DE1751279A1

DE1751279A1 - Combustion chamber arrangement for gas turbines

Info

Publication number: DE1751279A1
Application number: DE19681751279
Authority: DE
Inventors: Dewitt Stewart H; Bahaim Thomas J; Fantozzi Dominick M
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1968-05-02
Filing date: 1968-05-02
Publication date: 1971-06-03

Description

Brennkammeranordnung für Gasturbinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkammeranordnung für Gasturbinen, mit einem den Verbrennungsraum umgebenden röhrenförmigen Brennkammereinsatz, an dessen einem Ende Brennstoff- und Primärluft zugeführt und an dessen anderem Ende die mit Kühlluft gemischten Verbrennungsgase abgeführt werden. Derartige Brennkammereineätze sind in den verschiedensten Ausführungsformen bekannt. Insbesondere sind solche bekannt, deren Wandung aus einzelnen Blechlamellen derart zusammengesetzt ist, daß vom äußeren zum inneren Umfang des Einsatzes führende Kühlluftkanäle gebildet werden, durch welche dem äußeren Umfang des Einsatzes mit einem Druckgefälle zum Ein- satzinnenraum zugeführte Kühlluft in den Verbrennungsraum ein- tritt (Schweizer Patentschrift 255 541). Bei der bekannten Brenn- kammeranordnung sind jedoch die Kühlluftkanäle so orientiert, daß die Kühlluft im wesentlichen axial vom Zwischenraum zwischen Ge- häuse und Einsatz in den Einsatzinnenraum eintritt. Die Kühlung der einzelnen Lamellen wie auch die Durchmischung der Sekundärluft mit den Verbrennungegasen'befriedigen hierbei nicht in allen Fällen, da die azial eintretende Sekundärluft im wesentlichen ihre Rich- tung beibehält und die Kühlung der Lamellen praktisch nur an ihren Außenseiten wirksam ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkammeranordnung für Gasturbinen zu schaffen, bei welcher die Kühlung des Brennkawaereinsatzes und die Durch®ischung der Verbrennungsgase mit der am äußeren Umfang des Einsatzes zuge- führten Kühlluft (Sekundärluft) wesentlich wirksamer vonstatten gehen kann. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß dies grundsätzlich dann möglich ist, wenn die vom äußeren-mm inneren Umfang des Einsatzes führenden Kühlluftkanäle etwa in Unfangerichtung weisen und deshalb die durch diene zugeführte Kühlluft etwa tangential in den Verbrennungsraum eintritt. Der Kühlluft wird auf diese Weise ein intensiver Drall erteilt, so daß sich eIn zyklonartiger Kühlluftechleier bildet, der sich einerseits auf Grand der Zentrifugalkraft zunächst gegen die $u kühlenden Inen. flgchen der Lamellen preßt und der anderereeite auf Grund seines Dralles sich rasch mit den zu kühlenden bsw. zu durohmisohenden Verbrennungsgasen unter Durchwirbelung vermischt. Gegenstand der Erfindung ist nunmehr eine Brennkammeränordnüng für Gasturbinen, mit einem den Verbrennungsraum umgebenden röhrenförmigen Brennkammereineatz, an dessen einem Ende Brennstoff und Primärluft zugeführt , an dessen anderem Ende die mit Kühlluft gemischten Verbrennungsgase abgeführt werden und dessen Wandung aus einzelnen Blechlamellen derart zusammengesetzt ist, daß vom äußeren zum inneren Umfang des Einsatzes führende Kühlluftkanäle gebildet werden, durch welche dem äußeren Umfang des Einsatzes mit einem Druckgefälle zum Einsatzinnenraum zugeführte Kühlluft in den Verbrennungsraum eintritt.Die Erfindung besteht darin, daß etwa plattenförmige Lamellen in Umfangsrichtung aneinandergereiht und einander überlappend zu Lamellenkränzen vereinigt sind, daß die zwischen jeweils benachbarten Lamellen gebildeten Überlappungabereiche als sich verengende Kühlluftdüsen ausgebildet sind, welche über Düsenöffnungen in ihrem Engstellenbereich etwa tangential in den Verbrennungsraum münden, und daß die Lamellenkränze als axial aneinanderreihbare Röhrenabschnitte des Brennkammereinsatzes ausgebildet sind. Eine solche Brennkammeranordnung ist billig in der Herstellung, insbesondere deshalb, weil der Einsatz aus serienmäßig gefertigten Lamellen zusammengesetzt werden kann, und erfordert auch nur eine sehr geringe Wartung, da ein sehr guter Kühlungseffekt für die Einsatzwandung sowie eine sehr gute Durchmischung mit den Verbrennungsgasen erzielt wird. Ein erfindungsgemäß aufgebauter Brennkammereinsatz wird vorteilhafterweise so im Brennkammergehäuse untergebracht, daß Jer Brennkammereinsatz über flexible, elastisch deformierbare, eine radiale und axiale Wärmebeweglichkeit des Einsatzes gestattende Streben am Brennkammergehäuse aufgehängt ist. Diese Streben greifen zweckmäßig an Flanschen des Brennkammereineatzes an, welche die . Auflagerkräfte ohne Verziehen des Einsatzes zu übertragen vermögen. Die einzelnen Lamellenkränze umgebende Ringflansche werden gemäß einer Weiterbildung der Erfindung dadurch gebildet, daß die Lamellen aus einem im wesentlichen ebenen Mittelteil und radial auswärts abgebogenen Endflanschen bestehen, und daß die