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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf das Gebiet der Brennkammern, besonders in Gasturbinen.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf das Kühlen der
Wände solcher
Brennkammern zwischen zwei Verkleidungen.
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1 ist
eine axiale Schnittansicht des strömungsabwärtigen Bereichs einer Flugzeugtriebwerks-Gasturbine,
welche auf konventionelle Weise eine Brennkammer 51 aufweist,
in einem Brennkammergehäuse 56 in
ringförmiger
Weise um die Achse 60 der Maschine angeordnet.
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Die Brennkammer 51 weist
hauptsächlich eine äußere Wand 51a und
eine innere Wand 51b auf, die mit dem äußeren Bereich 56a bzw.
dem inneren Bereich 56b des Brennkammergehäuses 56 mechanisch
verbunden sind. Genauer gesagt, ist die äußere Wand 51a der
Brennkammer mit dem äußeren Bereich 56a des
Brennkammergehäuses 56 durch mehrere
flexible Verbindungsstreifen 61 verbunden, die mit der äußeren Wand 51a der
Brennkammer 51 durch Befestiger 57 des Schrauben-Muttertyps
verbunden sind. In ähnlicher
Weise ist die innere Wand 51b der Brennkammer verbunden
mit dem inneren Bereich 56b des Brennkammergehäuses über eine Mehrzahl
von flexiblen Streifen 62, die an der inneren Wand der
Brennkammer durch Befestiger 58 gehalten sind, und an dem
inneren Bereich des Brennkammergehäuses durch Befestiger 59 gehalten
sind.
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Wie in 1 gezeigt,
ist das Ende der Brennkammer auf leckage-dichte Weise mit einer Hochdruckdüse 52 verbunden
durch eine Dichtungsvorrichtung, die, für den Bereich der äußeren Verkleidung
der Turbine, gebildet ist durch einen Ring 65, der in Kontakt
mit einer kreisförmigen
Streifendichtung 67 ist, die durch ein elastisches Halteelement 69 unter
Druck gegen den Ring gehalten ist. Für den Bereich der inneren Verkleidung
der Turbine weist die Dichtungsvorrichtung einen Ring 66 in
Kontakt mit einer kreisförmigen
Streifendichtung 68 auf, die durch ein elastisches Halteelement 70 unter
Druck gegen den Ring gehalten wird. Die Dichtungsringe 65 und 66 sind
zwischen der inneren Wand bzw. der äußeren Wand der Brennkammer
gehalten, und die flexiblen Verbindungsstreifen 61 und 62 werden
gehalten durch Befestigen der Befestiger 57 und 58.
In anderen Typen von Brennkammern dienen die Ringe ausschließlich zum
Fixieren der flexiblen Streifen. Unter solchen Umständen haben
sie keinen Kontaktflansch für
die kreisförmige
Dichtung.
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Üblicherweise
nimmt die Brennkammer in Flugzeugtriebwerks-Gasturbinen sowohl Treibstoff auf,
der durch ein oder mehrere Einspritzsysteme 55 eingespritzt
wird, als auch komprimierte Luft, die aus Oxidationsmittel dient.
Der Treibstoff und die Luft werden miteinander am strömungsaufwärtigen Ende der
Brennkammer 54 vergemischt, um Verbrennung zu erreichen.
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Die Luft, welche zum Verbrennen des
Treibstoffs in der Brennkammer verwendet wird, kommt von einem Bruchteil
eines Stroms von komprimierter Luft F, welche von einer Kompressoreinrichtung (nicht
gezeigt) in einen Diffusionskanal 71 geliefert wird. Der
verbleibende Bruchteil des komprimierten Luftstroms bildet einen
Umgehungsstrom 63, 64, der in den ringförmigen Raum 72 strömt, der
zwischen der Brennkammer 51 und ihrem Gehäuse 56 definiert ist.
Der Umgehungsluftstrom dient zum Verdünnen des Verbrennungsgases,
dadurch, dass er in die Brennkammer wieder eingespritzt wird, und
dient auch zum Kühlen
der Wände.
