DE2140401C3 - Flammrohr für Gasturbinen - Google Patents
Flammrohr für GasturbinenInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/42—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
- F23R3/60—Support structures; Attaching or mounting means
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/007—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel constructed mainly of ceramic components
Description
Die Erfindung betrifft ein Rammrohr für Gasturbi- τ>
nen, bestehend aus einem keramischen Rohrteil, in dessen Ende sich ein Lufteinlaß mit einer Leitschaufel
befindet, die die einströmende Luft gegen die Wand dieses Rohrteiles lenkt, und einem mit diesem Rohrteil
fluchtenden, in axialem Abstand zu ihm angeordneten mi zweiten keramischen Rohrteil sowie einem Mittel zum
Halten des zweiten Rohrteiles gegenüber dem ersten Rohrteil.
Flammrohre, die aus einem Mantelrohr und einer feuerfesten Auskleidung bestehen, sind seit langem M
bekannt (GB-PS 7 54 000). Man hat auch schon Flammrohre vorgeschlagen, deren Innenfutter aus
einzelnen feuerfesten Steinen zusammeneesetzt ist. die
zwischen metallischen Endringen in Stellung gehalten
werden (DE-AS 10 21 647). Schließlich ist auch schon
ein Rammrohr bekanntgeworden, dessen Innenfutter aus einzelnen gebogenen keramischen Platten besteht,
die mit Hilfe von Schrauben oder Bolzen befestigt sind (GB-PS 7 91 051).
Wenn das Flammrohr aus zwei fluchtend hintereinander angeordneten Rohrtsilen besteht und die Ruhrteile
von keramischen Schalen gebildet werden, ergeben sich beträchtliche Schwierigkeiten, die Rohrteile und die
einzelnen Schalen so miteinander zu verbinden, daß sie auch bei thermischer Ausdehnung und Kontraktion
zuverlässig in ihrer Lage gehalten werden. Es stellte sich '•omit die Aufgabe, ein Rammrohr zur Verfügung zu
stellen, bei dem die Rohrteile und die Rohrschalen betriebssicher und haltbar miteinander verbunden sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Flammrohr der eingangs genannten Art dadurch gelöst,
daß das Haltemittel außerhalb der beiden Rohrteile und parallel zu ihren Achsen liegt und an nach außen
ragenden Rächen von Ansätzen der Rohrteile angreift, die zueinander in Richtung auf die Achse des Rohres hin
konvergieren.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in
den Unteransprüchen angegeben.
Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen wird erreicht, daß bei Erwärmung des Rammrohrs die
einzelnen Rohrschaien sich ausdehnen können, aber dennoch fest aneinandergehaken werden, und daß auch
die beiden Flammrohrteile in fluchtender Verbindung bleiben.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher beschrieben. Es zeigt
Fig.2 einen Teilquerschnitt längs der Ebene 2-2 durch das Flammrohr von Fig. 1; sowie
Fi g. 3 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform des Flammrohrs.
Das in den F i g. 1 und 2 dargestellte Flammrohr besteht aus einem Paar axial ausgerichteter Rohrteile
10,11. Die Öffnungen 12,13 an den Enden der Rohrteile
10,11 bilden eine Einström- und eine Ausströmöffnung
des Flammrohres. Das Rohrteil 10 ist aus vier identischen Quadrantschalen 14 aufgebaut. An jeder der
Schalen 14 sind zwei nach außen ragende Ansätze 15 angeformt. Benachbarte Paare der Ansätze 15 werden
durch Vorrichtungen 16 erfaßt, die die Schalen 14 in enge Berührung miteinander bringen. Die Vorrichtungen 16 bestehen aus einander gegenüberliegenden
Teilen 16a, 166, an denen Stangen 17 angebracht sind. Die Stangen 17 erstrecken sich parallel zur Achse des
Flammrohrs. Die Teile 16a, 166 sind an einem Ring 18 befestigt, der das Rohrteil 10 umgibt.
Das Rohrteil 11 ist in ähnlicher Weise aus vier identischen Quadrantschalen 19 aufgebaut, die durch
Halteeinrichtungen 20 mit den Teilen 20a, 206 miteinander verbunden sind. An den Teilen 20a, 206 sind
ebenfalls Stangen 17 befestigt, die die Rohrteile 10,11 so
in einer axialen Abstandslage zueinander halten, daß zwischen ihnen eine ringförmige öffnung 21 gebildet
wird. Die Enden der Stangen 17 sind in der Nähe der Vorrichtungen 20 an einem Ring 22 befestigt, der das
Rohrteil 11 umgibt. Die gegenüberliegenden Enden der
Stangen 17 sind mit Flanschen versehen, mit deren Hilfe das Flammrohr in einer später zu beschreibenden Weise
in ein Traggestell montiert werden kann.
