Brennkammerschindel 8 gebildet sind. Die Bolzen 8 greifen durch Löcher in der Brennkammeraußenwand 9 hindurch und werden mittels Muttern 7 gesichert (vgl. 2). Die Brennkammeraußenwand 9 ist ferner an einem vorderen Endbereich mit einer Grundplatte 12 verbunden, vorzugsweise verschweißt.As further in particular from 3 can be seen, includes the combustion chamber shingles 8th bolt 6 , which are integral with a body 80 the combustion chamber shingle 8th are formed. Bolts 8th grab through holes in the combustion chamber outer wall 9 through and through nuts 7 secured (cf. 2 ). The combustion chamber exterior wall 9 is also at a front end portion with a base plate 12 connected, preferably welded.

Wie insbesondere aus 3 ersichtlich ist, weist die Brennkammerschindel an dem plattenförmigen Grundkörper 80 eine an deren Rückseite 82 angeordnete, umlaufend geschlossene Rippe 83 auf. Die Rippe 83 weist eine viereckige Grundform auf.As in particular from 3 it can be seen, the combustion chamber shingles on the plate-shaped base body 80 one at the back 82 arranged, circumferentially closed rib 83 on. The rib 83 has a square basic shape.

Die Schlitze 84 (vgl. 5) weisen einen sich verjüngenden Querschnitt auf, wobei an einem zum plattenförmigen Grundkörper 80 gerichteten Ende des Schlitzes ein abgerundeter Querschnitt 93 vorgesehen ist. Die beiden Schlitzwände 91, 92 des Schlitzes 84 verlaufen dabei geradlinig. Alle Schlitze 84 weisen eine gleiche geometrische Form und Tiefe auf.The slots 84 (see. 5 ) have a tapered cross-section, wherein on a plate-shaped body 80 directed end of the slot a rounded cross-section 93 is provided. The two diaphragm walls 91 . 92 of the slot 84 straight line. All slots 84 have the same geometric shape and depth.

Die Schlitze 84 sind dabei an quer zur Axialrichtung X-X (Brennkammermittelachse) der Gasturbine liegenden Rippenbereichen 83a, 83b vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich können auch Rippenbereiche längs (parallel) zur Axialrichtung vorgesehen werden.The slots 84 are at transverse to the axial direction XX (combustion chamber central axis) of the gas turbine rib areas 83a . 83b intended. Alternatively or additionally, rib areas can also be provided longitudinally (parallel) to the axial direction.

Die Schlitze können dabei bis zur Rückseite 82 des Grundkörpers 80 hindurchgeführt werden.The slots can be up to the back 82 of the basic body 80 be passed.

Somit weist die Brennkammerschindel 8 eine erhöhte Flexibilität auf, wenn die Brennkammerschindel 8 mittels der Bolzen 6 und der Muttern 7 an der Brennkammeraußenwand 9 fixiert wird. Durch die freie Wahl des Querschnitts der Schlitze 84 sowie die freie Wahl der Position der Anordnung der Schlitze 84 an der umlaufenden Rippe 83 ist somit eine gezielte Kühlung von Bereichen der Brennkammerschindel 8 möglich. Trotzdem kann eine geschlossene Kavität zwischen der Brennkammerschindel 8 und der Brennkammeraußenwand 9 im montierten Zustand erreicht werden.Thus, the combustion chamber shingle 8th an increased flexibility when the combustion chamber shingle 8th by means of bolts 6 and the nuts 7 at the combustion chamber outer wall 9 is fixed. By the free choice of the cross-section of the slots 84 as well as the free choice of the position of the arrangement of the slots 84 on the circumferential rib 83 is thus a targeted cooling of areas of the combustion chamber shingle 8th possible. Nevertheless, a closed cavity between the combustion chamber shingles 8th and the combustion chamber outer wall 9 be achieved in the assembled state.

Somit wird durch das Vorsehen der Schlitze 84 in der umlaufend geschlossenen Rippe 83 eine Flexibilität der Brennkammerschindel 8 für eine Montage an der Brennkammeraußenwand 9 vergrößert. Dadurch kann sich die Brennkammerschindel 8 besser an die Brennkammeraußenwand 9 anlegen. Die durch die Schlitze 84 gebildeten Leckagepfade sind dabei relativ konstant und werden insbesondere durch das Anlegen der umlaufend geschlossenen Rippe 83 an die Brennkammeraußenwand 9 üblicherweise verkleinert.Thus, by providing the slots 84 in the circumferentially closed rib 83 a flexibility of the combustion chamber shingle 8th for mounting on the combustion chamber outer wall 9 increased. This may cause the combustion chamber shingle 8th better to the combustion chamber outer wall 9 invest. The through the slots 84 Leakage paths formed are relatively constant and in particular by the application of the circumferentially closed rib 83 to the combustion chamber outer wall 9 usually scaled down.

