DE102018216807A1

DE102018216807A1 - Combustion chamber assembly for an engine with heat shields and / or burner seals of at least two different types

Info

Publication number: DE102018216807A1
Application number: DE102018216807.5A
Authority: DE
Inventors: Carsten Clemen
Original assignee: Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Current assignee: Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Priority date: 2018-09-28
Filing date: 2018-09-28
Publication date: 2020-04-02
Also published as: US20200103113A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkammerbaugruppe für ein Triebwerk (T), mit einer Brennkammer (3), die sich entlang einer Umfangsrichtung (U) erstreckt, und mit mehreren entlang der Umfangsrichtung (U) nebeneinander angeordneten Hitzeschildern (5, 5') und/oder Brennerdichtungen (6, 6'), denen jeweils mindestens eine Treibstoffdüse (2) zur Einbringung von Treibstoff in die Brennkammer (3) zugeordnet ist.Entlang der Umfangsrichtung (U) sind mindestens zwei unterschiedliche Typen von Hitzeschildern (5, 5') und/oder Brennerdichtungen (6, 6') vorgesehen.The invention relates to a combustion chamber assembly for an engine (T), having a combustion chamber (3) which extends along a circumferential direction (U) and having a plurality of heat shields (5, 5 ') arranged next to one another along the circumferential direction (U) and / or burner seals (6, 6 '), each of which is assigned at least one fuel nozzle (2) for introducing fuel into the combustion chamber (3). Along the circumferential direction (U) there are at least two different types of heat shields (5, 5') and / or burner seals (6, 6 ') provided.

Description

Die vorgeschlagene Lösung betrifft eine Brennkammerbaugruppe für ein Triebwerk mit einer Brennkammer und mehreren entlang einer Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten Hitzeschildern und/oder Brennerdichtungen, denen jeweils mindestens eine Treibstoffdüse zur Einbringung von Treibstoff in die Brennkammer zugeordnet ist.The proposed solution relates to a combustion chamber assembly for an engine with a combustion chamber and a plurality of heat shields and / or burner seals arranged alongside one another along a circumferential direction, each of which is assigned at least one fuel nozzle for introducing fuel into the combustion chamber.

Über ein oder mehrere Hitzeschilder einer Brennkammerbaugruppe sind hitzeempfindliche Bauteile vor den im Brennraum der Brennkammer herrschenden hohen Temperaturen geschützt. Das Hitzeschild oder die Hitzeschilde sind hierbei an einer Kopfplatte der Brennkammer angeordnet. Brennerdichtungen an einem Hitzeschild oder mehreren Hitzeschildern dienen wiederum jeweils der Lagerung einer Treibstoffdüse. Eine Brennerdichtung ist hierbei üblicherweise zu einer Kopfplatte und einem Hitzeschild schwimmend gelagert, um eine Bewegung der Treibstoffdüse relativ zur Brennkammer zu gestatten, gewährleistet aber gleichzeitig eine Abdichtung zwischen der Treibstoffdüse und der Kopfplatte respektive dem Hitzeschild.One or more heat shields of a combustion chamber assembly protect heat-sensitive components from the high temperatures prevailing in the combustion chamber of the combustion chamber. The heat shield or the heat shields are arranged on a top plate of the combustion chamber. Burner seals on a heat shield or several heat shields in turn each serve to support a fuel nozzle. A burner seal is usually floating to a head plate and a heat shield to allow movement of the fuel nozzle relative to the combustion chamber, but at the same time ensures a seal between the fuel nozzle and the head plate or the heat shield.

Die geometrische Gestaltung einer Brennerdichtung und/oder eines Hitzeschilds beeinflusst bekanntermaßen die technischen Attribute der Brennkammer, insbesondere die Charakteristika der in der Brennkammer ablaufenden Verbrennung. So beeinflusst eine aerodynamische Formgebung der Brennerdichtung beispielsweise die Entstehung von Emissionen, z.B. von Ruß und CO, die Operabilität, d.h. das Zünd- und Verlöschverhalten, sowie die Anfälligkeit für eine thermo-akustische Anregung. Eine Brennerdichtung und/oder ein Hitzeschild sind hierbei dementsprechend typischerweise derart gestaltet, dass kein Attribut der Brennkammer inakzeptabel schlecht wird. Die jeweilige Formgebung ist hierbei jedoch stets ein Kompromiss, da keines der Attribute optimal gewählt sein kann, ohne ein anderes Attribut negativ zu beeinflussen.The geometric design of a burner seal and / or a heat shield is known to influence the technical attributes of the combustion chamber, in particular the characteristics of the combustion taking place in the combustion chamber. For example, an aerodynamic shape of the burner seal influences the generation of emissions, e.g. of soot and CO, the operability, i.e. the ignition and extinguishing behavior, as well as the susceptibility to thermo-acoustic excitation. Accordingly, a burner seal and / or a heat shield are typically designed in such a way that no attribute of the combustion chamber becomes unacceptably bad. However, the respective design is always a compromise, since none of the attributes can be chosen optimally without negatively influencing another attribute.

Es ist daher Aufgabe der vorgeschlagenen Lösung, eine in dieser Hinsicht verbesserte Brennkammerbaugruppe für ein Triebwerk bereitzustellen.It is therefore an object of the proposed solution to provide an improved combustion chamber assembly for an engine.

Diese Aufgabe ist mit einer Brennkammerbaugruppe des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved with a combustion chamber assembly of claim 1.

Hiernach ist eine Brennkammerbaugruppe für ein Triebwerk vorgeschlagen, bei der mindestens zwei unterschiedliche Typen von Hitzeschildern und/oder Brennerdichtungen entlang der Umfangsrichtung der Brennkammer vorgesehen sind. Im Rahmen der vorgeschlagenen Lösung werden somit mindestens zwei unterschiedliche Ausführungen von Hitzeschildern und/oder Brennerdichtungen entlang der Umfangsrichtung der Brennkammer vorgesehen. Hierdurch lässt sich den lokal unterschiedlichen Anforderungen besser Rechnung tragen, während beispielsweise in bisher in der Praxis umgesetzten Lösungen stets identisch ausgebildete Brennerdichtungen als Gleichteile für eine Brennkammer vorgesehen waren.According to this, a combustion chamber assembly for an engine is proposed, in which at least two different types of heat shields and / or burner seals are provided along the circumferential direction of the combustion chamber. Within the scope of the proposed solution, at least two different designs of heat shields and / or burner seals are thus provided along the circumferential direction of the combustion chamber. As a result, the locally different requirements can be better taken into account, while, for example, burner seals which have been implemented in practice so far have always been provided as identical parts for a combustion chamber.

Die vorgeschlagene Lösung schließt insbesondere ein, dass ein scheiben-, ring- oder ringsegmentförmig ausgebildetes Hitzeschild verwendet wird und dieses mit mindestens zwei unterschiedlichen Typen von Brennerdichtungen kombiniert ist. Insbesondere ist eingeschlossen, dass an mehreren Hitzeschildern oder an einem einzelnen Hitzeschild (jeweils) mehrere Durchgangsöffnungen für mehrere Brennerdichtungen vorgesehen sind und beispielsweise an einem Hitzeschild auch Brennerdichtungen mindestens zweier unterschiedlicher Typen vorgesehen sind.The proposed solution includes, in particular, that a disk, ring or ring segment-shaped heat shield is used and this is combined with at least two different types of burner seals. In particular, it is included that several through openings for several burner seals are provided on a plurality of heat shields or on a single heat shield (in each case) and, for example, burner seals of at least two different types are also provided on a heat shield.

