DE1476887B1

DE1476887B1 - Brennkammer fuer Gasturbinenstrahltriebwerke

Info

Publication number: DE1476887B1
Application number: DE19661476887D
Authority: DE
Inventors: John Frederick Coplin
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1963-06-20
Filing date: 1966-09-05
Publication date: 1969-09-11
Also published as: CH435861A; DE1245644B; BE649008A; US3374624A; GB1052328A; US3316714A

Description

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Gegenstand des Hauptpatentes 1245 644 ist eine In F i g. 1 ist ein Gasturbinentriebwerk 10 dar-Brennkammer für Gasturbinenstrahltriebwerke, be- gestellt, das ein äußeres Gehäuse 11 aufweist und in stehend aus einem äußeren Gehäuse, einem darin mit Strömungsrichtung hintereinander einen Kompressor Abstand gelagerten Flammrohr und einem sich axial 12, eine Brennkammer 13 und eine Turbine 14 beerstreckenden Verdünnungsluftkanal, der mit Ver- 5 sitzt.

dünnungsluft gespeist wird und sich längs des Flamm- Die Brennkammer 13 . besteht aus einem ringrohrs erstreckt, wobei ein axial verlaufender Primär- förmigen Flammrohr 15, <das innerhalb des äußeren verbrennungsluftkanal dem stromoberseitigen Ende Gehäuses 11 gelagert und von diesem durch einen in des Flammrohrs Verbrennungsluft zuführt und wobei Achsrichtung verlaufenden Verdünnungsluftkanal 16 mehrere im Winkelabstand angeordnete Stromlinien- io distanziert ist. Der Verdünnungsluftkanal 16, der aus förmige Düsenleitschaufeln innerhalb des Flamm- dem Kompressor 12 mit Verdünnungsluft gespeist rohrs angeordnet sind und sich radial durch dieses wird, erstreckt sich längs des Flammrohres 15. Der erstrecken und jede Düsenleitschaufel mit einer mit Verdürmungsluftkanal 16 ist radial außerhalb eines dem Verdünnungsluftkanal in Verbindung stehenden sich in Achsrichtung erstreckenden Primärverbren-Luftzuführung ausgestattet ist, wobei die Wandung 15 nungsluftkanals 17 angeordnet, durch den die Verjeder Düsenleitschaufel wenigstens eine Öffnung an brennungsluft vom Kompressor 12 dem stromoberder Hoch- und/oder Niederdruckseite ihres Profils seitigen Ende des Flammrohres 15 zugeführt wird, aufweist und jede Öffnung die Luftführung und das Mehrere im Winkelabstand zueinander angeord-Innere des Flammrohrs in Strömungsrichtung genü- nete Düsenleitschaufeln 20 sind, radial über das gend weit vor dem stromunterseitigen Ende des letz- ao gesamte Flammrohr 15 verlaufend, innerhalb desteren verbindet, so daß sich die aus dem Verdün- selben angeordnet. Jede der Düsenleitsehaufeln 20 ist nungsluftkanal durch die Öffnungen tretende Ver- hohl und besitzt einen Kanal 21, der mit dem Verdünnungsluft mit dem durch das Flammrohr strömen- dünnungsluftkanal 16 in Verbindung steht. Jede den Gas vermischt. Düsenleitschaufel weist ein Schöpfblech 22 auf, um

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch 25 Luft aus dem Verdürmungsluftkanal 16 in den Vergelöst, daß jede Öffnung von Leitblechen begrenzt ist, bindungskanal 21 zu leiten.

welche die Verdünnungsluft in Strömungsrichtung Jede der Düsenleitschaufeln 20 besitzt in der Nähe

nach hinten und entlang der Leitschaufel ablenken. der Vorderkante einen Wandabschnitt 23, der ein-

