EP1557611A1

EP1557611A1 - Flow barrier, lining and combustion chamber

Info

Publication number: EP1557611A1
Application number: EP04001229A
Authority: EP
Inventors: Olga Deiss; Holger Grote; Andreas Heilos; Marc Tertilt; Bernd Vonnemann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2004-01-21
Filing date: 2004-01-21
Publication date: 2005-07-27
Anticipated expiration: 2024-01-21
Also published as: EP1557611B1; ES2528177T3

Abstract

A gas turbine engine has a burner chamber with an outer heat insulation cladding panel, each separated from the adjacent panel by a gap with a tongue and groove spring fitting with ceramic seal.

Description

Die Erfindung betrifft eine Strömungsbarriere als Einsatz in einem Strömungsbereich zwischen einem ersten und einem zweiten Verkleidungselement einer Verkleidung einer Brennkammer. Die Erfindung führt auf eine Verkleidung und eine Brennkammer.The invention relates to a flow barrier as an insert in a flow area between a first and a second Cladding element of a lining of a combustion chamber. The invention leads to a fairing and a combustion chamber.

Ein Brennraum, insbesondere der Brennraum einer Gasturbinenbrennkammer einer Gasturbine, ist üblicherweise mit einer Verkleidung versehen, um die Gehäuseteile des die Brennkammer tragenden Gehäuses, auch als Brennkammerstruktur bezeichnet, zu isolieren und zu schützen. Die im Brennraum herrschenden Brennkammerbedingungen, die insbesondere durch stark schwankende und hohe Temperaturen, Drücke und oxidierende Wirkungen des Heißgases gekennzeichnet sind, sind von dem Gehäuse fern zu halten. Insbesondere ist ein Bereich des Gehäuses zu schützen, in dem die Halterung der Verkleidung angebracht ist. Im Brennraum einer Gasturbine liegen die thermischen Belastungen in der Regel in einem Temperaturbereich von 1350 °C oder darüber und können zudem, z. B. im Rahmen eines Schnellschlusses starken Schwankungen unterliegen. Einer derartigen Belastung ist das metallische Gehäuse in der Regel nicht aussetzbar. Das Gehäuse und die Halterung sind somit auch vor einer mit der Zeit fortschreitenden Materialermüdung zu schützen, wobei die Materialermüdung um so höher ist, je häufiger und größer Temperatur- und Druckschwankungen im Brennraum auftreten.A combustion chamber, in particular the combustion chamber of a gas turbine combustion chamber a gas turbine, is usually with a Covering provided to the housing parts of the combustion chamber carrying housing, also referred to as combustion chamber structure, to isolate and protect. The ruling in the combustion chamber Combustion chamber conditions, in particular by strongly fluctuating and high temperatures, pressures and oxidizing effects of the hot gas are remote from the housing to keep. In particular, an area of the housing is too Protect in which the bracket is attached to the panel is. In the combustion chamber of a gas turbine are the thermal loads usually in a temperature range of 1350 ° C or above and can also, for. B. in the context of a quick closure subject to strong fluctuations. Such a thing Load is the metallic housing usually not suspendable. The case and the holder are thus also available a material fatigue progressing over time protect the material, the higher the material fatigue and greater temperature and pressure fluctuations in the combustion chamber occur.

Aus diesem Grund ist an einer dem Brennraum zugewandten Innenseite eines Gehäuseteils eine Verkleidung angebracht. Die Verkleidung weist in der Regel eine Anzahl von Verkleidungselementen auf. Als besonders vorteilhaft hat sich ein aus einer Keramik gebildetes Verkleidungselement, auch als Hitzeschild (Ceramic Heat Shield, CHS) bezeichnet, erwiesen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, ein Verkleidungselement aus einer hochtemperaturfesten Metalllegierung zu bilden. Auf einem metallischen Verkleidungselement kann ein keramisches Coating aufgebracht werden.For this reason, is on a combustion chamber facing the inside a housing part mounted a panel. The Cladding usually has a number of cladding elements on. Be particularly advantageous from a Ceramic formed cladding element, also as heat shield (Ceramic Heat Shield, CHS) proven. A Another possibility is a cladding element To form a high temperature resistant metal alloy. On a metallic cladding element may be a ceramic Coating be applied.