Unter unterschiedlichen Typen von Hitzeschildern und/oder Brennerdichtungen wird dabei insbesondere verstanden, dass sich Hitzeschilder und/oder Brennerdichtungen eines ersten Typs geometrisch, d.h. hinsichtlich ihrer Formgebung, zumindest abschnittsweise von Hitzeschildern und/oder Brennerdichtungen mindestens eines anderen, zweiten Typs unterscheiden.Different types of heat shields and / or burner seals mean in particular that heat shields and / or burner seals of a first type are geometrically, i.e. differ in their shape, at least in sections, from heat shields and / or burner seals of at least one other, second type.

Grundsätzlich kann die Anzahl erster Typen von Hitzeschildern und/oder Brennerdichtungen zu der Anzahl zweiter Typen von Hitzeschildern und/oder Brennerdichtungen verschieden sein. In einer Ausführungsvariante ist beispielsweise die Anzahl erster Typen von Hitzeschildern und/oder Brennerdichtungen wenigstens doppelt so groß wie die Anzahl zweiter Typen von Hitzeschildern und/oder Brennerdichtungen. In einer derartigen Ausführungsvariante wird somit beispielsweise ein Hitzeschild und/oder eine Brennerdichtung des zweiten Typs gezielt mit einer Mehrzahl von Hitzeschildern und/oder Brennerdichtungen des ersten Typs kombiniert, um lokal - zum Beispiel aufgrund struktureller und/oder funktionaler lokaler Unterschiede an der Brennkammer - abweichenden Randbedingungen Rechnung zu tragen. Durch eine in ihrer Formgebung veränderte Brennerdichtung oder durch eine in ihrer Formgebung verändertes Hitzeschild des zweiten Typs kann somit eine Strömung in die Brennkammer lokal anders beeinflusst werden als entlang des Umfangs angrenzender Bereichen der Brennkammer.In principle, the number of first types of heat shields and / or burner seals can differ from the number of second types of heat shields and / or burner seals. In one embodiment variant, for example, the number of first types of heat shields and / or burner seals is at least twice as large as the number of second types of heat shields and / or burner seals. In such an embodiment variant, for example, a heat shield and / or a burner seal of the second type is specifically combined with a plurality of heat shields and / or burner seals of the first type in order to differ locally - for example due to structural and / or functional local differences in the combustion chamber Boundary conditions to take into account. A burner seal modified in shape or a heat shield of the second type modified in shape can thus influence flow into the combustion chamber locally differently than along the circumference of adjacent areas of the combustion chamber.

So umfasst eine Brennkammer für ein Triebwerk typischerweise mindestens eine Zündkerze, typischerweise mehrere (mindestens zwei) Zündkerzen, die jeweils im Bereich einer Treibstoffdüse vorgesehen sind. In einer Ausführungsvariante ist die Treibstoffdüse, im Bereich der mindestens eine Zündkerzen vorgesehen ist, ein Hitzeschild und/oder eine Brennerdichtung eines zweiten Typs zugeordnet. In einem in Umfangsrichtung daneben liegenden Bereich ohne Zündkerze ist demgegenüber mindestens ein Hitzeschild und/oder mindestens eine Brennerdichtung des ersten Typs vorgesehen. In einer solchen Ausführungsvariante ist somit im Bereich einer Zündkerze der Brennkammerbaugruppe eine Treibstoffdüse zum Beispiel an einer Brennerdichtung des zweiten Typs gelagert, während mehrere weitere Treibstoffdüsen in Bereichen ohne Zündkerzen jeweils an einer abweichend ausgestalteten Brennerdichtung eines ersten Typs gelagert sind. Über die jeweilige Brennerdichtung lässt sich somit in Abhängigkeit von einer stromab vorhandenen Zündkerze, und damit in Abhängigkeit davon, ob stromab der jeweiligen Treibstoffdüse eine Zündkerzen vorgesehen ist oder nicht, eine aerodynamisch abweichend gestaltete Brennerdichtung vorsehen, um die Gemischbildung und auch die Anfälligkeit für thermo-akustische Anregungen zu verbessern.A combustion chamber for an engine typically comprises at least one spark plug, typically a plurality (at least two) spark plugs, each of which is provided in the area of a fuel nozzle. In one embodiment variant, the fuel nozzle, in the area in which at least one spark plug is provided, is a heat shield and / or a burner seal of a second type assigned. In contrast, in a region adjacent to it in the circumferential direction without a spark plug, at least one heat shield and / or at least one burner seal of the first type is provided. In such an embodiment variant, a fuel nozzle is thus mounted in the area of a spark plug of the combustion chamber assembly, for example on a burner seal of the second type, while a plurality of further fuel nozzles in areas without spark plugs are each mounted on a differently designed burner seal of a first type. Depending on a spark plug present downstream, and thus depending on whether a spark plug is provided downstream of the respective fuel nozzle or not, an aerodynamically deviating burner seal can be provided via the respective burner seal in order to reduce the mixture formation and also the susceptibility to thermo- improve acoustic suggestions.

In einer Weiterbildung sind mindestens zwei entlang des Umfangs der Brennkammer verteilt angeordnete Zündkerzen vorgesehen und im Bereich jeder dieser mindestens zwei Zündkerzen ist jeweils ein Hitzeschild und/oder eine Brennerdichtung des zweiten Typs vorgesehen.In a further development, at least two spark plugs are provided distributed along the circumference of the combustion chamber, and a heat shield and / or a burner seal of the second type is provided in the area of each of these at least two spark plugs.

Grundsätzlich können selbstverständlich auch mehr als zwei unterschiedliche Typen an Hitzeschildern und/oder Brennerdichtungen an einer vorgeschlagenen Brennkammerbaugruppe vorgesehen werden. Mit Blick auf die Komplexität bei der Montage der Brennkammerbaugruppe kann es sich jedoch anbieten, lediglich zwei unterschiedliche Typen vorzusehen, insbesondere lediglich einen anderen Typ im Bereich einer Zündkerze.In principle, of course, more than two different types of heat shields and / or burner seals can also be provided on a proposed combustion chamber assembly. In view of the complexity in the assembly of the combustion chamber assembly, it may be advisable to provide only two different types, in particular only another type in the area of a spark plug.

In einer Ausführungsvariante ist entlang des Umfangs der Brennkammer eine Anzahl N Treibstoffdüsen vorgesehen und 1 bis N Treibstoffdüsen sind entlang des Umfangs der Brennkammer 1 bis N Sektoren zugeordnet. Ein Umfang, entlang dem die Treibstoffdüsen der Brennkammer angeordnet sind, ist somit entsprechend der Anzahl N der Treibstoffdüsen in 1 bis N Sektoren (virtuell) unterteilt. Mit Blick auf eine effiziente Aufteilung von Hitzeschildern und/oder Brennerdichtungen unterschiedlicher Typen entlang des Umfangs der Brennkammer kann sich eine sektorenweise Zuordnung der unterschiedlichen Typen anbieten. Beispielsweise ist in einer Ausführungsvariante vorgesehen, dass in einem N-ten Sektor ein Hitzeschild eines zweiten Typs und/oder eine Brennerdichtung eines zweiten Typs vorgesehen ist, während in mindestens zwei angrenzenden Sektoren entlang des Umfangs mindestens ein Hitzeschild eines ersten Typs oder jeweils eine Brennerdichtung eines ersten Typs vorgesehen ist.In an embodiment variant, a number N of fuel nozzles is provided along the circumference of the combustion chamber and 1 to N fuel nozzles are along the circumference of the combustion chamber 1 assigned to N sectors. A circumference along which the fuel nozzles of the combustion chamber are arranged is therefore subdivided into 1 to N sectors (virtually) in accordance with the number N of fuel nozzles. With regard to an efficient division of heat shields and / or burner seals of different types along the circumference of the combustion chamber, a sector-by-segment assignment of the different types can be appropriate. For example, one embodiment variant provides that a heat shield of a second type and / or a burner seal of a second type is provided in an Nth sector, while in at least two adjacent sectors along the circumference at least one heat shield of a first type or in each case one burner seal of a first type is provided.