Die Flammrohrteile 10, 11 sind aus keramischem Material, vorzuesweise Siliciumnitrid, gefertigt, wäh-
rend die Vorrichtungen 16, 20, die Stäbe 17 und die Ringe 18, 22 aus Metall, vorzugsweise einer Nimonik-Legierung,
hergestellt sind. Bei der Betriebstemperatur des Flammrohrs besteht ein erheblicher Unterschied in
der Wärmeausdehnung zwischen den keramischen und den metallischen Bauteilen.
Wie in Fig.2 dargestellt, sind die Stirnflächen 15a,
156 der Ansätze 15, die an den jeweils voneinander abgewandten Seiten der Ansätze liegen, so geformt, daß
sie zusammen eine keilförmige Konfiguration ergeben. Die entsprechenden Stirnflächen der Teile 16a, 166
haben einen eingeschlossenen Winkel, der mit einem eingeschlossenen Winkel der Stirnflächen 15a, 156
identisch ist. Eine Temperaturerhöhung bewirkt, daß der Ring 18 sich radial stärker ausdehnt als das Rohrteil
10. In gleicher Weise dehnen sich die Teile 16a, 166 und die Stange 17 in Querrichtung stärker aus als die
entsprechenden Ansätze 15. Der eingeschlossene Winkel der Stirnflächen 15a, 156 wird durch den
Unterschied zwischen der jeweiligen Radial- und Querausdehnung der metallischen und keramischen
Teile gebildet Infolge der Wärmeausdehnung bewegt sich daher ein Punkt auf der Innenfläche eines Teiles
16a, 166 in bezug auf den benachbarten Ansatz 15 längs
eines Weges, der von dem vorerwähnten Einschlußwinkel bestimmt ist Die Vorrichtungen 16 bleiben deshalb
jederzeit in fester Verbindung mit den Ansätzen 15 und lassen eine unterschiedliche Wärmeausdehnung zu. Die
Vorrichtungen 20 greifen in ähnlicher Weise an den Ansätzen der Schalen 19 des Rohrteils 11 an und
ermöglichen ebenfalls eine unterschiedliche Wärmeausdehnung.
Die Schalen 19 sind mit Löchern 23 versehen, und in der Einströmöffnung 12 s; ir. einer später zu
beschreibenden Weise ein keramiscner Leitschaufelring (nicht dargestellt^ angebracht
Eine andere Ausführungsform des Flammrohrs ist in F i g. 3 dargestellt und besteht wie die zuvor beschriebene
Ausführung aus Rohrteilen 45,46, die in einer axialen
Abstandslage zueinander angeordnet sind. Das Rohrteil 45 enthält ein rohrförmiges Keramikelement 47 mit
einem nach außen gerichteten Ansatz oder Flansch 48. Der Flansch 48 weist ein Paar koaxialer kegelstumpfförmiger
Rächen 49,50 auf.
Der Rar.?ch 48 wird von einem Pair Metallspannringen
51, 52 erfaßt die ebenfalls kegelstumpfförmige Rächen aufweisen und an den Flächen 49,50 angreifen.
Die innenwinkel der kegelstumpfförmigen Flächen der Ringe 51, 52 sind mit v,hn Innenwinkeln der jeweils
anliegenden Flächen 49, 50 identisch, und die Spitzen der Kegel fallen miteinander und mit der Achse des
Elementes 47 zusammen.
Die axiaie Abmessung des Rings 51 in dem Ring 52 ist
kleiner als die axiale Abmessung des Rings 52, Bei einer Wärmeausdehnung bewegt sich daher die Spannfläche
des Ringes 52 von der Spannfläche des Rings 51 weg. Die radiale Ausdehnung der Ringe 51,52 ist größer als
diejenige des Keramikelementes 47. Die Innenwinkel der kegelstumpfförmigen Spannflächen sind so gewählt,
daß die Ringe 51, 52 den Flansch 48 so, wie im wesentlichen im Zusammenhang mit den F i g. 1 und 2
beschrieben, mit konstanter Spannkraft eingespannt halten.
Das Rohrteil 46 hat ein rohrförmiges Keramikelement 53, das, wie vorstehend beschrieben, mit Hilfe der
Spannringe 54, 55 befestigt ist Die Ringe 52, 55 sind miteinander durch einen Zylinder aus Streckmetallgewebe
verbunden. Das Element 53 ist mit einer Anzahl Löcher 56 in gleichem Abstand versehen.
In dem Ring 51 ist eine keramische Leitschaufel 57
montiert Die Leitschaufel 57 ist an einer Metallhalterung 58 durch eine Vorrichtung befestigt, die, wie oben
beschrieben, eine unterschiedliche Wärmeausdehnung zuläßt Die Halterung 58 ist an dem Ring 51 durch eine
Anzahl radial nach außen gerichteter Rohre 59 befestigt, die auf nach innen gerichteten Stangen 60
gleiten können, die an dem Ring 51 angebracht sind. An dem Ring 51 sind Ansätze 66 vorgesehen, die zur
Montage des Flammrohres an einer Endplatte 61 dienen, die einen Teil eines Traggestells bildet das
allgemein bei 62 dargestellt ist Das Gestell 62 bildet einen ringförmigen Raum 63 um das Rammrohr.