Zur Kompensation unterschiedlicher Wärmeausdehnungskoeffizienten wird bei der Montage eines Verkleidungselements am gesamten Umfang des Verkleidungselements ein Spalt eingestellt. Die Verkleidungselemente der Verkleidung werden also auf Abstand montiert. Dieser Abstand stellt einen Strömungsbereich zwischen einem ersten und einem zweiten Verkleidungselement der Verkleidung bereit.For compensation of different thermal expansion coefficients is used when assembling a trim element throughout Scope of the cladding element set a gap. The cladding elements of the panel are therefore at a distance assembled. This distance represents a flow area between a first and a second cladding element ready for disguise.

Zum einen wird beim Betrieb der Brennkammer eine zwischen dem Gehäuseteil und der Verkleidung verlaufende Kühlluftströmung geführt. Diese dient insbesondere zur Kühlung der Halterung, welche ein Verkleidungselement an der einem Brennraum zugewandten Innenseite des Gehäuseteils hält. Die Kühlluft kann durch den Strömungsbereich in den Brennraum eindringen. Zum anderen sind die Spalte vor brennraumseitig eindringendem Heißgaseinzug zu schützen. Dazu wird die Kühlluft vom Gehäuseteil und der Rückseite der Verkleidung her in die Richtung des Brennraums geführt, um auf diese Weise einen Spalt mit der Kühlluft zu sperren.On the one hand, when operating the combustion chamber one between the Housing part and the panel running cooling air flow guided. This serves in particular for cooling the holder, which facing a cladding element on the combustion chamber Inside of the housing part holds. The cooling air can penetrate through the flow area into the combustion chamber. To the others are the column before Brennraumseitig penetrating Protect hot gas intake. For this purpose, the cooling air from the housing part and the back of the panel in the direction led the combustion chamber, in this way with a gap to block the cooling air.

Die beiden letzteren im Strömungsbereich auftretenden Strömungen von Kühlluft einerseits und Heißgas andererseits haben eine Reihe von Konsequenzen, die mittels einer im Strömungsbereich eingesetzten hochtemperaturfesten Strömungsbarriere gezielt und vorteilhaft beeinflusst werden kann. Die Strömungsbarriere hat somit unterschiedlichsten Anforderungen zu genügen.The two latter occurring in the flow area currents of cooling air on the one hand and hot gas on the other a series of consequences by means of a flow field used high temperature resistant flow barrier can be influenced in a targeted and advantageous manner. The flow barrier thus has very different requirements too suffice.

Die Strömungsbarriere sollte zum einen einer aufgrund thermischer Änderungen variierenden Breite des Strömungsbereichs Rechnung tragen und sollte zum anderen hitzebeständig sein. The flow barrier should on the one hand due to thermal Changes varying width of the flow area Bear in mind and should be heat-resistant to another.

So sind beispielsweise poröse keramische Dichtungen aus der EP 1 302 723 A1 bekannt. Eine solche poröse keramische Dichtung ist zwar hochtemperaturbeständig, darf aber dennoch nicht direkt mit dem Heißgas in Berührung kommen. Da sich dieser Kontakt in der Brennkammer nur schwer vermeiden lässt, muss eine solche poröse keramische Dichtung von Kühlluft durchströmt werden, um die Dichtung selbst zu kühlen und des Weiteren den Strömungsbereich vor einem Heißgaseinzug zu sperren. Dennoch sind bei porösen keramischen Dichtungen der genannten Art Überhitzungen aufgetreten. Der wesentliche Grund liegt darin, dass eine in jedem Fall eines Realbetriebs einer Brennkammer ausreichende Durchströmung der porösen keramischen Dichtung mit Kühlluft nur schwer zu garantieren ist.For example, porous ceramic gaskets are made of EP 1 302 723 A1. Such a porous ceramic seal Although it is resistant to high temperatures, it is still allowed do not come into direct contact with the hot gas. That I makes this contact in the combustion chamber difficult to avoid, must be such a porous ceramic seal of cooling air be flowed through to cool the seal itself and the Furthermore, the flow area before a hot gas intake too lock. Nevertheless, in porous ceramic gaskets the mentioned type overheating occurred. The essential Reason is that one in each case of a real operation a combustion chamber sufficient flow through the porous ceramic Seal with cooling air difficult to guarantee is.