Die N Treibstoffdüsen können in Umfangsrichtung entlang einer Kreisbahn nebeneinander angeordnet sein, insbesondere bei einer im Querschnitt ringförmig ausgebildeten Ringsbrennkammer. Der N-te Sektor mit dem Hitzeschild des zweiten Typs und/oder mit der Brennerdichtung des zweiten Typs kann dann beispielsweise auf einem oberen Schnittpunkt dieser Kreisbahn mit einer bezüglich der Kreisbahn mittig verlaufenden Vertikalen oder in Umfangsrichtung rechts oder links versetzt zu diesem oberen Schnittpunkt in einem an den Schnittpunkt angrenzenden Sektor liegen. Ein Hitzeschild des zweiten Typs und/oder eine Brennerdichtung des zweiten Typs liegt somit beispielsweise in einem Sektor im Bereich eines oberen Totpunkte, englisch „top dead center“, kurz TDC, vor. Bei einer ungeraden Anzahl N von über den Umfang verteilten Sektoren liegt somit der N-te Sektor gerade an dem oberen Totpunkt. Bei einer geraden Anzahl N von gleichmäßig über den Umfang verteilten Sektoren würde dann der N-te Sektor mit der Brennerdichtung und/oder dem Hitzeschild des zweiten Typs in Rückansicht auf die Treibstoffdüsen links oder rechts des oberen Totpunkts liegen.The N fuel nozzles can be arranged next to one another in the circumferential direction along a circular path, in particular in the case of an annular combustion chamber with an annular cross section. The Nth sector with the heat shield of the second type and / or with the burner seal of the second type can then, for example, on an upper intersection of this circular path with a vertical running in the center of the circular path or offset circumferentially to the right or left to this upper intersection in one sector adjacent to the intersection. A heat shield of the second type and / or a burner seal of the second type is thus, for example, in a sector in the area of an upper dead center, in short “top dead center” TDC , in front. With an odd number N of sectors distributed over the circumference, the Nth sector is just at top dead center. With an even number N of sectors evenly distributed over the circumference, the Nth sector with the burner seal and / or the heat shield of the second type would then be located on the left or right of the top dead center in rear view of the fuel nozzles.

Alternativ oder ergänzend sieht eine Ausführungsvariante der vorgeschlagenen Lösung vor, dass die Brennkammerbaugruppe eine Anzahl Z an Zündkerzen umfasst und entlang des Umfangs der Brennkammer eine Anzahl N Treibstoffdüsen vorgesehen ist, wobei dann 1 bis N Treibstoffdüsen entlang des Umfangs der Brennkammer 1 bis N Sektoren zugeordnet sind und in N-Z-1 Sektoren jeweils ein Hitzeschild eines ersten Typs und/oder eine Brennerdichtung eines ersten Typs vorgesehen sind und in Z+1 Sektoren jeweils ein Hitzeschild eines zweiten Typs und/oder eine Brennerdichtung eines zweiten Typs vorgesehen sind. Bei beispielsweise 16 Treibstoffdüsen und 2 Zündkerzen führt die vorstehend erläuterte Konfiguration dazu, dass entlang des Umfangs der Brennkammer 13 Hitzeschilder und/oder Brennerdichtungen eines ersten Typs und 3 Hitzeschilder und/oder Brennerdichtungen eines zweiten Typs vorgesehen sind. Das Hitzeschild und/oder die Brennerdichtung des zweiten Typs, das bzw. die nicht im Bereich einer Zündkerze vorgesehen ist, liegt beispielsweise in dem N-ten Sektor, insbesondere im Bereich eines oberen Totpunkts vor. Eine solche Konfiguration kann beispielsweise den Vorteil aufweisen, dass die Verlöschstabilität der Brennkammer verbessert wird, da üblicherweise der Sektor im Bereich des oberen Totpunktes zuerst verlöscht.Alternatively or additionally, an embodiment variant of the proposed solution provides that the combustion chamber assembly comprises a number Z of spark plugs and a number N of fuel nozzles is provided along the circumference of the combustion chamber, 1 to N fuel nozzles then along the circumference of the combustion chamber 1 to N sectors are assigned and in NZ-1 sectors a heat shield of a first type and / or a burner seal of a first type are provided and in Z + 1 sectors a heat shield of a second type and / or a burner seal of a second type are provided. For example 16 Fuel nozzles and 2nd Spark plugs, the configuration discussed above results in that along the perimeter of the combustion chamber 13 Heat shields and / or burner seals of a first type and 3 heat shields and / or burner seals of a second type are provided. The heat shield and / or the burner seal of the second type, which is not provided in the area of a spark plug, is present, for example, in the Nth sector, in particular in the area of an upper dead center. Such a configuration can have the advantage, for example, that the extinguishing stability of the combustion chamber is improved since the sector usually extinguishes first in the region of top dead center.

Grundsätzlich können sich die Hitzeschilder und/oder Brennerdichtungen unterschiedlicher Typen an mindestens einem der Brennkammer zugewandten, in die Brennkammer hinein erschreckenden und/oder eine Strömung in die Brennkammer hinein beeinflussenden Abschnitt voneinander geometrisch unterscheiden. Ein entsprechender Abschnitt, der an Hitzeschildern und/oder Brennerdichtungen unterschiedlicher Typen jeweils vorgesehen ist, unterscheidet sich somit von Typ zu Typ.In principle, the heat shields and / or burner seals of different types can differ geometrically from one another at least at a section facing the combustion chamber, which scares into the combustion chamber and / or influences a flow into the combustion chamber. A corresponding section, which is provided on heat shields and / or burner seals of different types, thus differs from type to type.

Beispielsweise unterscheiden sich Brennerdichtungen unterschiedlicher Typen in der Form eines an der Brennerdichtung vorgesehenen und sich in die Brennkammer hinein erschreckenden Strömungsleitelements für die Führung eines Treibstoff-Luft-Gemischs geometrisch voneinander. In einer hierauf basierenden Weiterbildung ist zum Beispiel vorgesehen, dass ein Strömungsleitelement einen Strömungsleittrichter umfasst und die Strömungsleittrichter unterschiedliche Typen von Brennerdichtungen unterschiedlich stark innenseitig gewölbte, unterschiedliche dicke und/oder unterschiedlich stark geneigte Wandabschnitte aufweisen. For example, burner seals of different types differ geometrically from one another in the form of a flow guiding element provided on the burner seal and frightening into the combustion chamber for guiding a fuel-air mixture. In a further development based thereon, it is provided, for example, that a flow guide element comprises a flow guide funnel and the flow guide funnels have different types of burner seals with differently curved interior sections, different thicknesses and / or differently inclined wall sections.