Endflansche eines Lamellenkranzes mit ihren radial verlaufenden End-Kanten aneinanderstoßend, zwei einander gegenüberliegende geschlossene, ebene Ringflansche bilden. An diesen Ringflanachen.können die Lamellenkränze als axial aneinanderreihbare Röhrenabschnitte miteinander verbunden werden.Combustion chamber arrangement for gas turbines The invention relates to a combustion chamber arrangement for gas turbines, with a tubular combustion chamber insert surrounding the combustion chamber, at one end of which fuel and primary air are supplied and at the other end of which the combustion gases mixed with cooling air are discharged. Such combustion chamber inserts are known in the most varied of embodiments. In particular , those are known whose walls are composed of individual sheet metal lamellas in such a way that cooling air ducts leading from the outer to the inner circumference of the insert are formed , through which cooling air supplied to the outer circumference of the insert enters the combustion chamber with a pressure gradient to the insert interior ( Swiss patent specification 255 541). In the known combustion chamber arrangement, however, the cooling air ducts are oriented so that the cooling air substantially axially from the housing space between Ge and enters insert into the insert interior. The cooling of the individual lamellae as well as the mixing of the secondary air with the combustion gases are not satisfactory in all cases, since the secondary air entering the body essentially maintains its direction and the cooling of the lamellae is practically only effective on their outer sides . The invention is based on the object of creating a combustion chamber arrangement for gas turbines in which the cooling of the combustion chamber insert and the mixing of the combustion gases with the cooling air (secondary air) supplied to the outer periphery of the insert can take place much more effectively. The invention is based on the insight that this is possible in principle if the mm outer-from the inner periphery of the insert leading cool air channels have approximately in Unfangerichtung and therefore entering through serving cooling air supplied approximately tangentially into the combustion chamber. In this way, the cooling air is given an intense swirl, so that a cyclone-like cooling air veil is formed, which on the one hand, on the basis of centrifugal force, initially moves against the cooling elements. flgchen the slats presses and anderereeite due to its swirl rapidly with the to be cooled bsw. mixed to form thermosetting combustion gases with vortexing. The subject of the invention is now a Brennkammeränordnüng for gas turbines, with a tubular Brennkammereineatz surrounding the combustion chamber, at one end of which fuel and primary air are supplied, at the other end of which the combustion gases mixed with cooling air are discharged and whose wall is composed of individual sheet metal lamellas in such a way that from outer cooling air ducts leading to the inner circumference of the insert are formed through which cooling air supplied to the outer circumference of the insert enters the combustion chamber with a pressure gradient to the insert interior. that the overlap areas formed between adjacent lamellas are designed as narrowing cooling air nozzles which open approximately tangentially into the combustion chamber via nozzle openings in their narrowing area, and that the lamellar rings are designed as tubular sections of the combustion chamber insert that can be axially lined up. Such a combustion chamber arrangement is inexpensive to manufacture, in particular because the insert can be assembled from mass-produced lamellas, and it also requires very little maintenance, since a very good cooling effect for the insert wall and very good mixing with the combustion gases is achieved . A combustion chamber insert constructed according to the invention is advantageously accommodated in the combustion chamber housing in such a way that the combustion chamber insert is suspended on the combustion chamber housing via flexible, elastically deformable struts which allow radial and axial mobility of the insert. These struts expediently act on the flanges of the combustion chamber insert, which the. Able to transfer support forces without distorting the insert. The ring flanges surrounding the individual lamellar rings are formed according to a further development of the invention in that the lamellas consist of an essentially flat central part and end flanges bent radially outward, and that the end flanges of a lamellar ring abut with their radially extending end edges, two opposing closed, form flat ring flanges. The lamellar rings can be connected to one another at these ring flanges as tube sections which can be axially aligned.