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Um den hohen Temperaturen, die im
Inneren der Brennkammer vorliegen, zu widerstehen, sind ihre Wände aus
thermostrukturalem Verbundmaterial gemacht, welches hohen Temperaturen
besser standhält
als eine konventionelle Metallstruktur. Dennoch müssen die
Wände der
Brennkammer immer noch gekühlt
werden, auch wenn sie aus einem solchen Material gemacht sind. Zu
diesem Zweck hat die Brennkammer eine Mehrzahl von Perforationen 53,
die durch die innere und äußere Wand
gemacht sind, so dass der Umgehungsluft strom 63 oder 64, der
in dem ringförmigen
Raum 72 strömt,
in die Brennkammer eindringt. Folglich dient der Luftfilm, der entlang
den Wänden
der Brennkammer strömt, und
auch die mehrfachen Ströme,
die durch die Perforationen eindringen, dazu, die Temperatur des
Materials, welches die Brennkammer bildet, auf signifikante Weise
zu senken.
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Bei dem in 1 gezeigten Verbindungstyp verbleibt
dennoch unvermeidlicherweise eine nicht gekühlte Zone HT am stromabwärtigen Ende
der Brennkammer, welche durch den Bereich definiert ist, an dem
die Wand der Brennkammer in Kontakt mit dem Ring kommt. Die Zone,
an der die Wand der Brennkammer von dem Ring überdeckt wird, verhindert jede
Passage eines kühlenden
Films entlang der Wand und macht, auf Grund des Vorhergehenden, jegliche
in der genannten Zone liegenden Perforationen ineffektiv. Die in
der Ring-Verbindungszone liegenden Enden der Brennkammerwände können daher
Temperaturen ausgesetzt sein, die signifikant höher sind als die Temperatur,
die für
das Material für die
spezifizierte Lebensdauer annehmbar ist.
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Die vorliegende Erfindung strebt
danach, die oben genannten Nachteile ro beheben und einen Dichtungsring
bereitzustellen, welcher ermöglicht, dass
ein Kühlluftstrom
in der Zone strömt,
in der die Brennkammer an das Gehäuse angeschlossen ist.
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Diese Ziele werden erreicht durch
einen Ring zum Fixieren oder Anbringen am Ende einer Brennkammer,
wobei der Ring durch eine Manschette gebildet ist, die um das Ende
der Wand der Brennkammer durch eine Mehrzahl von Öffnungen
zum Aufnehmen von Befestigern fixiert ist, wobei der Ring dadurch
gekennzeichnet ist, dass die Manschette mindestens eine Ausnehmung
in ihrer Seite hat, welcher der Wand der Verbrennungskammer gegenüber liegt, wobei
dadurch die Fläche
der Manschette, die gegen die Wand der Brennkammer drückt, reduziert
wird, und mit der Wand zusammen ein offener Hohlraum gebildet wird,
in dem ein Kühlluftstrom
strömen
kann.
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Daher kann durch den Ring der vorliegenden Erfindung
ein Kühlluftstrom
zum Ende der Brennkammerwand strömen,
ohne jegliches Erfordernis, das System zum Verbinden der Brennkammer
mit dem Gehäuse
zu modifizieren. Die Wand der Brennkammer kann mit Perforationen
ganz bis zu ihrem Ende versehen werden. Dies erhöht die Lebensdauer der Brennkammer.
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In einem besonderen Aspekt der Erfindung beinhaltet
der Ring eine ringförmige
Schulter, welche das Ende des Hohlraums definiert, der zwischen
dem Ring und der Wand der Brennkammer gebildet ist.
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Daher bildet die ringförmige Schulter
ein Leitelement und trägt
dazu bei, den Umgehungsluftstrom, der im Hohlraum in Richtung der
Brennkammerwand strömt,
zu lenken.
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In einem weiteren Aspekt der Erfindung
beinhaltet der Bereich der Manschette, der gegen die Wand der Brennkammer
drückt,
außerdem
Kontaktbereiche, die um die Öffnungen
gebildet sind, wobei die Kontaktbereiche eine Mehrzahl von Ausnehmungen
definieren, die gleichmäßig über die
Fläche
der Manschette verteilt sind, die der Wand der Brennkammer gegenüber liegt.