Ein Strömungsleittrichter einer Brennkammerdichtung kann sich hierbei grundsätzlich in Richtung der Brennkammer aufweiten und mithin divergieren. Die unterschiedlich stark innenseitig gewölbten, unterschiedliche dicken und/oder unterschiedlich stark geneigten Wandabschnitte sind hierbei dann typischerweise endseitig an der Brennerdichtung, d.h., jeweils an einem in Strömungsrichtung liegenden Ende eines Strömungsleittrichters, vorgesehen. Über die derart unterschiedlich gestalteten Wandabschnitte kann somit lokal gezielt die Strömung beeinflusst werden, sodass an der Brennkammer nicht nur auf einen bestmöglichen Kompromiss ausgelegte identische Brennerdichtungen vorgesehen sind. A flow guide funnel of a combustion chamber seal can basically widen in the direction of the combustion chamber and thus diverge. The differently thick, internally curved, differently thick and / or differently inclined wall sections are then typically provided on the end side of the burner seal, i.e. in each case on an end of a flow guide funnel lying in the direction of flow. The flow can thus be influenced locally in a targeted manner via the wall sections configured in this way, so that identical burner seals designed not only for the best possible compromise are provided on the combustion chamber.

Die vorgeschlagene Lösung sieht im Übrigen auch ein Triebwerk mit einer Ausführungsvariante einer vorgeschlagenen Brennkammerbaugruppe vor, insbesondere ein Triebwerk mit einer Ringbrennkammer.The proposed solution also provides an engine with an embodiment variant of a proposed combustion chamber assembly, in particular an engine with an annular combustion chamber.

Die beigefügten Figuren veranschaulichen exemplarisch mögliche Ausführungsvarianten der vorgeschlagenen Lösung.The attached figures illustrate examples of possible design variants of the proposed solution.

Hierbei zeigen:

1 in geschnittener Ansicht und ausschnittsweise eine Brennkammerbaugruppe mit einer Brennerdichtung und hieran gelagerter, schematisch dargestellter Treibstoffdüse;
2 in geschnittener Ansicht einen Teil zweier geometrisch unterschiedlich gestalteter Brennerdichtungen, die im Hinblick auf die Geometrie eines Strömungsleittrichters an der Brennerdichtung voneinander abweichen;
3 mit Blick entgegen einer Strömungsrichtung innerhalb eines Brennraums der Brennkammer eine Rückansicht auf mehrere entlang einer Kreisbahn angeordnete Treibstoffdüsen, die jeweils einem von mehreren gleich verteilten Sektoren zugeordnet sind, wobei an drei verschiedenen und entlang des Umfangs verteilt vorgesehenen Sektoren zumindest abschnittsweise geometrisch unterschiedlich ausgestaltete Brennerdichtungen vorgesehen sind;
4 ein Triebwerk, in dem eine vorgeschlagene Brennkammerbaugruppe zum Einsatz kommt;
5 ausschnittsweise und in vergrößertem Maßstab die Brennkammerbaugruppe;
6 in vergrößerter, geschnittener Ansicht und ausschnittsweise eine Ausführungsvariante einer vorgeschlagenen Brennkammerbaugruppe mit Blick auf eine von mehreren Treibstoffdüsen;
7 mit Blick entgegengesetzt zur Strömungsrichtung innerhalb eines Brennraums der Brennkammer eine aus dem Stand der Technik bekannte Anordnung von Treibstoffdüsen und identisch ausgebildeten Brennerdichtungen für eine Brennkammer;
8 in mit der 1 übereinstimmender Ansicht ausschnittsweise eine Brennkammerbaugruppe mit Brennerdichtung und in die Brennerdichtung eingesetzter, schematisch dargestellter Treibstoffdüse.

Here show:

1 in a sectional view and sections of a combustion chamber assembly with a burner seal and mounted thereon, schematically shown fuel nozzle;
2nd in a sectional view a part of two geometrically differently designed burner seals which differ from one another with regard to the geometry of a flow guide funnel on the burner seal;
3rd with a view against a flow direction within a combustion chamber of the combustion chamber, a rear view of a plurality of fuel nozzles arranged along a circular path, each of which is assigned to one of a number of equally distributed sectors, wherein at least sections of burner seals with different geometries are provided on three different sectors distributed along the circumference ;
4th an engine in which a proposed combustor assembly is used;
5 excerpts and on an enlarged scale the combustion chamber assembly;
6 an enlarged, sectional view and a detail of an embodiment variant of a proposed combustion chamber assembly with a view of one of several fuel nozzles;
7 with an opposite view to the flow direction within a combustion chamber of the combustion chamber, an arrangement of fuel nozzles known from the prior art and identically designed burner seals for a combustion chamber;
8th in with the 1 corresponding view of a section of a combustion chamber assembly with burner seal and fuel nozzle inserted into the burner seal, shown schematically.

Die 4 veranschaulicht schematisch und in Schnittdarstellung ein (Turbofan-) Triebwerk T, bei dem die einzelnen Triebwerkskomponenten entlang einer Rotationsachse oder Mittelachse M hintereinander angeordnet sind und das Triebwerk T als Turbofan-Triebwerk ausgebildet ist. An einem Einlass oder Intake E des Triebwerks T wird Luft entlang einer Eintrittsrichtung mittels eines Fans F angesaugt. Dieser in einem Fangehäuse FC angeordnete Fan F wird über eine Rotorwelle S angetrieben, die von einer Turbine TT des Triebwerks T in Drehung versetzt wird. Die Turbine TT schließt sich hierbei an einen Verdichter V an, der beispielsweise einen Niederdruckverdichter 11 und einen Hochdruckverdichter 12 aufweist, sowie gegebenenfalls noch einen Mitteldruckverdichter. Der Fan F führt einerseits in einem Primärluftstrom F1 dem Verdichter V Luft zu sowie andererseits, zur Erzeugung des Schubs, in einem Sekundärluftstrom F2 einem Sekundärstromkanal oder Bypasskanal B. Der Bypasskanal B verläuft hierbei um ein den Verdichter V und die Turbine TT umfassendes Kerntriebwerk, das einen Primärstromkanal für die durch den Fan F dem Kerntriebwerk zugeführte Luft umfasst.The 4th illustrates schematically and in section a (turbofan) engine T , in which the individual engine components along an axis of rotation or central axis M are arranged one behind the other and the engine T is designed as a turbofan engine. At an inlet or intake E of the engine T becomes air along an entry direction by means of a fan F sucked in. This in a fan housing FC arranged fan F is via a rotor shaft S powered by a turbine TT of the engine T is rotated. The turbine TT connects to a compressor V to, for example, a low pressure compressor 11 and a high pressure compressor 12th has, and optionally also a medium pressure compressor. The fan F leads on the one hand in a primary air flow F1 the compressor V Air to and on the other hand, to generate the thrust, in a secondary air flow F2 a secondary flow channel or bypass channel B . The bypass channel B runs around the compressor V and the turbine TT Comprehensive core engine that provides a primary power channel for the fan F air supplied to the core engine.

Die über den Verdichter V in den Primärstromkanal geförderte Luft gelangt in einen Brennkammerabschnitt BK des Kerntriebwerks, in dem die Antriebsenergie zum Antreiben der Turbine TT erzeugt wird. Die Turbine TT weist hierfür eine Hochdruckturbine 13, eine Mitteldruckturbine 14 und einen Niederdruckturbine 15 auf. Die Turbine TT treibt dabei über die bei der Verbrennung frei werdende Energie die Rotorwelle S und damit den Fan F an, um über die die in den Bypasskanal B geförderte Luft den erforderlichen Schub zu erzeugen. Sowohl die Luft aus dem Bypasskanal B als auch die Abgase aus dem Primärstromkanal des Kerntriebwerks strömen über einen Auslass A am Ende des Triebwerks T aus. Der Auslass A weist hierbei üblicherweise eine Schubdüse mit einem zentral angeordneten Austrittskonus C auf.The one about the compressor V Air conveyed into the primary flow duct reaches a combustion chamber section BK of the core engine, in which the drive energy for driving the turbine TT is produced. The turbine TT has a high-pressure turbine for this 13 , a medium pressure turbine 14 and a low pressure turbine 15 on. The turbine TT drives the rotor shaft via the energy released during combustion S and thus the fan F to the via the in the bypass channel B pumped air to generate the required thrust. Both the air from the bypass duct B as well as the exhaust gases from the The primary flow channel of the core engine flows through an outlet A at the end of the engine T out. The outlet A usually has a thrust nozzle with a centrally arranged outlet cone C. on.