Eine besonders preisgünstige und fertigungstechnisch leicht realisierbare Düsenanordnung wird dadurch erzielt, daß die Lamellen jeweils mit dem Randbereich der einen Mittelteil-Längskante auf der dem Verbrennungsraum zugewandten Mittelteil-Innenfläche der benachbarten Lamelle unter Freilassung von Düsenöffnungen aufliegen, wobei das jeweils als Auflage dienende Lamellenende mit seinem überlappten, außerhalb des Verbrennungeraumes liegenden freien Randbereich den äußeren Schenkel eines Düsenkanals, dagegen das aufliegende Lamellenende den inneren Schenkel bildet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungeform der Erfindung ist der innere Düsenschenkel bogen. förmig nach außen gebogen und hierdurch ein verstärkt konvergierender, in die Düsenöffnungen mündender Düsenkanalquerachnitt gebildet, durch welchen die Kühlluft (Sekundärluft) mit wesentlich vergrößerter Geschwindigkeit leitbar ist. Die Kühlluft kann auf diese Weise eine solche Richtung und Geschwindigkeit erhalten, daß sie die den Verbrennungeraum zugewandte Lamellen-Innenflächen überstreicht und intensiv kühlt, wobei ein in Umfangsrichtung rotierender Kühlluft- schleier gebildet ist, der sich unter Wirbelbildung mit den heißen Verbrennungsgasen leicht miseht.*Die Düsenkränze der einzelnen Röhrenabschnitte können alle im gleichen (Uhr- bzw. Gegenzeiger) Sinn blasen, eine noch bessere Durchmischung wird jedoch erzielt, wenn die Düsenkränze aufeinanderfolgender bzw. benachbarter Lamellenkränze abwechselnd im Uhr- bzw. Gegenzeigersinn blasend orientiert sind. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sowie ihre Wirkungeweise werden im folgenden an Hand der Au,fihrung-3be i°i)iple darstellenden Zeichnung erläutert, in welcher zeigen: i'ig. 1 eine Gesamtansicht einer Brennkarnmeranuzci:_@r;# lii binen geciäß der Erfindung, -teil_s im Längsschnitt w=e #7# ct-4erien äii3eren G=>häusetF:.ilen; eine Ringkammer 18 gebildet ist, in welche verdichtete Luft eingeführt wird wie es durch die Pfeile A angedeutet ist, und zwar wird die Kühlluft durch ein paar gegenüberliegender Einlaßöffnungen 19 und 20, von einem nicht dargestellten Verdichter oder dergleichen kommend, eingeführt.A particularly inexpensive nozzle arrangement that is easy to implement from a manufacturing point of view is achieved in that the lamellas each rest with the edge region of one of the longitudinal edges of the central part on the inner surface of the central part of the adjacent lamella facing the combustion chamber, leaving the nozzle openings free overlapped the free edge area lying outside the combustion chamber the outer leg of a nozzle channel, whereas the lamellar end lying on it forms the inner leg. According to a preferred embodiment of the invention, the inner nozzle leg is curved. bent outwards in the shape of a cross section which converges to a greater extent and opens into the nozzle openings, through which the cooling air (secondary air) can be guided at a significantly increased speed. In this way, the direction and speed of the cooling air can be such that it sweeps over the inner surfaces of the lamellas facing the combustion chamber and cools them intensively, forming a cooling air curtain that rotates in the circumferential direction and easily mixes with the hot combustion gases, forming eddies. * The nozzle rings of the individual tube sections can all blow in the same (clock or counter-pointer) sense, but an even better mixing is achieved if the nozzle rings of successive or adjacent lamella rings are oriented alternately clockwise or counter-clockwise blowing. Further features and advantages of the invention as well as their mode of operation are explained below with reference to the drawing showing the execution of the figure, in which: i'ig. 1 a general view of a Brennkarnmeranuzci: _ @ r; # lii binen geciäß the invention, -teil_s in longitudinal section w = e # 7 # ct-4erien outer G => häusetF: .ilen; an annular chamber 18 is formed, into which compressed air is introduced as indicated by the arrows A, namely the cooling air is introduced through a pair of opposite inlet openings 19 and 20, coming from a compressor or the like, not shown.