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Der Ring bildet dann eine Mehrzahl
von Hohlräumen
zwischen ihm selbst und der Brennkammerwand, wodurch ermöglicht wird,
die Strömungsrate
des kühlenden
Luftstroms feiner abzustimmen.
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Entsprechend einem Merkmal der Erfindung sind
die Kontaktbereiche von einer größeren Dicke als
die Dicke der ringförmigen
Schulter, um zu ermöglichen, dass
ein Bruchteil des kühlenden
Luftstroms, der in dem durch den Dichtungsring gebildeten Hohlraum
(den Hohlräumen)
strömt,
eine Leck-Strömung
bildet. Daher erhält
die äußere Verkleidung
der Hochdruckdüse
einen Teil des kühlenden
Luftstroms, und die Rate, mit der Luft in die Brennkammer strömt, kann
kontrolliert werden.
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Der Ring der Erfindung kann aus einem
thermostrukturalen Verbundmaterial oder aus einer Metalllegierung
gemacht werden.
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In einer besonderen Ausführung des
Rings weist dieser außerdem
einen Flansch auf, welcher die Manschette verlängert, wobei der Flansch über das
Ende der Brennkammer hinaus reicht.
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Die vorliegende Erfindung stellt
ebenfalls eine Brennkammer bereit, dadurch gekennzeichnet, dass
sie mindestens einen wie oben definierten Ring aufweist, wobei der
Ring am Ende einer der Wände der
Brennkammer durch Befestiger befestigt ist.
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Wegen der Struktur des Rings der
vorliegenden Erfindung kann die Brennkammer eine Mehrzahl von Perforationen
in der Ringanschlusszone haben, wobei diese Perforationen mit einem
Kühlluftstrom versorgt
werden, der in dem Hohlraum (den Hohlräumen) strömt, der zwischen dem Dichtungsring
und der Brennkammerwand gebildet ist.
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In einer besonderen Ausführungsform
weist die Brennkammer außerdem
eine Dichtung zwischen dem Ring und der Brennkammerwand auf, um
jegliche Leck-Ausgänge
von dem Ring zu blockieren. Die Dichtung kann am Boden des offenen
Hohlraums gehalten werden oder am Ende des Rings angebracht werden,
in welchem Fall die Dichtung an dem Ende des Rings durch ein Stück Flachmaterial
gehalten wird, das mit dem Ring an der Brennkammer fixiert ist.
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Das Flachmaterial kann ein einzelnes
Teil oder eine Mehrzahl von Sektoren aufweisen, die an der Wand
der Brennkammer durch Befestiger gehalten werden.
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In einer weiteren besonderen Ausführungsform
enthält
jeder Befestiger eine Unterlegscheibe mit größerer Dicke als die des offenen
Hohlraums, der zwischen der Brennkammerwand und dem Ring gebildet
ist, um zu ermöglichen,
dass ein Bruchteil des kühlenden
Luftstroms, der im Hohlraum (in den Hohlräumen) strömt, der unter dem Ring gebildet
ist, um eine Leck-Strömung
zu bilden.
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In einer Ausführungsform der Verbrennungskammer
ist eine Stufe am Ende ihrer Wand gebildet, um zu ermöglichen,
dass ein Bruchteil des kühlenden Luftstroms,
der in dem Hohlraum (den Hohlräumen) strömt, der
durch den Ring gebildet ist, eine Leck-Strömung bildet.
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Die Leck-Strömung dient zum Kühlen des äußeren Gehäuses der
Hochdruckdüse,
welches folglich durch einen weiteren Film kühler Luft gekühlt werden
kann. Außerdem
kann die Rate, mit der Luft in die Brennkammer eindringt, gesteuert
werden.
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Die vorliegende Erfindung stellt
ebenfalls eine Brennkammer bereit, dadurch gekennzeichnet, dass
sie erste und zweite wie oben beschriebene Ringe beinhaltet, wobei
der erste Ring am Ende der äußeren Brennkammerwand
festgemacht ist und der zweite Ring am Ende der inneren Brennkammerwand
festgemacht ist.