Grundsätzlich kann der Fan F auch über eine Verbindungswelle und ein epizyklisches Planetengetriebe mit der Niederdruckturbine 15 gekoppelt und von dieser angetrieben werden. Ferner können auch andere, abweichend ausgestalte Gasturbinentriebwerke vorgesehen sein, bei denen die vorgeschlagene Lösung Anwendung finden kann. Beispielsweise können derartige Triebwerke eine alternative Anzahl an Verdichtern und/oder Turbinen und/oder eine alternative Anzahl an Verbindungswellen aufweisen. Als ein Beispiel kann das Triebwerk eine Teilungsstromdüse aufweisen, was bedeutet, dass der Strom durch den Bypasskanal B seine eigene Düse aufweist, die von der Triebwerkskerndüse separat ist und radial außen liegt. Jedoch ist dies nicht einschränkend und ein beliebiger Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann auch auf Triebwerke zutreffen, bei denen der Strom durch den Bypasskanal B und der Strom durch den Kern vor (oder stromaufwärts) einer einzigen Düse, die als eine Mischstromdüse bezeichnet werden kann, vermischt oder kombiniert werden. Eine oder beide Düsen (ob Misch- oder Teilungsstrom) kann einen festgelegten oder variablen Bereich aufweisen. Obgleich sich das beschriebene Beispiel auf ein Turbofantriebwerk bezieht, kann die vorgeschlagene Lösung beispielsweise bei einer beliebigen Art von Gasturbinentriebwerk, wie z. B. bei einem Open-Rotor- (bei dem die Fanstufe nicht von einer Triebwerksgondel umgeben wird) oder einem Turboprop-Triebwerk, angewendet werden.Basically, the fan F also via a connecting shaft and an epicyclic planetary gear with the low pressure turbine 15 coupled and driven by this. Furthermore, other, differently designed gas turbine engines can also be provided, in which the proposed solution can be used. For example, such engines can have an alternative number of compressors and / or turbines and / or an alternative number of connecting shafts. As an example, the engine may have a split flow nozzle, which means that the flow through the bypass channel B has its own nozzle, which is separate from the engine core nozzle and is located radially outside. However, this is not limitative and any aspect of the present disclosure may apply to engines where the flow through the bypass channel B and mixing or combining the flow through the core before (or upstream) a single nozzle, which may be referred to as a mixed flow nozzle. One or both nozzles (whether mixed or dividing stream) can have a fixed or variable range. Although the example described relates to a turbofan engine, the proposed solution can be used, for example, with any type of gas turbine engine, such as e.g. B. in an open rotor (in which the fan stage is not surrounded by an engine nacelle) or a turboprop engine.

5 zeigt einen Längsschnitt durch den Brennkammerabschnitt BK des Triebwerks T. Hieraus ist insbesondere eine (Ring-) Brennkammer 3 des Triebwerks T ersichtlich. Zur Einspritzung von Treibstoff respektive eines Luft-Treibstoff-Gemisches in die Brennkammer 3 ist eine Düsenbaugruppe vorgesehen. Diese umfasst einen Brennkammerring R, an dem entlang einer Kreislinie um die Mittelachse M mehrere Treibstoffdüsen 2 angeordnet sind. Hierbei sind an dem Brennkammerring R die Düsenaustrittsöffnungen der jeweiligen Treibstoffdüsen 2 vorgesehen, die innerhalb der Brennkammer 3 liegen. Jede Treibstoffdüse 2 umfasst dabei einen Flansch, über den eine Treibstoffdüse 2 an ein Brennkammergehäuse der Brennkammer 3 geschraubt ist. 5 shows a longitudinal section through the combustion chamber section BK of the engine T . This is particularly a (ring) combustion chamber 3rd of the engine T evident. For injecting fuel or an air / fuel mixture into the combustion chamber 3rd a nozzle assembly is provided. This includes a combustion chamber ring R , along a circular line around the central axis M several fuel nozzles 2nd are arranged. Here are on the combustion chamber ring R the nozzle outlet openings of the respective fuel nozzles 2nd provided within the combustion chamber 3rd lie. Every fuel nozzle 2nd includes a flange over which a fuel nozzle 2nd to a combustion chamber housing of the combustion chamber 3rd is screwed.

Die 6 zeigt in geschnittener Ansicht und vergrößertem Maßstab ausschnittsweise eine Brennkammerbaugruppe mit der Brennkammer 3. Die Brennkammer 3 weist eine Brennkammerwand 30 auf sowie eine stirnseitig vorgesehene Kopfplatte 4. Die Kopfplatte 4 ist durch ein Hitzeschild 5 gegen den Brennraum der Brennkammer 3 geschützt. Die Brennkammerwand 30 kann durch Brennkammerschindeln 31 ebenfalls gegen den Brennraum geschützt sein. Die Brennkammerwand 30 und die Brennkammerschindeln 31 weisen üblicherweise Zumischlöcher 32 zur Emissionskontrolle auf und haben für die Kühlung Prallkühllöcher 301 in der Brennkammerwand 30 und Effusionskühllöcher 302 in den Brennkammerschindeln 31. Die Fixierung der Brennkammerschindeln 31 an der Brennkammerwand 30 erfolgt über eine Befestigungseinrichtung, zum Beispiel mit Bolzen 303 und Muttern 304.The 6 shows in a sectional view and on an enlarged scale a section of a combustion chamber assembly with the combustion chamber 3rd . The combustion chamber 3rd has a combustion chamber wall 30th and a head plate provided on the front 4th . The headstock 4th is through a heat shield 5 against the combustion chamber of the combustion chamber 3rd protected. The combustion chamber wall 30th can by shingles 31 also be protected against the combustion chamber. The combustion chamber wall 30th and the combustion chamber shingles 31 usually have mixing holes 32 for emission control and have impingement cooling holes for cooling 301 in the combustion chamber wall 30th and effusion cooling holes 302 in the combustion chamber shingles 31 . The fixation of the combustion chamber shingles 31 on the combustion chamber wall 30th takes place via a fastening device, for example with bolts 303 and nuts 304 .

Auch das Hitzeschild 5 weist zur Kühlung Kühllöcher 50 auf und ist mit einer Befestigungseinrichtung 64 mit der Kopfplatte 4 verbunden. Die Kopfplatte 4 weist ebenfalls in an sich bekannter Weise Kühllöcher 40 auf.Even the heat shield 5 has cooling holes for cooling 50 on and is with a fastener 64 with the headstock 4th connected. The headstock 4th also has cooling holes in a manner known per se 40 on.

Zur Einbringung von Treibstoff in den Brennraum der Brennkammer 3 ist eine Treibstoffdüse 2 in den Brennraum eingeführt. Um die Treibstoffdüse 2 herum befindet sich - außerhalb des Brennraums - ein Brennkammerkopf 7. Dieser Brennkammerkopf 7 ist an der Kopfplatte 4 und/oder an der Brennkammerwand 30 befestigt.For introducing fuel into the combustion chamber of the combustion chamber 3rd is a fuel nozzle 2nd introduced into the combustion chamber. Around the fuel nozzle 2nd there is a combustion chamber head around - outside the combustion chamber 7 . This combustion chamber head 7 is on the headstock 4th and / or on the combustion chamber wall 30th attached.