6 zeigt eine alternative Ausgestaltung des Schlitzes 84 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Schlitz 84 des zweiten Ausführungsbeispiels weist dabei einen V-förmigen Querschnitt auf. 6 shows an alternative embodiment of the slot 84 according to a second embodiment of the invention. The slot 84 of the second embodiment has a V-shaped cross section.

7 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung, wobei der Schlitz 84 zwei sich verjüngende Schlitzwände 91 aufweist, welche sich an einem geradlinigen Bodenbereich 95 treffen. Somit hat der Schlitz 84 einen trapezförmigen Querschnitt. 7 shows a third embodiment of the invention, wherein the slot 84 two tapered slot walls 91 which is on a rectilinear floor area 95 to meet. Thus, the slot has 84 a trapezoidal cross-section.

8 zeigt einen Schlitz 84 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die Schlitzwände 91, 92 parallel zueinander sind. Hierdurch ergibt sich wiederum ein geradliniger Bodenbereich 95. 8th shows a slot 84 according to a fourth embodiment of the invention, wherein the slot walls 91 . 92 are parallel to each other. This in turn results in a straight floor area 95 ,

9 zeigt einen Querschnitt eines Schlitzes 84 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein vergrößerter Ausnehmungsbereich 94 am Ende des Schlitzes 84 gebildet. Der vergrößerte Ausnehmungsbereich 94 weist im Schnitt eine Teilkreisform auf. Hierdurch kann eine Rissbildung effektiv verhindert werden. Der Schlitz 84 ist dabei nicht bis ganz zum Grundkörper 80 der Brennkammerschindel 8 ausgeführt. 9 shows a cross section of a slot 84 according to a fifth embodiment of the invention. In this embodiment, an enlarged recessed area 94 at the end of the slot 84 educated. The enlarged recess area 94 has a partial circular shape on average. This can effectively prevent cracking. The slot 84 is not up to the very body 80 the combustion chamber shingle 8th executed.

Es sei angemerkt, dass die Form der Schlitze, wie in den 5 bis 9 an einer umlaufend geschlossenen Rippe 83 beliebig kombiniert werden kann. Ferner können auch eine Tiefe der Schlitze 84 beliebig gewählt werden. D. h., ein Schlitz 84 kann bis zum Grundkörper 80 reichen oder kann nur durch eine Teil der Rippe 83 geführt sein.It should be noted that the shape of the slots, as in the 5 to 9 on a circumferentially closed rib 83 can be combined as desired. Further, also a depth of the slots 84 be chosen arbitrarily. That is, a slot 84 can be up to the main body 80 rich or can only pass through part of the rib 83 be guided.

Die 10 und 11 zeigen eine Brennkammerschindel 8 gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Wie aus 10 ersichtlich ist, sind an einer äußeren Wandseite 85 der Rippe 83 Abdeckelemente 20 vorgesehen, welche die Schlitze 84 überdecken. Die Abdeckelemente 20 überdecken die Querschnitte der Schlitze 84. Die Abdeckelemente 20 sind lediglich an jeweils genau einer Seite der Schlitze 84 fixiert. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Abdeckelemente 20 mittels Schweißnähten 21 einseitig fixiert. Durch die einseitige Fixierung an nur einer Seite der Schlitze 84 wird eine Flexibilität der Brennkammerschindel 8 bei der Montage nicht eingeschränkt. Durch das Vorsehen der Abdeckelemente 20 kann auf einfache und kostengünstige Weise eine zu große unerwünschte Leckage über die Schlitze 84 verhindert werden. Die Abdeckelemente 20 sind dabei derart ausgebildet, dass der komplette Querschnitt der Schlitze 84 überdeckt wird.The 10 and 11 show a combustion chamber shingle 8th according to a sixth embodiment of the invention. How out 10 it can be seen are on an outer wall side 85 the rib 83 cover 20 provided the slots 84 cover. The cover elements 20 cover the cross sections of the slots 84 , The cover elements 20 are only on exactly one side of the slots 84 fixed. In this embodiment, the cover elements 20 by means of welds 21 fixed on one side. Due to the one-sided fixation on only one side of the slots 84 becomes a flexibility of the combustion chamber shingle 8th not restricted during assembly. By providing the cover elements 20 can in a simple and cost effective way too much unwanted leakage through the slots 84 be prevented. The cover elements 20 are designed such that the complete cross section of the slots 84 is covered.