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Beide Brennkammerwände sind
daher mit entsprechenden Ringen der Erfindung ausgestattet, so dass
die Lebensdauer des Endbereichs der Brennkammer vergrößert wird.
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Die Brennkammerwände können aus thermostrukturalem
Verbundmaterial, aus einem wahlweise porösen Metallmaterial oder in
der Tat aus einem Metall-Matrixverbundmaterial
gemacht sein.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Andere Merkmale und Vorteile der
Erfindung treten hervor an Hand der folgenden Beschreibung der besonderen
Ausführungsform
der Erfindung, als nicht-beschränkendes
Beispiel gegeben, und in Bezug auf die begleitenden Zeichnungen,
in welchen:
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1 eine
axiale Querschnittsansicht der Brennkammer einer Flugzeugtriebwerks-Gasturbine aus
dem Stand der Technik ist;
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2A eine
Querschnittsansicht der äußeren Wand
einer Brennkammer ist, mit Dichtung auf der Innenseite des Rings,
wobei Ventilation unterhalb des Rings in einer Ausführung der
Erfindung gezeigt ist;
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2B eine
Querschnittsansicht des verbindenden Bereichs der äußeren Wand
einer Brennkammer ist mit Dichtung im Inneren des Rings in einer
Ausführung
der Erfindung;
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3 eine
abgeschnittene diagrammartige perspektivische Ansicht einer ersten
Ausführung
eines Dichtungsrings der Erfindung ist;
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4 eine
abgeschnittene diagrammartige perspektivische Ansicht einer zweiten
Ausführung
eines Dichtungsrings der Erfindung ist;
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5 eine
Querschnittsansicht des verbindenden Bereichs der äußeren Wand
einer Brennkammer ist mit Dichtung stromabwärts des Dichtungsrings in einer
Ausführung
der Erfindung;
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6 eine
abgeschnittene diagrammartige perspektivische Ansicht eines Beispiels
eines in 5 gezeigten
Flachmaterialstücks
ist;
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7 eine
Querschnittsansicht entfernt von der verbindenden Zone eines Dichtungsrings
ist, der an der äußeren Wand
einer Brennkammer montiert ist, wobei eine Leck-Strömung von
dem Ring der Erfindung austritt; und
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8 eine
Querschnittsansicht außerhalb der
verbindenden Zone eines Richtungsrings ist, der an der äußeren Wand
einer Brennkammer montiert mit einer Stufe für die Leck-Strömung, die
von dem Ring der Erfindung austritt.
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Die vorliegende Erfindung ist beschrieben
in Bezug auf einen Ring, der eine Dichtung zwischen einer Brennkammer
und einer Düse
bietet. Der Fachmann wird dennoch keine Schwierigkeiten haben, die Erfindung
auf einen Ring anruwenden, um flexible Verbindungsstreifen mit der
Brennkammer zu verbinden, wie beschrieben in den französischen
Patentanmeldungen
FR 01/07361 und
FR 01/07363 , im Namen des
vorliegenden Anmelders. Im Allgemeinen bezieht sich die vorliegende
Erfindung auf jeden Typ von Ring, der einen Teil einer Wand einer
Struktur bedeckt, die durch einen strömenden Luftstrom gekühlt werden
muss.
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2A, 2B und 3 zeigen einen Dichtungsring, der eine
erste Ausführungsform
der Erfindung bildet. In 2 werden
den Elementen der Brennkammer und des Gehäuses, die unverändert bleiben, die
gleichen Bezugszeichen gegeben wie denen in 1. In dieser ersten Ausführungsform
definiert der Dichtungsring 1 eine ringförmige Struktur,
welche zwei Bereiche aufweist: eine Manschette 1a und einen
Flansch 1b. Die Manschette 1a entspricht dem Bereich
des Dichtungsrings, der um das Ende der Wand 51a der Verbrennungskammer 51 herum
platziert ist. Der Dichtungsring 1 ist an der Wand 51a der Brennkammer
durch Klemmbefestiger 57 befestigt, die jeweils durch eine
entsprechende Öffnung 5 hindurch
gehen, die in der Manschette 1a vorgesehen ist. Der Ring
kann auch durch jedes andere System zum Anschließen des Rings an die Wand befestigt werden.