Um die Treibstoffdüse 2 gegenüber dem Brennraum der Brennkammer 3 geeignet zu lagern, befindet sich zwischen der Kopfplatte 4 und dem Hitzeschild 5 eine schwimmend gelagerte Brennerdichtung 6. Diese Brennerdichtung 6 erlaubt eine Bewegung der Treibstoffdüse 2 relativ zu dem Brennraum. Ferner dient die Brennerdichtung 6 dazu, die Treibstoffdüse 2 so zu platzieren, dass keine Leckage zwischen der Treibstoffdüse 2 und der Kopfplatte 4 respektive dem Hitzeschild 5 entsteht. Hierfür weist die Brennerdichtung 6 eine Dichtfläche 60 zur Treibstoffdüse 2 hin auf.Around the fuel nozzle 2nd opposite the combustion chamber of the combustion chamber 3rd suitable for storage is located between the top plate 4th and the heat shield 5 a floating burner seal 6 . This burner seal 6 allows the fuel nozzle to move 2nd relative to the combustion chamber. The burner seal also serves 6 to the fuel nozzle 2nd to be placed so that there is no leakage between the fuel nozzle 2nd and the headstock 4th respectively the heat shield 5 arises. For this, the burner seal points 6 a sealing surface 60 to the fuel nozzle 2nd towards.

Darüber hinaus ist die Brennerdichtung 6 stromauf zum Brennkammerkopf 7 aerodynamisch günstig ausgebildet und weist eine Einlauflippe 61 auf, damit eine Strömung aus dem Brennkammerkopf 7 zur Treibstoffdüse 2 geführt wird.In addition, the burner seal 6 upstream to the combustion chamber head 7 aerodynamically designed and has an inlet lip 61 so that a flow from the combustion chamber head 7 to the fuel nozzle 2nd to be led.

Auch stromab in Richtung des Brennraums der Brennkammer 3 ist die Brennerdichtung 6 ausgebildet, eine Strömung eines Luft-Treibstoff-Gemisch aus der Treibstoffdüse 2 gezielt zu führen. In der dargestellten Ausführungsvariante weist die Brennerdichtung 6 hierfür an ihrem brennraumseitigen Ende ein Strömungsleitelement in Form eines Strömungsleittrichters 62 auf. Dieser Strömungsleittrichter 62 weitet sich in Strömungsrichtung und damit in den Brennraum hinein auf. Den Strömungsleittrichter berandende Wandabschnitte der Brennerdichtung 6 erstrecken sich somit radial nach außen, um eine in den Brennraum austretende Strömung auch radial nach außen zu leiten.Also downstream in the direction of the combustion chamber of the combustion chamber 3rd is the burner seal 6 formed a flow of an air-fuel mixture from the fuel nozzle 2nd to lead specifically. In the embodiment variant shown, the burner seal has 6 for this purpose, a flow guide element in the form of a flow guide funnel at its end on the combustion chamber side 62 on. This flow guide funnel 62 widens in the direction of flow and thus into the combustion chamber. Wall sections of the burner seal bordering the flow guide funnel 6 thus extend radially outward in order to also direct a flow emerging into the combustion chamber radially outward.

Für eine Kühlung der Brennerdichtung 6 und insbesondere des Strömungsleittrichters 62 sind diskrete Kühllöcher 63 vorgesehen. Diese diskreten Kühllöcher 63 in der Brennerdichtung 6 sind derart ausgebildet, dass eine (Luft-) Strömung aus dem Brennkammerkopf 7 mithilfe der Einlauflippe 61 zwischen Treibstoffdüse 2 und Brennerdichtung 6 geführt wird und dann radial nach außen von der Innenseite der Brennerdichtung 6 zu ihrer Außenseite gelangt. Danach wird diese Strömung von hinten auf den Strömungsleittrichter 62 geführt, sodass der Strömungsleittrichter 62 von hinten gekühlt wird und die Kühlluftströmung zwischen Hitzeschild 5 und Brennerdichtung 6 in den Brennraum der Brennkammer 6 weiterströmt. For cooling the burner seal 6 and in particular the flow guide funnel 62 are discrete cooling holes 63 intended. These discrete cooling holes 63 in the burner seal 6 are designed such that an (air) flow from the combustion chamber head 7 using the inlet lip 61 between fuel nozzle 2nd and burner seal 6 is guided and then radially outwards from the inside of the burner seal 6 comes to its outside. Then this flow is from behind onto the flow guide funnel 62 guided so that the flow guide funnel 62 is cooled from behind and the cooling air flow between the heat shield 5 and burner seal 6 in the combustion chamber of the combustion chamber 6 flows on.

Die aerodynamische Formgebung der Brennerdichtung 6 beeinflusst alle technischen Attribute der Brennkammer 3, d.h. insbesondere die Emissionen, die Operabilität und die Anfälligkeit für thermo-akustische Anregung. Bei bisher aus dem Stand der Technik entsprechend der 7 genutzten Konfigurationen sind entlang einer Umfangsrichtung U der Brennkammer 3 identisch ausgestaltete Brennerdichtungen 6 vorgesehen. In der 7 ist dabei eine Rückansicht auf eine Stirnseite 6a mit Blick vom Brennraum der Brennkammer 3 aus entgegen der Strömungsrichtung gezeigt. Hierbei sind entlang des Umfangs 16 Treibstoffdüsen 2 gleichmäßig verteilt vorgesehen, die damit jeweils einem Sektor SK zugeordnet sind. In jedem Sektor SK ist eine Brennerdichtung 6 für die jeweilige Treibstoffdüse 2 vorgesehen. Die Sektoren SK sind dabei von „1“ bis „16“ nummeriert.The aerodynamic shape of the burner seal 6 influences all technical attributes of the combustion chamber 3rd , ie in particular the emissions, the operability and the susceptibility to thermo-acoustic excitation. In so far from the prior art according to the 7 Configurations used are along a circumferential direction U the combustion chamber 3rd Identically designed burner seals 6 intended. In the 7 is a rear view of an end face 6a with a view from the combustion chamber of the combustion chamber 3rd shown from against the direction of flow. Here are along the circumference 16 Fuel nozzles 2nd provided evenly distributed, each one sector SK assigned. In every sector SK is a burner seal 6 for the respective fuel nozzle 2nd intended. The sectors SK are from “ 1 " to " 16 "Numbered.

In Sektoren SK mit den Nummern „6“ und „10“ entlang des Umfangs - und damit ausgehend von einem oberen Totpunkt TDC aus gesehen bei einem Winkel von 120° und 210° - ist jeweils im Bereich einer Treibstoffdüse 2 eine Zündkerze 8 vorgesehen. Die identisch ausgestalteten Brennerdichtungen 6 mit jeweils einem Strömungsleittrichter 62 stellen dabei einen möglichst optimalen Kompromiss dar, um auch im Bereich der Sektoren SK mit der Nummer „6“ und „10“, an denen eine Zündkerzen 8 vorliegt, das Treibstoff-LuftGemisch aus der jeweiligen Treibstoffdüse 2 günstig zu führen. Die 8 veranschaulicht hierbei nochmals in vergrößertem Maßstab die Gestaltung einer solchen Brennerdichtung 6, bei der die Strömung über den sich aufweitenden Strömungsleittrichter 62 und seine radial nach außen weisenden Leitflächen 620 in den Brennraum der Brennkammer 3 geführt wird.In sectors SK with the numbers " 6 " and " 10th “Along the circumference - and thus starting from a top dead center TDC seen from an angle of 120 ° and 210 ° - is in the area of a fuel nozzle 2nd a spark plug 8th intended. The identical burner seals 6 each with a flow guide funnel 62 represent the best possible compromise, also in the sector SK with the number " 6 " and " 10th "On which a spark plug 8th is present, the fuel-air mixture from the respective fuel nozzle 2nd cheap to lead. The 8th illustrates the design of such a burner seal again on an enlarged scale 6 , where the flow over the widening flow guide funnel 62 and its radially outward guide surfaces 620 in the combustion chamber of the combustion chamber 3rd to be led.