Das Außengehäuse 12 weist ferner ein unterteiltes Endstück 21 auf, das mit einer Einlaßöffnung 22 versehen ist. Durch diese Einlaßöffnung 22 können verdichtete Brenngase, z. B. Hochofenabgase, wenn verfügbar, eingeführt werden, wie es durch die Pfeile B angedeutet ist, und in die i'#rennkammer 15 geleitet werden. Das nn:it@@@;h ' 1 i:.-nt ferner zur Aufnaii:Le eines I:z@anzes ron In ,ektor- düc-!: flr, f@l"*i.._j; T@:n ',de z'.@atf'tir@aii@ren ..@renngtoff 11, durch welche der Brei:n@@ t.i f' f @;i`;l oder F@r@ig=a:) in f#.,iil verte i !_ te r bz,w. > zerstäub- ter Fc r°.^. in @? < <:1->renrikammer 15 geleitet :y ira. Im c'i ist fern,-"r ein Luftzuführung-einsatz 25 31:r, %;i.nl:@!3@@ffnliriöen 25 mit verdichteter Luf die `erteilung der Pri.rriä.rl.uf t in der Brenrikanarr.ty z# 15 un terstützt wird. Der F in:>@ @,z ! 4 arid laa Außengeli@iuse 12 =-, ind am Abs t.^ämungsende (rechter der Figur) über geeignete Kanalanordns;ingen 27 bzw. 28 mit einirr airht ,3ar;,.:stellten Gasturbane verbunden, .-jo daß im Be- trieb zum Antreiben deg Turbinenläufers, wie an eich b,<@@3ririt, der <iaqturbine zra"aleitet wird. Ein.r@eiF:@;-st<@. .'iifi:le@insatz (Zunder - nicht dargestellt) ist vorge- sehen, ei;@! -ler Brennöl@:iii:ieri anztlziincicn, lxaa durch die Zriind- flgtr,,;nt, ;i;.::,i, EILlf#;=t;,:enners das brennbare Gemiech in der Brennkammer 15, 22 Passierende -renngns und die durch die Öffnungen 19,20 zugeführte Kühlluft, entzündet werden kann. Die heißen Verbrennungsgase werden der nicht dargestellten Gasturbine zugeführt durch den Überleitkanal 27, wie durch Pfeile C angedeutet.The outer housing 12 also has a divided end piece 21 which is provided with an inlet opening 22. Through this inlet opening 22 compressed fuel gases, for. B. Blast furnace exhaust gases, if available, are introduced, as indicated by the arrows B, and are passed into the combustion chamber 15. The nn: it @@@; h '1 i: .- nt also for recording: Le an I: z @ anzes ron In, ektor- düc- !: flr, f @ l "* i .._ j; T @: n ', de z'. @ atf'tir @ aii @ ren .. @ renngtoff 11, through which the Porridge: n @@ ti f 'f @; i`; l or F @ r @ ig = a :) in f #., Iil verte i! _ Te r bz, w. > atomized ter Fc r °. ^. in @? <<: 1-> renrikammer 15 directed: y ira. In the c'i is far, - "r an air supply insert 25 31: r,%; i.nl: @! 3 @@ ffnliriöen 25 with condensed Luf the `granting of the Pri.rriä.rl.uf t in the Brenrikanarr.ty z # 15 is supported. The F in:> @ @, z! 4 arid laa Außengeli @ iuse 12 = -, ind am Abs t. ^ Ämungsende (to the right of the figure) via suitable duct arrangements; ingen 27 and 28, respectively with einirr airht, 3ar;,.: represent gas turbines connected,.-jo that in the powered to power deg turbine runner, such as eich b, <@@ 3ririt, who is leading <iaqturbine zra ". Ein.r@eiF: @; - st <@. .'iifi: le @ insatz (tinder - not shown) is available see, ei; @! -ler fuel oil @: iii: ieri anztlziincicn, lxaa through the Zriind- flgtr ,,; nt,; i;. ::, i, EILlf #; = t;,: enners the combustible substance in the combustion chamber 15, 22 Passing races and the cooling air supplied through the openings 19, 20 can be ignited. The hot combustion gases are supplied to the gas turbine (not shown) through the transfer duct 27, as indicated by arrows C.