Außer den durch die genannten Luftführungen stückig mit dem übrigen Teil 24 der Wand der Düsenbegrenzten Öffnungen sind zweckmäßigerweise wei- 30 leitschaufel 20 hergestellt ist. Der Wandabschnitt 23 tere Öffnungen in Gestalt von Schlitzen in der Wan- besitzt mehrere Wellungen 25 (nach dem Ausfühdung der Düsenleitschaufel vorgesehen. Dabei ist die rungsbeispiel z. B. drei Wellungen) an beiden gegen-Größe dieser Öffnungen zweckmäßigerweise so be- überliegenden Seiten, und diese Wellungen 25 bilden messen, daß die mit den Leitflächen ausgestatteten Leitbleche. Das Innere 26 jeder Wellung 25 steht am Öffnungen den größeren Teil der Verdünnungsluft in 35 stromoberseitigen Ende mit dem Verbindungskanal das Flammrohrinnere einströmen lassen. Die Luft- 21 in Verbindung und stromunterseitig mit einer Öffführung der öffnungen ist zweckmäßigerweise der- nung 27, die innerhalb des Flammrohres 15 liegt und art, daß die in das Flammrohr einströmende Verdün- einen Abstand vom $tromunterseitigen Ende aufweist, nungsluft eine Komponente in radialer Richtung er- Der Hauptanteil der Verdünnungsluft, der dem Verhält, wodurch die Mischung mit den Verbrennungs- 40 bindungskanal 21 zugeführt Wird, tritt durch die Öffgasen begünstigt wird. nungen27 aus und wird durch den Wandabschnitt

Die Luftführungen werden zweckmäßigerweise da- 23 in Strömungsrichtung nach hinten gerichtet, um durch gebildet, daß der Vorderrand der Schaufel, der sich mit den durch das Flammrohr 15 strömenden einstückig mit dem übrigen Wandabschnitt hergestellt Verbrennungsgasen zu mischen. Die Verdünnungssem kann oder auch mit diesem über eine Schraub- 45 luft wird jedoch durch den Wandabschnitt 23 in verbindung befestigt sein kann, Wellungen trägt, die Strömungsrichtung nach hinten mit einer Geschwindie Verdünnungsluft in der gewünschten Richtung digkeitskomponente geleitet, die in radialer Richtung ablenken, derart, daß sie als im wesentlichen gleich- verläuft, um diese Vermischung zu unterstützen,
mäßiger Kühlluftfilm über die gesamte Wandfläche Jede der Düsenleitschaufeln 20 besitzt unmittelder Düsenleitschaufel hinwegstreicht und gleichzeitig 50 bar stromunterseitig der öffnungen 27 eine Reihe von eine Vermischung mit den Verbrennungsgasen be- Schlitzen 30, durch die Verdünnungsluft aus dem wirkt. Verbindungskanal 21 austreten kann. Jede Düsen-Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Er- leitschaufel kann außerdem mit einem oder mehfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. In der reren Schlitzreihen versehen sein, die in Strömungs-Zeichnung zeigt ^: 55 richtung hintereinander liegend angeordnet sind (die-

F i g. 1 eine teilweise aufgebrochene Ansicht eines ses Ausführungsbeispiel ist nicht dargestellt).

Gasturbinenstrahltriebwerks mit einer gemäß der Jede Düsenleitschaufel 20 ist am Hinterrand mit

Erfindung ausgebildeten Brennkammer, Schlitzen 31 ausgestattet, durch die Verdünnungsluft

F i g. 2 eine perspektivische Teilansicht einer aus dem Verbindungskanal 21 austreten kann.
Düsenleitschaufel, die einen Teil der Brennkammer 60 Die Schlitze 30 liefern Luft zur filmartigen Kühnach F i g. 1 bildet, lung der Seiten der Düsenleitschaufeln 20, und ein

F i g. 3 einen Querschnitt einer Düsenleitschaufel Teil der Luft, die aus den öffnungen 27 austritt,

gemäß F i g. 2, dient dem gleichen Zweck.