Im Rahmen der vorgeschlagenen Lösung ist nun vorgesehen, entlang der Umfangsrichtung U mindestens zwei unterschiedliche Typen von Hitzeschilden 5 und 5' und/oder mindestens zwei unterschiedliche Typen von Brennerdichtungen 6 und 6' vorzusehen. Durch die Verwendung unterschiedlicher Typen lassen sich Hitzeschild und/oder Brennerdichtung lokal an unterschiedliche Umgebungsbedingungen und/oder Vorgaben anpassen. Es werden mithin nicht identisch ausgestaltete Hitzeschilde 5 und/oder Brennerdichtungen 6 entlang der Umfangsrichtung U vorgesehen.As part of the proposed solution, it is now provided along the circumferential direction U at least two different types of heat shields 5 and 5 ' and / or at least two different types of burner seals 6 and 6 ' to provide. By using different types, the heat shield and / or burner seal can be adapted locally to different environmental conditions and / or specifications. There are therefore not identical heat shields 5 and / or burner seals 6 along the circumferential direction U intended.

Anhand der 1, 2 und 3 ist ein Ausführungsbeispiel illustriert, bei dem an einem ringförmigen Hitzeschild 5 zwei unterschiedliche Typen von Brennerdichtungen 6 und 6' für mehrere - hier 16 - Treibstoffdüsen 2 vorgesehen sind. Die Brennerdichtungen 6 und 6' der zwei unterschiedlichen Typen unterscheiden sich hierbei entsprechend den Darstellungen der 1 und 2 in der Gestaltung ihres jeweiligen Strömungsleittrichters 62 oder 62'. So ist beispielsweise der Strömungsleittrichter 62 einer Brennerdichtung 6 eines ersten Typs stärker innenseitig gewölbt und sich radial nach außen weniger stark aufweitend ausgestaltet als ein Strömungsleittrichter 62' einer Brennerdichtung 6' eines zweiten Typs.Based on 1 , 2nd and 3rd is an embodiment illustrated in which on an annular heat shield 5 two different types of burner seals 6 and 6 ' for several - here 16 - fuel nozzles 2nd are provided. The burner seals 6 and 6 ' of the two different types differ according to the representations of 1 and 2nd in the design of their respective flow guide funnels 62 or 62 ' . For example, the flow guide funnel 62 a burner seal 6 of a first type are more domed on the inside and less radially outward than a flow guide funnel 62 ' a burner seal 6 ' of a second type.

Entsprechend der mit der 7 übereinstimmenden Darstellung der 3 ist dann in der dargestellten Ausführungsvariante einer vorgeschlagene Brennkammerbaugruppe vorgesehen, bei der N=16 Treibstoffdüsen 2 und mithin N=16 Sektoren SK entlang der Umfangsrichtung U am Brennkammerkopf bei Z=2 Zündkerzen 8 und N-Z-1=13 Brennerdichtungen 6 des ersten Typs sowie Z+1=2 Brennerdichtungen 6' des zweiten Typs vorhanden sind. Die Brennerdichtungen 6' des zweiten Typs sind hierbei zur Lagerung von Treibstoffdüsen 2 vorgesehen, denen stromab jeweils eine Zündkerze 8 zugeordnet ist. Entsprechend der 3 ist dies in den Sektoren SK mit den Nummern „6“ und „10“ der Fall. Darüber hinaus ist eine weitere Brennerdichtung 6' des zweiten Typs im Bereich des oberen Totpunkts TDC vorgesehen.According to the one with the 7 consistent representation of the 3rd a proposed combustion chamber assembly is then provided in the embodiment variant shown, in which N = 16 fuel nozzles 2nd and therefore N = 16 sectors SK along the circumferential direction U on the combustion chamber head at Z = 2 spark plugs 8th and NZ-1 = 13 burner seals 6 of the first type and Z + 1 = 2 burner seals 6 ' of the second type are available. The burner seals 6 ' of the second type are for the storage of fuel nozzles 2nd provided, which each have a spark plug downstream 8th assigned. According to the 3rd this is in the sectors SK with the numbers " 6 " and " 10th " the case. In addition there is another burner seal 6 ' of the second type in the area of top dead center TDC intended.

Bei einer ungeraden Anzahl N von Sektoren SK und mithin einer ungeraden Anzahl N von Treibstoffdüsen 2 ist dementsprechend die Brennerdichtung, die auf der vertikalen durch den oberen Totpunkt TDC verläuft eine Brennerdichtung 6' des zweiten Typs. Bei einer geraden Anzahl N von Sektoren SK und damit Treibstoffdüsen 2 ist diejenige Brennerdichtung, eine Brennerdichtung 6' des zweiten Typs, die rechts oder links des oberen Totpunkts TDC liegt, also bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in dem mit der Nummer „1“ oder „16“ gekennzeichneten Sektor SK der 3. Insgesamt sind somit in der dargestellten Ausführungsvariante folglich drei Sektoren mit einer Brennerdichtung 6' des zweiten Typs und 13 Sektoren SK mit einer Brennerdichtung 6 des ersten Typs ausgeführt.With an odd number N of sectors SK and therefore an odd number N of fuel nozzles 2nd is accordingly the burner seal on the vertical through top dead center TDC runs a burner seal 6 ' of the second type. With an even number N of sectors SK and with it fuel nozzles 2nd is the burner seal, a burner seal 6 ' of the second type, the right or left of top dead center TDC lies, that is in the illustrated embodiment in the number " 1 "Or" 16 “Featured sector SK of the 3rd . In total, there are therefore three sectors with a burner seal in the embodiment variant shown 6 ' of the second type and 13 Sectors SK with a burner seal 6 of the first type.

Alternativ können die genannten entlang einer Kreisbahn K nebeneinander angeordneten Sektoren SK auch anstatt oder zusätzlich zu unterschiedlichen Brennerdichtungen 6' Hitzeschilder 5' mit einer alternativen Hitzeschildgeometrie bestückt sein. Insbesondere in denjenigen Sektoren SK, denen eine Zündkerze 8 zugeordnet ist, kann somit ein geometrisch abweichend ausgestaltetes Hitzeschild 5' vorgesehen sein. In den übrigen Sektoren SK liegt demgegenüber jeweils (sektorweise) ein einzelnes Hitzeschild 5 eines ersten Typs oder ein ringsegmentförmig erstrecktes (und mehrere Sektoren SK überspannendes) Hitzeschild 5 des ersten Typs vor.Alternatively, the above can be along a circular path K adjacent sectors SK also instead of or in addition to different burner seals 6 ' Heat shields 5 ' be equipped with an alternative heat shield geometry. Especially in those sectors SK who have a spark plug 8th is assigned, a geometrically deviating heat shield can thus 5 ' be provided. In the other sectors SK on the other hand, there is a single heat shield (by sector) 5 of a first type or a ring segment-shaped (and several sectors SK spanning) heat shield 5 of the first type.