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Die Manschette 1a ist durch
einen Kragen 1b verlängert,
der sich von der Brennkammer rauswärts erstreckt, derart, dass
der Raum zwischen dem Ende der Brennkammer und dem Anfang der Hochdruckdüse 52 bedeckt
ist, um mit einer Streifendichtung 67, die auf der Düse platziert
ist, in Kontakt zum kommen.
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Insbesondere ist die innere Fläche der
Manschette 1a über
einen großen
Teil bearbeitet, um eine Ausnehmung 3 zu bilden. Der Teil
der Innenfläche der
Manschette, der nicht bearbeitet ist, bildet eine ringförmige Schulter 2.
In der Zone zum Verbinden der flexiblen Streifen 61 mit
der Wand 51a der Brennkammer, wie in 2B gezeigt, ist eine Unterlegscheibe 4 für jeden
Befestiger 57 vorgesehen. Die Dicke der Unterlegscheibe 4 wird
ermittelt in Abhängigkeit
der Tiefe der Ausnehmung 3, um sicherzustellen, dass der
Ring relativ zur Wand positioniert ist, um zu gewährleisten,
dass die mechanischen Verbindungen festgemacht werden können.
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Wie in 2A und 2b gezeigt, bildet die ringförmige Schulter 2 nur
einen kleinen Teil der Manschette im Vergleich zu der Ausnehmung 3.
Wenn der Ring schließlich
auf der äußeren Wand 51a der Brennkammer
befestigt wurde, bildet daher die Ausnehmung 3 einen Hohlraum 6 unter
dem Ring, welcher, wenn er mit dem Umgehungsluftstrom oder kühlender
Luft 63 versorgt wird, dazu dient, die Wand bis ganz zu
ihrem Ende zu kühlen,
wie in 2A gezeigt.
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Außerdem kann ein kontinuierlicher
kühlender
Filme 10 bis ganz ans Ende der Wand 51a der Brennkammer 51 aufrecht
erhalten werden, wenn die Brennkammer nicht nur mit den Perforationen 53 des Typs,
die typischerweise von der verbindenden Zone entfernt gebildet werden,
aber auch mit zusätzlichen Perforationen 70 unter
dem Ring ausgestattet wird. Die ringförmige Schulter 2 dient
als Leitelement am Ende des Hohlraums 6, die dazu dient,
den kühlenden
Luftstrom 63 in die Perforationen 70 zu zwingen. Durch
Wahl eines schrägen
Winkels für
die Bohrrichtung der zusätzlichen
Perforationen 70 können
außerdem
Löcher,
die sich fast im Ende der Brennkammerwand öffnen, mit dem kühlenden
Strom versorgt werden. Der kühlende
Film 10 bildet dann vorteilhafterweise einen kühlenden
Film für
die innere Verkleidung für
die Hochdruckdüse 52.
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Eine zweite Ausführungsform des Dichtungsrings
der vorliegenden Erfindung ist nachstehend beschrieben in Bezug
auf 4. Ein Dichtungsring 100 ist
gebildet aus einer Manschette 100a, erweitert durch einen
Flansch 100b, der sich über
das Ende 151a der Brennkammer erstreckt. Die Manschette 100a hat
eine Mehrzahl von Ausnehmungen 103, die in die Fläche der
Manschette eingearbeitet sind, die der Wand 151 der Brennkammer
zugewandt platziert sind. Jede dieser Ausnehmungen bildet einen
Hohlraum 106, um zu ermöglichen,
dass ein kühlender
Luftstrom zum Ende der Brennkammerwand strömt.
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Die Ausnehmungen 103 sind
zwischen den Öffnungen 105 zum
Durchführen
der Befestiger 157 eingearbeitet, um nicht nur eine ringförmige Schulter 102 zu
belassen, sondern auch Kontaktflächen 104 um
jede Öffnung 105.