Sofern die Brenngasmenge nicht ausreicht, um den lastproportionalen Treibgasbedarf zu decken, kann zusätzliches Treibmittel in die Brennkammer 15 durch die Injektordüsen 24 für flüssigen Brennstoff in der gewünschten Menge geleitet werden.If the amount of fuel gas is not sufficient, the load-proportional To cover the propellant gas requirement, additional propellant can pass into the combustion chamber 15 directed the injector nozzles 24 for liquid fuel in the desired amount will.

Wie an sich bekannt, wird die der Brennkammer 15 zugeleitete Luft in drei Gruppen unterteilt, und zwar 1. Primärluft, verwendet als Verbrennungsluft, 2. Sekundärluft, welche zur Vermeidung einer Überhitzung des Einsatzes 14 verwendet wird und dazu, um die heißen Verbrennungsprodukte auf eine Temperatur abzukühlen, welche der Einsatz 14 verträgt, und 3. Tertiärluft zur weiteren Verdünnung und Kühlung der heißen Verbrennungsprodukte auf ein Temperaturniveau, welches der Arbeitstemperatur der nachgeschalteten Gasturbine entspricht. Der Einsatz 14 besteht nun aus einer Anzahl axial aneinanderreihbarer Röhrenabschnitt 29 und 30 von im wesentlichen zylindrischer Gestalt, welche mit Ringflanschen miteinander verbunden sind, so daß hierdurch der Hauptteil des Einsatzes 14 gebildet ist, und einem strömungsoben gelegenen Endteil 32 von kegelstumpfförmiger Gestalt, welches mit seinem äußeren Umfang bzw. einem Ringflansch mit dem ersten Röhrenabschnitt 29 (linker Teil der Pig. 1) verbunden ist, ferner aus einem strömungsunten gelegenen Endrohr 33 von etwa zylindrischer Form, welches an seinem linken äußeren Umfang bzw. mit einem Ringflansch mit dem letzten Röhrenabechnitt 29 verbunden ist und an seinem rechten Ende mit dem Überleitrohr 27. Die Röhrenabschnitte 30 werden gebildet von etwa plattenförmigen Lamellen 35, welche in Umfangsrichtung aneinandergereiht und ein- ander überlappend zu Lamellenkränzen vereinigt sind, vg1.-Fig. 2 und 4.As is known per se, the air supplied to the combustion chamber 15 is divided into three groups, namely 1. Primary air, used as combustion air, 2. Secondary air, which is used to avoid overheating of the insert 14 and to heat the hot products of combustion to a To cool the temperature that the insert 14 can withstand, and 3. Tertiary air for further dilution and cooling of the hot combustion products to a temperature level which corresponds to the working temperature of the downstream gas turbine. The insert 14 now consists of a number of axially aligned tubular sections 29 and 30 of substantially cylindrical shape, which are connected to one another with annular flanges, so that the main part of the insert 14 is thereby formed, and an upstream end part 32 of frustoconical shape, which with its outer circumference or an annular flange is connected to the first tube section 29 (left part of Pig. 1), furthermore from a downstream end pipe 33 of approximately cylindrical shape, which on its left outer circumference or with an annular flange with the last tube section 29 is connected and at its right end with the transfer pipe 27. The tube sections 30 are formed by approximately plate-shaped lamellae 35 which are lined up in the circumferential direction and combined to form lamellar rings in an overlapping manner, see FIG. 2 and 4.

Die Lamellen 35 sind vorzugsweise gleichartig aufgebaut und weisen, wie insbesondere Fig. 4 zeigt, einen Mittelteil 36 von im wesentlichen ebener Gestalt auf, der jedoch ein Paar einander gegenüberliegender hochgebogener Randteile 37 und 38 aufweist, ferner ein Paar von hochgebogene Endflanschen 39. Die Randteile 37 und 38 sind vorzugsweise bogenförmig ausgebildet und der Randteil 37 ist darüber hinaus mit einer Mehrzahl von mit Abstand zu einander angeordneten Vorsprüngen 40 versehen. Der Mittelteil 36 weist ebene Innen-und Außenflächen 42 bzw. 41 auf (vgl. Fig. 2). Die Endflansche 39 sind schmäler gehalten als der Mittelteil 36 und verbreitern sich von ihrer Basis zu ihrem freien Ende 43 hin, so daß im Falle des Zu- sammenbaues mit anliegenden Flanschen 39 mit aneinandergrenzenden Stoßstellen, wie insbesondere Fig. 2 zeigt, sich die Mittelteile teilweise überlappen. The lamellas 35 are preferably constructed in the same way and, as shown in particular in FIG. 4, have a central part 36 of essentially planar shape, which however has a pair of opposite, upwardly curved edge parts 37 and 38, and also a pair of upwardly curved end flanges 39. The edge parts 37 and 38 are preferably arcuate and the edge part 37 is furthermore provided with a plurality of projections 40 arranged at a distance from one another. The middle part 36 has flat inner and outer surfaces 42 and 41 (see FIG. 2). The end flanges 39 are kept narrower than the middle part 36 and widen from their base to their free end 43, so that in the case of the assembly with adjacent flanges 39 with adjoining joints, as especially FIG. 2 shows, the middle parts are partially overlap.

Wenn auf diese Weise die Lamellen 35 zusammengefügt sind, liegt die ebene Oberfläche 42 auf der Innenseite der Brennkammer, d.h. ist dem Verbrennungaraüm zugewandt, während die Oberfläche,41 auf der Außenseite liegt. Demgemäß sind die abgebogenen Randteile 37 und 38 und die Flansche 39 radial auswärts gerichtet, und zwar bezüglich der Längsachee des Brennkammereineatzes 14 bzw. der einzelnen Röhren abschnitte bzw. Lamellenkränze 29, 30. If the fins are joined together 35 in this manner, is the flat surface 42 on the inside of the combustion chamber, ie the Verbrennungaraüm faces, while the surface 41 is located on the outside. Accordingly , the bent edge parts 37 and 38 and the flanges 39 are directed radially outward , specifically with respect to the longitudinal axis of the combustion chamber insert 14 or the individual tube sections or lamellar rings 29, 30.