Fig. 4 eine Ansicht einer abgewandelten Düsen- Die Fig. 4 und 5 zeigen eine Abwandlung der Er-

leitschaufel, die bei der Brennkammer des Trieb- 65 findung, wobei Düsenleitschaufeln 20 α vorgesehen

werkes nach F i g. 1 benutzt werden kann, sind. Jede Düsenleitschaufel 20 α weist einen Wand-

Fi g. 5 eine perspektivische auseinandergezogene abschnitt 23 α auf, der von dem übrigen Teil 24 α der

Darstellung der Düsenleitschaufel gemäß F i g. 4. Düsenleitschaufel getrennt ist, jedoch mit diesem da-

ORIGINAL INSPECTED

durch verbunden ist, daß Innenflansche 32 des Wandabschnitts 23 α mit Innenflanschen 33 des übrigen Teils 24 a durch Bolzen gegeneinander verspannt sind.

Claims

Patentansprüche:

1. Brennkammer für Gasturbinentriebwerke, bestehend aus einem äußeren Gehäuse, einem darin mit Abstand gelagerten Flammrohr und einem sich axial erstreckenden Verdünnungsluftkanal, der mit Verdünnungsluft gespeist wird und sich längs des Flammrohrs erstreckt, wobei ein axial verlaufender Primärverbrennungsluftkanal dem stromoberseitigen Ende des Flammrohrs Verbrennungsluft zuführt und wobei mehrere im Winkelabstand angeordnete stromlinienförmige Düsenleitschaufeln innerhalb des Flammrohrs angeordnet sind und sich radial durch dieses erstrecken und jede Düsenleitschaufel mit einer mit dem Verdünnungsluftkanal in Verbindung stehenden Luftzuführung ausgestattet ist, wobei die Wandung jeder Düsenleitschaufel wenigstens eine Öffnung an der Hoch- und/oder Niederdruckseite ihres Profils aufweist und jede Öffnung die Luftführung und das Innere des Flammrohrs in Strömungsrichtung genügend weit vor dem stromunterseitigen Ende des letzteren verbindet, so daß sich die aus dem Verdünnungsluftkanal durch die Öffnungen tretende Verdünnungsluft mit dem durch das Flammrohr strömenden Gas vermischt, nach Patent 1245 644, dadurch gekennzeichnet, daß jede Öffnung von Leitblechen (23, 25) begrenzt ist, welche die Verdünnungsluft in Strömungsrichtung nach hinten und entlang der Leitschaufel ablenken.

2. Brennkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außer den von Leitblechen begrenzten Öffnungen (27) weitere Verbindungsöffnungen in Gestalt von Schlitzen (30,31) in der Leitschaufelwandung vorgesehen sind, deren Größe so bemessen ist, daß der größere Anteil der Verdünnungsluft durch die von Leitblechen begrenzten öffnungen (27) strömt.

3. Brennkammer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitbleche (23,25) derart geformt sind, daß der durch die Öffnungen (27) hindurchströmenden Luft eine radiale Komponente verliehen wird.

4. Brennkammer nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitbleche (25) als Wellungen ausgebildet sind, die aus dem Vorderrand (23) der Düsenleitschaufel (20) ausgeformt sind.

5. Brennkammer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der die Wellungen (25) tragende Vorderrand (23) der Schaufel mit der übrigen Düsenleitschaufelwand (24) einstückig hergestellt ist.

6. Brennkammer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der die Wellungen tragende Vorderabschnitt (23 ä) der Schaufel durch Verschraubung mit dem hinteren Schaufelteil (24 ä) verbunden ist.

7. Brennkammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar stromunterseitig der Öffnungen (27) radiale Schlitze (30) in der Düsenleitschaufelwandung (24) angeordnet sind.

8. Brennkammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Achsrichtung verlaufende Schlitze (31) am Schaufelhinterrand angeordnet sind.

9. Brennkammer nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise ein in den Verdünnungsluftkanal einstehendes Schöpfblech (22) Luft in die Düsenleitschaufel einführt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen GOPY