11 zeigt eine Draufsicht auf die Rippe 83 und die Anordnung eines Abdeckelements 20. 11 shows a plan view of the rib 83 and the arrangement of a cover member 20 ,

12 zeigt ein siebtes Ausführungsbeispiel einer Brennkammerschindel, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel jeweils zwei Abdeckelemente 20 an einem Schlitz 84 vorgesehen sind. Dadurch werden beide freien Seiten des Schlitzes 84 an der äußeren Wandseite 85 und der inneren Wandseite 86 durch ein Abdeckelement 20 abgedeckt. Hierdurch kann eine Leckage über den Schlitz 84 noch weiter reduziert werden. Wie im sechsten Ausführungsbeispiel sind die Abdeckelemente 20 jeweils nur an einer Seite des Schlitzes 84 fixiert. 12 shows a seventh embodiment of a combustion chamber shingles, wherein in this embodiment in each case two cover elements 20 at a slot 84 are provided. This will both free sides of the slot 84 on the outer wall side 85 and the inner wall side 86 through a cover 20 covered. This can cause leakage through the slot 84 be further reduced. As in the sixth embodiment, the cover elements 20 only on one side of the slot 84 fixed.

13 zeigt ein achtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei das Abdeckelement 20 unterschiedlich ausgebildet ist. Wie aus 13 ersichtlich ist, weist das Abdeckelement 20 einen ersten Bereich 22 und einen zweiten Bereich 23 auf, welche über einen Verbindungsbereich 24 miteinander verbunden sind. Dadurch weist das Abdeckelement 20 bei Draufsicht ungefähr eine Z-Form auf. Dabei sind der erste und zweite Bereich jeweils in einem Winkel von 90° zum Verbindungsbereich 24 vorgesehen. Wie aus 13 ersichtlich ist, ist der Verbindungsbereich 24 dabei derart angeordnet, dass der Verbindungsbereich 24 durch den Schlitz 84 verläuft. Um die Flexibilität der Brennkammerschindel aufrecht zu erhalten, ist das Abdeckelement 20 nur am ersten Bereich 22 mit einer Schweißverbindung 21 an der Rippe 83 fixiert. 13 shows an eighth embodiment of the invention, wherein the cover 20 is formed differently. How out 13 it can be seen, the cover member has 20 a first area 22 and a second area 23 on, which has a connection area 24 connected to each other. As a result, the cover element 20 in plan view about a Z-shape. The first and second areas are each at an angle of 90 ° to the connection area 24 intended. How out 13 is apparent, is the connection area 24 arranged such that the connection area 24 through the slot 84 runs. In order to maintain the flexibility of the combustion chamber shingles, the cover element 20 only at the first area 22 with a welded joint 21 at the rib 83 fixed.

Somit kann durch das in den 11 bis 13 gezeigte Abdeckelement 20 eine Leckage über die Schlitze 84 in de Rippe 83 signifikant reduziert werden. Als Abdeckelement 20 werden vorzugsweise Bleche vorgesehen, welche einfach an die Rippe 83 angeschweißt werden können. Bei Verwendung von kleinen Blechstärken ist es auch möglich, dass die Bleche an beiden Seiten der Schlitze 84 fixiert werden und sich beim Montieren der Brennkammerschindel 8 an der Brennkammeraußenwand 9 verformen, falls die Brennkammerschindel 8 eine Verformung ausführt. Die Abdeckelemente 20 werden vorzugsweise an der Seite der Rippe 83 mit höherem Druck, d. h. der Innenseite, befestigt.Thus, by the in the 11 to 13 shown cover 20 a leak over the slots 84 in the rib 83 be significantly reduced. As a cover 20 It is preferable to provide sheets which are simply attached to the rib 83 can be welded. When using small sheet thicknesses, it is also possible that the sheets on both sides of the slots 84 be fixed and when assembling the combustion chamber shingle 8th at the combustion chamber outer wall 9 deform if the combustion chamber shingle 8th performs a deformation. The cover elements 20 are preferably on the side of the rib 83 with higher pressure, ie the inside, attached.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