Bei jeder der beschriebenen Ausführungsformen kann ein geeignetes Packungsmaterial zwischen die
einander zugewandten Keramik- und Metallflächen eingebracht werden.
Der Betrieb eines Flammrohres gemäß der Erfindung wird anhand des Beispiels der F i g. 3 beschrieben, doch
ist es selbstverständlich, daß die andere Ausführungsform beim Einsatz in ähnlicher Form arbeitet
Axial in der Leitschaufel 57 ist eine Brennstoff-Zerstäubungsvorrichtung
64 montiert Dem Ringraum 63 wird unter Druck stehende Luft zugeführt, die zwischen
der Leitschaufel 57 und dem Element 47 hindurchströmt. Ferner tritt durch den Spalt zwischen dem ersten und
zweiten Rohrteil Luft in das Flammrohr ein. Die Luftströme wirken zusammen und bilden in dem ersten
Rohrteil 45 Wirbel, in denen die Verbrennung stattfindet Die durch das zweite Rohrteil 46 strömenden
Gase werden durch Luft verdünnt die durch Löcher Ji6 eintritt
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Rammrohr für Gasturbinen, bestehend aus einem keramischen Rohrteil, in dessen Ende sich ein
Lufteinlaß mit einer Leitschaufel befindet, die die einströmende Luft gegen die Wand dieses Rohrteiles lenkt, und einem mit diesem Rohrteil fluchtenden,
in axialem Abstand zu ihm angeordneten zweiten keramischen Rohrteil sowie einem Mittel zum
Halten des zweiten Rohrteiles gegenüber dem ersten Rohrteil, dadurch gekennzeichnet,
daß das Haltemittel (17, 52a; außerhalb der beiden
Rohrteile (10, 11; 45, 46) und parallel zu ihren Achsen Hegt und an nach außen ragenden Flächen
(49,50,53b)von Ansätzen (48,53a;der Rohrteile (10,
11; 45, 46) angreift, die zueinander in Richtung auf die Achse des Rohres hin konvergieren.
2. Flammrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ds2 die Rohrteile (10,11) aus einer Anzahl
von Schalen (14, 19) bestehen, die an ihren aneinander stoßenden Stellen nach außen ragende
Ansätze (15) aufweisen, deren Außenseiten (15a, 15b) zueinander in Richtung auf die Achse des
Rohrteiles (10, 11) hin konvergieren, wobei an den Außenseiten (15a, i5b) eines jeden Ansatzpaares r>
Teile (16a, \6b) einer die Ansätze (15) aneinander
pressenden Vorrichtung (16) anliegen, die mittels des
die beiden Rohrteile (10,11) haltenden Haltemittels (17) mit einem das Rohrteil (10) im Abstand
umgebenden metallischen Ring (18) verbunden sind,
3. Flammrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß daä die be-.Jen Rohrteile (HD, 11)
haltende Mittel die Forn· eines Stabes (17) hai; der
an einem das zweite Rohrteil (li; umgebenden Ring
(22) befestigt isL r,
4. Rammrohr nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das die beiden Rohrteile (10,
11; 45, 46) haltende Mittel die Form eines perforierten Rohres (52ajhat.
5. Rammrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, w
dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Rohrteil
(11,46) mit einer Anzahl von Löchern versehen ist
6. Rammrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rohre (10,
11; 45, 46) aus einer gleichen Anzahl von Schalen -n
bestehen.
7. Flammrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff mindestens des ersten Rohrteiles (10, 45) Siliciumnitrid
ist. y>
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2140401A1 DE2140401A1 (de) | 1973-03-01 |
DE2140401B2 DE2140401B2 (de) | 1979-04-12 |
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Families Citing this family (9)
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US5671597A (en) * | 1994-12-22 | 1997-09-30 | United Technologies Corporation | Low nox fuel nozzle assembly |
US8863528B2 (en) * | 2006-07-27 | 2014-10-21 | United Technologies Corporation | Ceramic combustor can for a gas turbine engine |
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US20130152591A1 (en) * | 2011-12-16 | 2013-06-20 | General Electric Company | System of integrating baffles for enhanced cooling of cmc liners |
CN105518389B (zh) | 2013-09-11 | 2017-10-24 | 通用电气公司 | 弹簧加载且密封的陶瓷基质复合物燃烧器衬套 |
EP3317584A1 (de) * | 2015-06-30 | 2018-05-09 | Siemens Energy, Inc. | Hybridbauteil mit einem metallverstärkten verbundwerkstoff mit keramischer matrix |
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1971
- 1971-08-12 DE DE19712140401 patent/DE2140401C3/de not_active Expired
Also Published As
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