DE1938326A1 - Flammrohr fuer Gasturbinenstrahltriebwerke - Google Patents

Flammrohr fuer Gasturbinenstrahltriebwerke

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Rolls Royce PLC
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Description

DIPL-ING. CURT WAtLACH DR. TINO HAIBACH
8 MÜNCHEN*.28' Juli
UNSER ZEICHEN: 12139 - K/B
Rolls-Royce Limited, Derby, Derbyshire, England
Flammrohr für Gasturbinenstrahltriebwerke
Die Erfindung betrifft Flammrohre für Gasturbinenstrahltriebwerke.
Die Lrfindung geht aus von einem Flammrohr für die Brennkammer eines Gasturbinenstrahltriebwerkes, bei der die Flammrohrwandung von einem Doppelmantel über wenigstens den größeren Teil der Länge und über wenigstens einen Abschnitt des Umfangs gebildet wird, wobei der Doppelmantel aus einem inneren Mantel besteht, der von dem äußeren Mantel im Abstand liegt, um. dazwischen einen Kanal zu definieren.
Gemäß der Erfindung ist dabei die Ausbildung derart getroffen, daß der Außenmantel mit Öffnungen versehen ist, die Kiihlluftstrahleh auf den Innenmantel gelangen lassen, so daß die Kühlluft durch den Kanal hindurchströmen kann, wobei der Kanal an seinem stromunterseitigen Ende nach dem Inneren des Flammrohres hin offen ist und Kühlluft, die aus dem
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Kanal austritt, über die innere Oberfläche des Flammrohres gerichtet wird, um einen Kühlfilm zu erzeugen.
Die Öffnungen können so ausgestattet sein, daß Kühlluft auf den inneren Mantel unter einem beträchtlichen Winkel gegenüber der Oberfläche einfällt.
Das Flammrohr kann innerhalb einer Brennkammer eines Gasturbinenstrahltriebwerks mit seiner Achse in Längsrichtung des i'riebwerkes verlaufend angeordnet sein, wobei ein radial innerer Abschnitt bezüglich der Achse doppelwandig ausgebildet ist.
Das Flammrohr kann kreisringförmig sein.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Gasturbinenstrahltriebwerk mit einem Flammrohr gemäß obiger Kennzeichnung.
IM das Flammrohr kann ein Kanal herumgeführt sein, der nach innen radial vorsteht und mit den Öffnungen in Verbindung steht, wobei das stromoberseitige Ende des Kanals mit dem stromoberseitigen Ende einer Brennkammer des Triebwerks in Verbindung steht.
Das Flammrohr kann relativ zur Brennkammer des 'l'riebwerkes durch Festlegemittel gelagert, sein, die auch zur Abdichtung des stromunterseitigen Endes des Kanals dienen.
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Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigens
Fig. 1 ein mit einem erfindungsgemäßen Flammrohr ausgestattetes Gasturbinenstrahltriebwerk.
Fig. 2 einen Teil des Triebwerks nach Pig. I.
Das in Pig. 1 dargestellte Gas turbine ns trahl tr iebwerk/LO besitzt einen Lufteinlaß 12, einen Kompressor 13» eine Verbrennungseinrichtung 14, eine Turbine 16 und eine Strahldüse 18. .
Der Verbrennungsabschnitt 14 besteht aus einer ringförmigen Brennkammer 20, in der ein ringförmiges Flammrohr 22 (Fig. 2) angeordnet ist. Die Längserstreckung des Flammrohres verläuft im wesentlichen parallel zur Längsachse des Triebwerks und seine Achse liegt im wesentlichen koaxial zur Triebwerksachse, Komprimierte Luft vom Kompressor 13 tritt in die Brennkammer über einen Lufteinlaßkanal 24 am stromoberseitigen Ende desselben ein,und der größte Teil der Luft tritt in das Flammrohr über herkömmliche Primärluft-, Sekundärluft- und.Tertiärluft-Einlaßlöcher ein (diese sind nicht dargestellt). Brennstoff wird in das Flammrohr über mehrere Einspritzdüsen (nicht dargestellt) eingespritzt und die Verbrennungsprodukte verlassen das Flammrohr am stromunterseitigen Ende 26 und gelangen danach in die Turbine 16. -
Während der Verbrennung des Brennstoffs werden einige Teile
des Flammrohres unvermeidbar heißer als andere Teile und
die Lebensdauer·des Flammrohres wird durch die Lebensdauer
der heißesten Teile bestimmt, auch wenn andere Teile des
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Flammrohres eine viel größere Lebensdauer haben. Bei gewissen ringförmigen Flammrohren liegt der heißeste Bereich an der radial inneren Wand 28 des Flammrohres. Die radial innere Wand 28 des Flammrohres ist daher doppelwandig ausgebildet und dieser Doppel-mantel erstreckt sich wenigstens über den größeren Teil der Länge des Flammrohres. Der Doppelmantel 28 besteht aus einem Innenmantel 30, der von dem Außenmantel 32 distanziert liegt, um einen Kanal 31 dazwi-P sehen zu bilden, wobei der Außenmantel 32 mehrere Öffnungen 34 aufweist, durch die Kühlluftstrahlen auf den Innenmantel
30 treten können, wobei die Kühlluft danach durch den Kanal 31 abströmt.
Die Öffnungen 34 richten die Kühlluftstrahlen auf die Oberfläche des Innenmantels 30, und zwar in einem beträchtlichen Winkel hierzu, so daß die turbulente Luftströmung im Kanal
31 weiter turbulent gemacht wird, so daß die Kühlung des Innenmantels 30 verbessert wird.
Der Kühlluftkanal 31 ist an seinem stromunterseitigen Ende \ 42 nach dem Inneren des Flammrohres 22 hin offen und richtet Kühlluft, die aus dem Kanal 31 austritt, über die innere Oberfläche des stromabwärtigen Teils 44 der Flammrohrwandung , wodurch eine Filmkühlung des Flammrohres bewirkt wird.
Die Kühlluft wird von dem Verbrennungakammerlufteinlaßkanal 31 über einen Kanal 36 erhalten, der über einen Kanal 30 und das Flammrohr herumgeführt ist und sich radial innerhalb desselben erstreckt und mit den öffnungen 34 in Verbindung steht. Die Strömungsgeschwindigkeit der MihUuft wird durch die Größe einer Einschnürung 38 im Kanal 36 bestimmt, die zwischen dem stromoberseitigen Ende des Flamm-, rohres 22 und einem Ringflansch 40 definiert ist, der
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BADORlGfNAL
vom stromoberseitigen Ende der Brennkammer vorsteht.
Der stromabwärtige Abschnitt 44 des Flammrohres steht im teleskopartigen&leitsits innerhalb des stromunterseitigen Endes des Außenmantels 32, wobei der Gleitsitz eine relative Längsausdehnung der beiden Teile zuläßt. Das stromabwärtige Ende des Außenmantels 32 trägt außerdem einen radial nach innen vorstehenden Flansch 46, der gleitbar von einer in Umfangsrichtung verlaufenden Schulter 48 auf-, genommen wird, die in einem Teil 50 der Brennkammer ausgebildet ist. Der Plansch 46 lokalisiert das Flammrohr 22 relativ zur Brennkammer und in Verbindung mit der Schulter 48 wird eine Dichtung für das stromunterseitige Ende des Kanals 36 gebildet, wodurch das Entweichen von Kühlluft vermindert wird.
Die Erfindung beschränkt sich nicht in einer Erhöhung der Lebensdauer der heißesten Teile des Flammrohres, sondern kann auch benutzt werden, um einen Teil eines Flammrohres kühler zu halten als dessen übrige Teile·. Wenn z.B. ein Abschnitt des Flammrohres in der Nähe eines Wellenlagers liegt, dann ist es erwünscht, diesen Abschnitt des Flammrohres zu kühlen, um zu vermeiden, daß das Wellenlager hoher Temperatur ausgesetzt wird. Falls erforderlich, kann das Flammrohr jedoch auch vollständig doppelwandig ausgebildet sein.
Die Erfindung ist für becherartige Flammrohre anwendbar und der Doppelwandabschnitt braucht nicht jeder Teil zu sein, der radial bezüglich der Triebwerksachse innen liegt.
- Patentansprüche -
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Claims (7)