22: Hitzeschildheat shield
33: Brennkammerkopfbulkhead
44: BrennerdichtungBrenner seal
55: ZumischlöcherZumischlöcher
66: Bolzenbolt
77: Muttermother
88th: Brennkammerschindelcombustion chamber tile
99: BrennkammeraußenwandCombustion chamber outer wall
1010: Brennkammeraufhängungcombustion chamber suspension
1111: BrennkammerflanschBrennkammerflansch
1212: Grundplattebaseplate
1313: Effusionslöchereffusion
2020: Abdeckelementcover
2121: SchweißnahtWeld
2222: erster Bereich des Abdeckelementsfirst area of the cover
2323: zweiter Bereich des Abdeckelementssecond area of the cover
2424: Verbindungsbereich des AbdeckelementsConnecting region of the cover
8080: Grundkörperbody
8181: Brennkammerseitecombustion chamber side
8282: Rückseiteback
8383: umlaufend geschlossene Rippecircumferentially closed rib
83a, 83b83a, 83b: Rippenbereicherib areas
8484: Schlitzeslots
8585: äußere Wandseiteouter wall side
8686: innere Wandseiteinner wall side
91, 9291, 92: SchlitzwändeDiaphragm walls
9393: abgerundeter Querschnitt des Schlitzesrounded cross section of the slot
9494: vergrößerter Ausnehmungsbereich am Ende des Schlitzesenlarged recessed area at the end of the slot
9595: geradliniger Bodenbereich des Schlitzesstraight bottom area of the slot
101101: TriebwerksmittelachseEngine centerline axis
110110: Gasturbinentriebwerk/KerntriebwerkGas turbine engine / core engine
111111: Lufteinlassair intake
112112: Fanfan
113113: Mitteldruckkompressor (Verdichter)Medium pressure compressor (compressor)
114114: HochdruckkompressorHigh pressure compressor
115115: Brennkammercombustion chamber
116116: HochdruckturbineHigh-pressure turbine
117117: MitteldruckturbineIntermediate pressure turbine
118118: NiederdruckturbineLow-pressure turbine
119119: Abgasdüseexhaust nozzle
120120: Leitschaufelnvanes
121121: TriebwerksgehäuseEngine casing
122122: KompressorlaufschaufelnCompressor blades
123123: Leitschaufelnvanes
124124: Turbinenschaufelnturbine blades
125125: Kompressortrommel oder -scheibeCompressor drum or disc
126126: TurbinenrotornabeTurbinenrotornabe
127127: Auslasskonusoutlet cone
X-XX X: Brennkammer-MittelachseCombustor central axis

Claims

Combustion chamber shingle ( 8th ) of a gas turbine, comprising - a plate-shaped basic body ( 80 ) with a combustion chamber side directed towards the combustion chamber ( 81 ) and a back ( 82 ), and - a circumferentially closed rib arranged at the rear ( 83 ), wherein in the rib at least one slot ( 84 ) is provided, which from a first outer wall side ( 85 ) of the rib to a second inner wall side ( 86 ) of the rib runs.

A combustion chamber shingle according to claim 1, wherein the circumferentially closed rib ( 83 ) on the back ( 82 ) of the combustion chamber shingle ( 8th ) forms a quadrilateral.

A combustion chamber shingle according to claim 1 or 2, wherein the slots ( 84 ) on opposite rib areas ( 83a . 83b ) of the circumferentially closed rib ( 83 ) are provided, in particular provided on transverse ribs and / or longitudinally to the axial direction of the gas turbine ribs.

A combustor shingle according to any one of the preceding claims, wherein the at least one slot ( 84 ) a cross section with parallel slot walls ( 91 . 92 ) or a tapered cross-section, in particular a V-shaped cross-section or a trapezoidal cross-section or an end directed towards the plate-shaped body end of the slot rounded cross section ( 93 ) having.

Combustion chamber shingle according to one of the preceding claims, wherein on the plate-shaped base body ( 80 ) directed end of the slot an enlarged recess area ( 94 ) is provided to prevent cracking.

A combustor shingle according to any one of the preceding claims, further comprising a cover member (10). 20 ), which has the at least one slot ( 84 ) at least partially covers.

A combustion chamber shingle according to claim 6, wherein the cover element ( 20 ) is arranged exclusively on one side of the rib, in particular on the side of the rib with higher pressure.

A combustion chamber shingle according to claim 7, wherein the cover element ( 20 ) only on one side of the slot ( 84 ) is fixed.

A combustion chamber shingle according to claim 6, wherein the cover element ( 20 ) a first area ( 22 ) and a second area ( 23 ), which over a connection area ( 24 ), wherein the first region on the first outer wall side ( 85 ) of the rib is arranged and the second region on the second inner wall side ( 86 ) of the rib is arranged and the connection area through the slot ( 84 ) runs.

A combustion chamber shingle according to claim 9, wherein the connection region to the first region ( 22 ) and / or to the second area ( 23 ) is arranged at an angle of about 90 °.

Combustion chamber shingle according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one slot is formed up to a foot region of the circumferentially closed rib.

A double wall combustor of a gas turbine comprising an inner combustor wall comprising a plurality of combustor shingles as claimed in any one of the preceding claims and an outer combustor wall.