Diese Ausführung
ermöglicht es,
die Verwendung von Unterlegscheiben zu vermeiden, die zum Positionieren
des Rings in der ersten Ausführungsform
benötigt
werden. Folglich kann mit dieser zweiten Ausführungsform des Dichtungsrings
der Erfindung der Kühlluftstrom 63 gleichfalls
innerhalb der Hohlräume 106 bis
zum Ende der Brennkammer strömen
und kann die Perforationen 70 versorgen, die in der verbindenden
Zone gemacht wurden, wobei auch die Technologie zum Montieren des Rings
vereinfacht wird.
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In einer Ausführungsform der Erfindung wird eine
Dichtung verwendet, um Lecks zu verstopfen, die zwischen dem Ring
und der Wand der Brennkammer an den Ausgängen der Hohlräume existieren, welche
durch Herstellungstoleranzen der Teile und/oder durch das Anpassen
des Rings an die Brennkammer verursacht werden. Aus diesem Grund
und wie in 2 gezeigt, kann eine Dichtung 11,
z. B. eine Flechtung, ein Metalldraht,
eine Dichtung mit Kanal oder Omega-Querschnitt, oder eine Kapillarröhre, in
Position und unter Druck zwischen den Befestiger-Unterlegscheiben
und dem Ende des Hohlraums gehalten werden. Bei Verwendung der zweiten
Ausführungsform
des Rings 100 st eine Rille (nicht gezeigt) in jedem Kontaktbereich 104 vorgesehen,
um zu ermöglichen,
dass die Dichtung 11 wie in 2 gezeigt
aufgenommen wird.
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In einer Variante kann die Dichtung
zwischen dem Ring und der Wand der Brennkammer stromabwärts von
der Schulter, d. h. außerhalb
des Hohlraums, vorgesehen werden. In diesem Fall, und wie in 5 gezeigt, wird eine Dichtung 13,
wie z. B. eine Flechtung oder eine
Kapillarröhre,
in Position gegen die äußere Fläche des
Rings durch ein Halteglied oder ein Flachmaterial in Position gehalten.
Das Flachmaterial 12 ist zwischen der Wand 51a der Brennkammer
und den Unterlegscheiben 4 oder den Kontaktbereichen 104 befestigt
gehalten durch Festmachen der Befestiger 57. Wie in 6 gezeigt, kann das Flachmaterial 12 in
Form eines einzelnen Teils oder in Form einer Mehrzahl von Sektoren 14 sein,
welche aneinander angrenzend und um die Brennkammerwand gehalten
werden. Die Kontaktfläche
zwischen der Brennkammerwand und dem Flachmaterial 12 ist
auf das Minimum reduziert, das zum Zweck des Festmachens benötigt wird,
um zu vermeiden, dass die Perforationen 70 der Brennkammer,
die in dieser Zone vorhanden sind, blockiert werden.
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In einer weiteren Ausführungsform
der Brennkammer mit einem Dichtungsring der vorliegenden Erfindung
wird es einem Teil des kühlenden Luftstroms,
der in den durch den Dichtungsring gebildeten Hohlräumen strömt, hinauszulecken.
Wie in 7 gezeigt, kann
die Dicke der Kontaktbereiche 104 oder der Unterlegscheiben 4,
je nachdem, welche Ausführungsform
des Rings verwendet wird, so festgelegt werden, dass eine Lücke zwischen
der Schulter und der Brennkammerwand bleibt, um eine Leckströmung zu
ermöglichen.
Folglich bildet, wenn die oben beschriebenen Dichtungsvorrichtungen nicht
verwendet werden, ein Bruchteil des Luftstroms 23 eine
Leckströmung 107,
und diese Strömung
wird durch die Schulter des Rings abgestimmt.
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In einer besonderen Ausführungsform
der Brennkammer, wie in 8 gezeigt,
kann eine Stufe 152 am Ende der Brennkammerwand gebildet
werden, um zu ermöglichen,
dass ein Bruchteil des kühlenden
Luftstroms 63, der in den Hohlräumen 106 des Dichtungsrings 100 strömt, eine
Leck-Strömung 107 zu
bilden. Zu diesem Zweck ist es notwendig, dass die Stufe 152 stromaufwärts von
der Schulter 102 gebildet wird, um eine Leck-Passage für einen Bruchteil
des kühlenden
Luftstroms 63 zu belassen, der in die Hohlräume 106 eindringt.