  1. Patentansprüche :
    Flammrohr für die Brennkammer von Gasturbinenstrahltriebwerken, mit einem sich wenigstens über den größeren Teil der Länge über wenigstens einen Teil des Umfangs erstreckenden Doppelmantel, dessen Innemantel vom Außenmantel distanziert liegt und dazwischen einen Kanal bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (32) Öffnungen (34) aufweist, die Kühlluftstrahlen auf den Innenmantel (30) derart richten, daß die Kühlluft durch den Kanal hindurchströmt und daß der Kanal am stromabwärtigen Ende (42) nach dem Inneren des Flammrohres hin offen· ist, und Kühlluft, die aus dem Kanal austritt, über die innere Oberfläche (44) der Flammrohrwandung leitet, um eine Filmkühlung zu bewirken.
  2. 2. Flammrohr nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (34) die Kühlluftstrahlen auf den Innenmantel (30) unter einem beträchtlichen Winkel gegenüber der Oberfläche des Mantels auftreten lassen.
  3. ) 3. Flammrohr nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es in der Brennkammer (20) eines Gasturbinenstrahltriebwerks so untergebracht ist, daß die Längserstreckung etwa parallel zur Längsachse des Triebwerks verläuft und daß ein radial bezüglich der Achse innenliegender Abschnitt (28) des Flammrohres doppelwandig ausgebildet , ist.
  4. 4. Flammrohr nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Flammrohr (22) ringförmig ausgebildet ist.
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  5. 5. Gasturbinenstrahltriebwerk, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Flammrohr gemäß den Ansprüchen 1 bis 4 aufweist.
  6. 6. Gasturbinenstrahltriebwerk, nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß ein Kanal (36') radial innerhalb des inneren Flammrohrmantels angeordnet und mit den Öffnungen (34) in Verbindung steht und daß das stromoberseitige Ende (38) des Kanals (36) mit dem stromoberseitigen Ende der Brennkammer (20) des [triebwerke in Verbindung steht.
  7. 7. Gasturbinenstrahltriebwerk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Flammrohr (22) relativ zur Brennkammer (20) des Triebwerkes durch Mittel (46,48) festgelegt ist, die außerdem das stromunterseitige Ende des Kanales (36) abdichten.
    009808/1208
    Lee rs e i f β
DE1938326A 1968-08-02 1969-07-28 Flammrohr für ein Gasturbinentriebwerk Expired DE1938326C3 (de)

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DE1938326B2 DE1938326B2 (de) 1973-12-13
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