Über die vorgeschlagene Verwendung mindestens zweier unterschiedlicher Typen von Hitzeschildern 5, 5' und/oder mindestens zweier unterschiedlicher Typen Brennerdichtungen 6, 6' entlang der Umfangsrichtung U der hier ringförmig ausgestalteten Brennkammer 3 können an die lokalen Gegebenheiten angepasste und die Attribute der Brennkammer 3 lokal verändernde Maßnahmen getroffen werden, ohne die Gesamtkonfiguration der Brennkammer 3 erheblich verändern zu müssen. Dies kann insbesondere mit Blick auf die Emissionen, die Operabilität und die Anfälligkeit für thermo-akustische Anregungen am Brennkammerkopf 7 und der Brennkammer 3 insgesamt von Vorteil sein.On the proposed use of at least two different types of heat shields 5 , 5 ' and / or at least two different types of burner seals 6 , 6 ' along the circumferential direction U the combustion chamber designed here in a ring shape 3rd can adapt to the local conditions and the attributes of the combustion chamber 3rd locally changing measures are taken without the overall configuration of the combustion chamber 3rd to have to change significantly. This can be particularly important with regard to emissions, operability and the susceptibility to thermo-acoustic excitations at the combustion chamber head 7 and the combustion chamber 3rd overall be beneficial.

BezugszeichenlisteReference list

1111: NiederdruckverdichterLow pressure compressor
1212th: HochdruckverdichterHigh pressure compressor
1313: HochdruckturbineHigh pressure turbine
1414: MitteldruckturbineMedium pressure turbine
1515: NiederdruckturbineLow pressure turbine
22nd: TreibstoffdüseFuel nozzle
33rd: (Ring-) Brennkammer(Ring) combustion chamber
3030th: BrennkammerwandCombustion chamber wall
301301: PrallkühllochBaffle cooling hole
302302: EffusionskühllochEffusion cooling hole
303303: Bolzenbolt
304304: Muttermother
3131: BrennkammerschindelCombustion chamber shingle
3232: ZumischlochMixing hole
44th: KopfplatteHeadstock
5, 5'5, 5 ': HitzeschildHeat shield
5050: KühllochCooling hole
6, 6'6, 6 ': BrennerdichtungBurner seal
6060: DichtflächeSealing surface
6161: EinlauflippeInlet lip
62, 62'62, 62 ': Strömungsleittrichter (Strömungsleitelement)Flow guide funnel (flow guide element)
620620: LeitflächeGuide surface
6363: KühllochCooling hole
6464: BefestigungseinrichtungFastening device
6a6a: StirnseiteFace
77: BrennkammerkopfCombustion chamber head
88th: Zündkerzespark plug
AA: AuslassOutlet
BB: BypasskanalBypass channel
BKBK: BrennkammerabschnittCombustion chamber section
CC.: AuslasskonusOutlet cone
EE: Einlass / IntakeIntake
FF: Fanfan
F1, F2F1, F2: FluidstromFluid flow
FCFC: FangehäuseFan housing
KK: KreisbahnCircular path
MM: Mittelachse / RotationsachseCentral axis / axis of rotation
RR: BrennkammerringCombustion chamber ring
SS: RotorwelleRotor shaft
SKSK: Sektorsector
TT: (Turbofan-)Triebwerk(Turbofan) engine
TDCTDC: Oberer TotpunktTop Dead Center
TTTT: Turbineturbine
UU: UmfangsrichtungCircumferential direction
VV: Verdichtercompressor

Claims

Combustion chamber assembly for an engine (T), with a combustion chamber (3) which extends along a circumferential direction (U), and with a plurality of heat shields (5, 5 ') arranged next to one another along the circumferential direction (U) and / or burner seals (6, 6 '), each of which is assigned at least one fuel nozzle (2) for introducing fuel into the combustion chamber (3), characterized in that at least two different types of heat shields (5, 5') and / or burner seals (6, 6 ' ) are provided along the circumferential direction (U).

Combustion chamber assembly after Claim 1 , characterized in that at least a first type of heat shields (5) and / or burner seals (6) and at least a second type of heat shields (5 ') and / or burner seals (6') are provided along the circumference (U), and the The number of first types of heat shields (5) and / or burner seals (6) is different from the number of second types of heat shields (5 ') and / or burner seals (6').

Combustion chamber assembly after Claim 2 , characterized in that the number of first types of heat shields (5) and / or burner seals (6) is at least twice as large as the number of second types of heat shields (5 ') and / or burner seals (6').

Combustion chamber assembly according to one of the Claims 1 to 3rd , characterized in that the combustion chamber assembly comprises at least one spark plug (8) which is provided in the area of a fuel nozzle (2), and this fuel nozzle (2) a heat shield (5 ') and / or a burner seal (6') of a second type is assigned, and at least one heat shield (5) and / or at least one burner seal (6) of the first type is provided in a region adjacent in the circumferential direction (U) without a spark plug (8).

Combustion chamber assembly after Claim 4 , characterized in that at least two spark plugs (8) arranged distributed around the circumference of the combustion chamber (3) are provided and in the area of these at least two spark plugs (8) a heat shield (5 ') and / or a burner seal (6') of the second type are provided.

Combustion chamber assembly according to one of the preceding claims, characterized in that a number N of fuel nozzles (2) is provided along the circumference of the combustion chamber (3) and 1 to N fuel nozzles (2) along the circumference of the combustion chamber (3) 1 to N sectors (SK ) and a heat shield (5 ') of a second type and / or a burner seal (6') of a second type is provided in an Nth sector (SK), while in at least two adjacent sectors (SK) along the circumference is at least one heat shield (5) of a first type and / or in each case a burner seal (5) of a first type is provided.

Combustion chamber assembly after Claim 6 , characterized in that the N fuel nozzles (2) are arranged next to one another in the circumferential direction (U) along a circular path and the Nth sector (SK) with the heat shield (5 ') of the second type and / or with the burner seal (6' ) of the second type on an upper intersection of this circular path with a vertical with respect to the center of the circular path or offset in the circumferential direction (U) to the right or left of this upper intersection in a sector (SK) adjacent to the intersection.

Combustion chamber assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the combustion chamber assembly comprises a number Z of spark plugs (8) and a number N of fuel nozzles (2) is provided along the circumference of the combustion chamber (3), 1 to N fuel nozzles (2) along 1 to N sectors (SK) are assigned to the circumference of the combustion chamber (3) and a heat shield (5) of a first type and / or a burner seal (5) of a first type are provided in NZ-1 sectors and in Z + 1 sectors A heat shield (5 ') of a second type and / or a burner seal (6') of a second type are provided.

Combustion chamber assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the heat shields (5, 5 ') and / or the burner seals (6, 6') of different types on at least one of the combustion chambers (3) facing into the combustion chamber (3) extending and / or influencing a flow into the combustion chamber (3) section (62, 62 ') from each other geometrically.

Combustion chamber assembly after Claim 9 , characterized in that burner seals (6, 6 ') of different types are in the form of a flow guide element (62, 62') provided on the burner seal (6, 6 ') and extending into the combustion chamber (3) for guiding a Geometrically differentiate fuel-air mixture.

Combustion chamber assembly after Claim 10 , characterized in that a flow guide element comprises a flow guide funnel (62, 62 ') and the flow guide funnels (62, 62') of different types of burner seals (6, 6 ') have differently internally curved, differently thick and / or differently inclined wall sections .

Engine with a combustion chamber assembly according to one of the Claims 1 to 11 .