Es ist ersichtlich, daß die Randteile 37. einer einzelnen Lamelle auf der Innenfläche 42 der benachbarten, mit der erntgenanuten Lamelle sich überlappenden Lamelle aufliegen, und zwar derart, daß der Eingriff zwischen den beiden Lamellen durch die Vorsprünge 40 begrenzt ist, so daß hierdurch eine Vielzahl von rechteckförmigen Langlöchern gebildet ist. Benachbarte Lamellen 35 sind mit einem kleinen Winkel `)(, zueinander angeordnet, welcher durch die Breite des ebenen Mittelteils 36 bestimmt ist, ebenso wie durch die radiale Erstreckung der hochgebogenen Randteile 37. Auf diese Weise definieren die Außenfläche 41 und der überlappende Teil der Innenfläche 42 der benachbarten Lamelle gemeinsam einen enger werdenden Kanal 45, welcher mit den zugehörigen Öffnungen 44 kommuniziert. Hierdurch werden sich verengende Kühlluftdünen gebildet, welche über die Düsenöffnungen 44 in ihrem Engetellenbereich etwa tangential in den Verbrennungsraum münden. Wie ersichtlich, werden hierdurch zwei Düsenschenkel gebildet, wobei durch den bogenförmig nach außen gebogenen inneren Düsensohenkel 37 ein verstärkt kontergierender, in die Düsenöffnungen 44 mündender Düeenkanalguerechnitt gebildet ist, durch Welchen die Kühlluft (Sekundärluft) mit wesentlich ver- größerter Geschwindigkeit leitbar ist. Der sich,verengende Verlauf des Düsenkanalquerechnittes 45 kann noch dadurch unteretüt:t werdet, daß auch der Randteil 38 als äußerer Düsenschenkel nach außen bogenförmig abgebogen ist, so daß ein erweiterter, die Kühlluft in den engeren Querschnitt leitender Kanalquerschnitt erzielt ist. Während des Betriebes wird ein Anteil der Luft A als Verdtimunge-bzw. Kühlluft durch die Dilsenöffnungen 44 geleitet, wie durch Pfeile A 1 angedeutet iet,so daß süh über den gesamten Lamellenkranz ein Kranz von Dräeen ergibt, welche einen sich in Umfangsrichtung bewegenden KUh11aftschleier erzeugen. Durch die Konvergenz der Düsenkanäle 45 wird, wie erwähnt, der Luft eine hohe Geschwindigkeit mitgeteilt, u,-t: 1.--u!' Urund der gegenseitigen 'Neigung der i,n.@@ ä l ;n @:.ind d i @@ Diisen 45, 44 tangential gerichtet, so maß im Ergebnis die Innenflächen 42 intensiv von Kühlluft bestrichen werden, wobei eine sehr wirk- same Kühlung der Lamellen unter Vermeidung einer gefährlichen Über- hitzung erzielt wird. It can be seen that the edge parts 37. of a single lamella rest on the inner surface 42 of the adjacent lamella which overlaps with the harvest-like lamella, in such a way that the engagement between the two lamellae is limited by the projections 40, so that a A plurality of rectangular elongated holes is formed. Adjacent lamellae 35 are arranged at a small angle (, to one another, which is determined by the width of the flat central part 36, as well as by the radial extension of the bent-up edge parts 37. In this way, the outer surface 41 and the overlapping part define the inner surface 42 of the adjacent lamella together a narrowing channel 45 which communicates with the associated openings 44. This creates narrowing cooling air dunes which open approximately tangentially into the combustion chamber via the nozzle openings 44 in their narrow area. As can be seen, two nozzle legs are thereby formed, wherein a reinforced counter-verging, opening into the nozzle apertures 44 Düeenkanalguerechnitt is formed by the arc-shaped outwardly curved inner Düsensohenkel 37, through which the cooling air (secondary air) with substantially comparable größerter speed can be conducted. the themselves, narrowing course of Düsenkanalquerechnittes 45 ka In addition, the edge part 38, as the outer nozzle limb, is also bent outward in an arcuate manner, so that an enlarged channel cross-section is achieved that guides the cooling air into the narrower cross-section. During operation, a portion of the air A is used as Verdtimung or. Cooling air is passed through the dilution openings 44, as indicated by arrows A 1, so that over the entire lamellar ring there is a wreath of drains which produce a circumferential veil. The convergence of the nozzle channels 45 as mentioned, the air is given a high velocity, u, -t: 1 .-- u! ' Urund the mutual inclination of the i, n. @@ ä l; n @ :. ind di @@ Diisen 45, 44 directed tangentially , the result is that the inner surfaces 42 are intensively swept by cooling air, with very effective cooling of the lamellae being achieved while avoiding dangerous overheating.