Obwohl die Brennkammer mit der Stufe 152 gleichermaßen gut mit
dem Dichtungsring 1 oder mit dem Dichtungsring 100 verwendet
werden kann, bietet die zweite Ausführungsform des Dichtungsrings 100 den
Vorteil, dass die Leck- Strömungsrate,
welche die äußere oder
innere Verkleidung der Hochdruckdüse versorgt, genauer abgestimmt
werden kann, wegen der Mehrzahl von Hohlräumen 106, die sie
zusammen mit der Wand der Brennkammer bildet.
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Anordnungen, welche eine Leck-Strömung einschließen, die
den Dichtungsring wie in 7 und 8 verlässt, können gleichermaßen gut
mit dem Dichtungsring 1 oder mit dem Dichtungsring 100 gemacht werden,
welche die erste und die zweite Ausführungsform der Erfindung bilden.
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Welche Ausführungsform auch immer verwendet
wird, um eine Leck-Strömung,
die den Dichtungsring verlässt,
bereitzustellen, das Leitelement, die durch die Schulter gebildet
wird, dient außerdem nicht
nur dazu, den kühlenden
Luftstrom dazu zu zwingen, in die Perforationen zu strömen, sondern auch
dazu, um mit der Wand zu kooperieren, um die Leckströmung abzustimmen,
damit ein kühlender Film
für die äußere Verkleidung
der Hochdruckdüse erzeugt
wird. Eine derartige Abstimmung ermöglicht es, die Rate, mit der
Luft in die Brennkammer strömt, zu
kontrollieren.
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2 bis 8 zeigen Ausführungen
des Dichtungsrings der vorliegenden Erfindung in einer Konfiguration,
die angepasst ist, um die äußeren Wand
der Brennkammer mit der Hochdruckverkleidung zu verbinden. Der Fachmann
wird jedoch keine Schwierigkeiten haben, einen ähnlichen Ring für das Ende
der inneren Wand 51b der Brennkammer zu entwickeln. Unter
diesen Umständen
hat der Dichtungsring lediglich eine Konfiguration, die invers zu
der Beschriebenen ist, so dass die Ausnehmungen) in seiner äußeren Fläche liegt
(liegen), die gegenüber
der inneren Wand 51b der Brennkammer ist, und so dass sein Flansch
nach innen reicht.
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Der Dichtungsring der vorliegenden
Erfindung kann aus einem thermostrukturalen Verbundmaterial, wie
z. B. Kohlenstoff und Siliciumcarbid) C/SiC)
oder Siliciumcarbid und Siliciumcarbid (SiC/SiC) oder aus einer
Metallegierung gemacht werden. Die Wände der Brennkammer können ebenfalls
aus einem thermostrukturalen Verbundmaterial, z. B.
C/SiC oder SiC/SiC, oder andernfalls aus einem wahlweise porösen Metallmaterial
oder in der Tat aus einem Metallmatrix-Verbundmaterial gemacht werden.
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Der Hohlraum (die Hohlräume) des
Rings der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, das Kühlen durch
mehrfache Perforationen in den Wänden der
Brennkammern, welche unter dem Ring liegen, zu maximieren. Berechnungen,
die für
eine Brennkammer, welche mit dem Dichtungsring der Erfindung ausgestattet
ist, durchgeführt
wurden, haben gezeigt, dass die Temperatur in der verbindenden Zone
um etwa 400°C
reduziert werden kann.
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Folglich ist die Lebensdauer des
Endbereichs der Brennkammer vergrößert, und ein kühlender
Film kann für
die innere Verkleidung der Hochdruckdüse und möglicherweise auch für die äußere Verkleidung
erzeugt werden. Die vorliegende Erfindung bietet daher eine Lösung für das Kühlen der Wände der
Brennkammer, die es ermöglicht,
die Brennkammer direkt an die Verkleidung über ihre Wände anzuschließen, während sie
nach wie vor eine Abdichtung zwischen dem Verbrennungsgasstrom und
dem Umgehungsstrom, der verwendet wird, um einen Kühlluftstrom
bereitzustellen, zur Verfügung
stellt.