Wie Fig. 2 zeigt lenken die Düsen gemäß Pfeilen A 1 die Luft alle in die gleiche Umfangsrichtung, beispielsweise im Gegenzeigereinn. Wie Fig. 3 zeigt, sind die Röhrenabschnitte 29 im wesentlichen gleichartig zu den Abschnitten 30 ausgebildet, mit Ausnahme dessen, maß die Lamellen 35 mit entgegengeeetztgerichteter Überlappung ange- ordnet Bind und miteinander zwischen den Vorsprüngen 40a befindliohe Düsenöffnungen 44a.enteprechend den Düsenöffnungen 44 formen, ebenso konvergierende Düeenhanäle 45, wobei jedoch die Kühlluft im entgegengesetzten Drehsinne, wie Pfeile A 2 zeigen, d. h. vorliegendenfalls in Uhrseigersinne,gelenkt wird. Die Lae111en 35 dir asial aneinandergereihten baeellenkrünse.bzw. 8öhrenabeohnitte 29 und 30 Bind vorsngeveine gegeneinander in Ue- tangertottung voreetst, wie lig. 4 seist, so maß die Flansche 39 den einen Kranzes in nicht fluchtender tlrehenberthrung mit den Plan. sohen 39 den ugrensenden Kransee stehen, wobei die Stbgstellen des einen lingflaneoöei durch die ilaneohe den Ungflaneohen den anderen Iranzen üieoieokt werden. Die einander zugewandten Plansche sind mittels Sohweißverbinduhgestellen 46 zu einet einheitlichen, eelbet- tragenden Bauteil verbunden. Der konische Endteil 32 (Big. 1) ist gleichfalls mit einem Ringflansch 48 versehen, mit welchem der Ringflansch 39 des ersten Lamellenkranzes 29 mittels Schweißen verbunden eind,und in ähnlicher Weise ist das Endrohr 33 lit einem Undflansch 49 verseben, mit welchem die Flansche 39 der Lamellen 35 des letzten Lamellenkranzes durch Schweißverbindung verbunden sind. Diese Schweißverbindungen sind im einzelnen nicht dargestellt. As FIG. 2 shows, the nozzles according to arrows A 1 all direct the air in the same circumferential direction, for example in the counter-pointing direction. As Fig. 3 shows, the tube portions 29 are formed substantially identical to sections 30, with the exception of that measured the blades 35 with entgegengeeetztgerichteter overlap reasonable assigns Bind and with each other between the projections 40a befindliohe nozzle openings 44a.enteprechend form the nozzle openings 44, likewise converging nozzle channels 45, but the cooling air is directed in the opposite direction of rotation, as shown by arrows A 2, ie in the present case in a clockwise direction . The Lae111en 35 you asial lined up baeellenkrünse.bzw. 8öhrenabeohnitte 29 and 30 Bind vorsngeveine against each other in Ue- tangertott ung voreetst, like lig. 4 be, so the flanges measured 39 the one wreath not aligned with the plan. sohen 39 the ugrensenden Kransee stand, whereby the stabgstellen des one lingflaneoöei through the ilaneohe the ungflaneohen the other Iranzen be üieoieokt. The paddles facing each other are by means of welded connection frames 46 to form a uniform, single bed load-bearing component connected. The conical end portion 32 (Big. 1) is also provided with an annular flange 48, with which the annular flange of the first disk rim eind 29 is connected by means of welding 39, and similarly, the end tube 33 is lit a Undflansch 49 verseben with which the flanges 39 the lamellae 35 of the last lamellae ring are connected by welding. These welded connections are not shown in detail.

Es ist ersichtlich, daß durch die Erfindung ein einheitlicher,rohrförmiger Brennkammereinsatz geschaffen wird, dessen Mantel zumindest teilweise aus einer Mehrzahl einzelner Lamellen von im wesentlichen gleicher Gestalt besteht, welche durch Serien- oder Massenfabrikation leicht und billig herstellbar sind und wobei sich auch die Montage eines solchen Einsatzes, d. h. das Aneinanderfügen der einzelnen Lamellenkränze als auch der Einbau innerhalb der Brennkammeranordnung bequem durchführen läßt, da die Schweißarbeiten außerhalb der Brennkammer vorgenommen werden können.It can be seen that by the invention a unitary, tubular Combustion chamber insert is created, the jacket at least partially from a There is a plurality of individual lamellae of essentially the same shape, which can be produced easily and cheaply by series or mass production, and where the assembly of such an insert, d. H. the joining of the individual Conveniently carry out lamellar rings as well as the installation within the combustion chamber arrangement because the welding work can be done outside of the combustion chamber.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Röhrenabschnitte 29 und 30 in abwechselnder Orientierung so angeordnet, daß die Kühl- oder Sekundärluft abwechselnd im Uhr- oder Gegenzeigcrsinn 1.n die Brennkammer 15 geleitet wird. Hierdurch wird eine besonders gute Verwirbelung der Kühlluft und Durchmiechung mit den Verbrennungsgasen der Brennkammer erzielt. Jedoch könnte die Zuordnung der Röhrenabschnitte 29, 30 auch so getroffen werden, daß zunächst einige der Röhrenabschnitte 29 Zu einer Abschnittsgruppe zusammengefaßt werden, hieran eine aus mehreren Abschnitten 30 bestehende Abschnittsgruppe angereiht wird, hierauf wieder eine Abschnittsgruppe 29 u.s.f., so daß die sich gegenläufig drehenden Ringzonen axial verbreitert werden, wenn*eine solche gröbere Unterteilung auereichend erscheint. Ebenso könnten Röhrenabschnitte 29, 30 der einen oder anderen Orientierung Verwendung finden, wodurch über die gesamte Brennkammerhöhe eine Zyklonströmung mit Rechts- oder Linksdrall erzeugbar wäre. Durch . die Erfindung lassen eich somit ohne zusätzlichen Aufwand, einfach durch die Wahl der Lamellenorientierung, vielfältige Kühlluftströ- mungen gewünschter Art erzeugen.In the illustrated embodiment, the tube sections 29 and 30 are arranged in alternating orientation so that the cooling or secondary air is alternately directed into the combustion chamber 15 in a clockwise or counter-clockwise direction. In this way, a particularly good swirling of the cooling air and smelling with the combustion gases of the combustion chamber is achieved. However, the assignment of the tube sections 29, 30 could also be made in such a way that first some of the tube sections 29 are combined into a section group, then a section group consisting of several sections 30 is attached, then a section group 29, etc., so that the counter-rotating Ring zones are widened axially if * such a coarser subdivision appears sufficient. Likewise, tube sections 29, 30 of one or the other orientation could be used, whereby a cyclonic flow with a right-hand or left- hand swirl could be generated over the entire combustion chamber height. Through . the invention can thus generate diverse cooling air flows of the desired type without additional effort, simply by choosing the lamellar orientation.

Claims

P a t e n t a n a p r ü c h e combustion chamber arrangement for gas turbines, with a tubular combustion chamber insert surrounding the combustion chamber one end of which is supplied with fuel and primary air, at the other end of which the Combustion gases mixed with cooling air are discharged and its walls are removed individual sheet metal lamellas is composed in such a way that from the outer to the inner Circumference of the insert leading cooling air channels are formed through which the outer Scope of the insert with a pressure gradient to the interior of the insert supplied cooling air enters the combustion chamber, characterized in that approximately plate-shaped Lamellae (35) strung together in the circumferential direction and overlapping one another to form lamellar rings (29, 30) are combined that the between each adjacent lamellae (35) formed Overlapping areas are designed as narrowing cooling air nozzles (44, 45), which about nozzle openings (40, 40a) in their constriction area approximately, tangentially open into the combustion chamber (15), and that the disk rings (29, 30) as axial tubular sections of the combustion chamber insert (14) which can be lined up in a row are formed.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the slats (35) from a substantially flat central part (36) and end flanges bent radially outward (39) exist, and the end flanges (39) of a lamellar ring with their radially running end edges butting two opposite closed ends, form flat ring flanges.

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the lamellae (35) each connected to the edge region (37) of the one on the combustion chamber (15) facing means -part -Innenfläche (42) of the adjacent blade while leaving the nozzle openings (40, 40a), the lamellar end serving as a lay-on with its overlapped free edge area (38) lying outside the combustion chamber (15 ) the outer leg of a nozzle channel (45), while the lamella end (37) lying on it the inner one Thigh forms. -4. Arrangement according to claim 3, characterized is that the inner nozzle leg (37) arcuately bent outwardly and thereby a formed increasingly converging in the nozzle openings (40,40a) opening out nozzle channel cross-section (45) through which the cooling air (secondary air) AA can be conducted at a significantly increased speed. 5. Arrangement according to claim 3 or 4, characterized in that the free end (38) of the outer nozzle leg is bent arcuately outward to form an enlarged nozzle inlet cross-section (45) . 6. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized by identically designed lamellae (35) with nozzle openings (40,40a) of the same size and flow characteristics of such an arrangement that the secondary air A 1 can be guided over the inner surfaces of the lamellae (42) facing the combustion chamber is. 7. @ Arrangement according to claim 6, characterized in that through the nozzle rings arranged on the lamellar rings (29,30) of the combustion chamber interior (15) is blown in the same (clock or counter-pointer ) sense . B. Arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that the axially strung together La-. rotary rings (29,30) are welded to their annular flanges (39) to form a uniform combustion chamber insert (14). 9. An arrangement according to claim 1 to 6 or 8, characterized in that the nozzle rings rdaß successive or adjacent lamellae rings (29,30) alternately in clock or counterclockwise direction (Fig. 2, 3) are blowing-oriented. 10. Arrangement according to claim 3 or 4, characterized in that the inner nozzle leg (37) is provided with projections (40,40a) or recesses for forming the nozzle openings (44,44a). 11. The arrangement according to one or more of the preceding claims 1 to 10, characterized in that the combustion chamber insert (14) is suspended on the combustion chamber housing (12) via flexible, elastically deformable, radial and axial heat mobility of the insert allowing struts (16 ') is.