Des Weiteren hat die oben genannte Verwendung von Kühlluft zur Sperrung des Strömungsbereichs und zur Kühlung einer hochtemperaturfesten Strömungsbarriere den Nachteil, dass die Kühlluft an den Kanten des Verkleidungselements in den Brennraum eintritt und auf diese Weise ganz erhebliche Temperaturgradienten entlang der lateralen Ausdehnung eines Verkleidungselements entstehen. So weist ein Verkleidungselement bei Anwendung des hier erläuterten üblichen Konzepts an seiner Kante infolge des Kühlluftaustritts eine erheblich geringere Temperatur auf als an seiner dem Brennraum zugewandten Mitte. Zudem weist ein üblicherweise plattenförmig ausgebildetes Verkleidungselement entlang seiner lateralen Ausdehnung infolge seiner geometrischen Form eine relativ hohe Steifigkeit auf. Der hohe Temperaturgradient entlang der lateralen Ausdehnung und die Steifigkeit entlang der lateralen Ausdehnung führen zusammen zu ganz erheblichen Spannungen entlang der lateralen Ausdehnung des Verkleidungselements. Diese sind weitaus gravierender als Wölbungsspannungen des Verkleidungselements, welche aufgrund eines Temperaturgradienten auch über die Dicke des Verkleidungselements auftreten. Eine Möglichkeit, diesem Problem zu begegnen, ist in der nicht veröffentlichten europäischen Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 03019093.8 beschrieben. Dem Problem kann durch eine temperaturangepasste Ausbildung eines Verkleidungselements begegnet werden.Furthermore, the above use of cooling air to block the flow area and to cool one high temperature resistant flow barrier has the disadvantage that the Cooling air at the edges of the cladding element in the combustion chamber occurs and in this way quite significant temperature gradients along the lateral extent of a trim element arise. So has a cladding element Application of the usual concept explained here on his Edge due to the cooling air outlet a much lower Temperature on than at its center facing the combustion chamber. In addition, has a usually plate-shaped Cladding element along its lateral extent due to its geometric shape a relatively high rigidity on. The high temperature gradient along the lateral extent and the stiffness along the lateral extent together lead to quite considerable tension along the lateral extent of the cladding element. These are much more serious than warping stresses of the cladding element, which due to a temperature gradient also over the thickness of the cladding element occur. A possibility, To address this problem is in the unpublished European patent application with the application number 03019093.8 described. The problem may be due to a temperature-adapted Training a cladding element encountered become.

Die genannten Lösungsansätze erweisen sich nicht in jeder Hinsicht als vorteilhaft und sind letztendlich relativ komplex und damit kostenintensiv. Wünschenswert wäre eine Strömungsbarriere, die den angesprochenen Problemen der Hitzebeständigkeit, der temperaturbedingt variierenden Strömungsbereichsform sowie den durch die Kühlluft bewirkten Problemen begegnet. Wünschenswert wäre auch eine Verkleidung und eine Brennkammer, die vorteilhaft gegenüber bisherigen Lösungen ausgebildet sind.The mentioned solutions do not turn out in everyone Regard as advantageous and are ultimately relatively complex and thus costly. It would be desirable to have a flow barrier, the problems of heat resistance, the temperature conditionally varying flow area shape and the problems caused by the cooling air encountered. Would be desirable also a disguise and a Combustion chamber, which is advantageous over previous solutions are formed.

An dieser Stelle setzt die Erfindung an, deren Aufgabe es ist, eine Strömungsbarriere anzugeben, die hitzebeständig ist und zugleich in einen formveränderlichen, in seinen Abmessungen variierenden Strömungsbereich eingesetzt werden kann und die dabei möglichst einfach ausgestaltet ist. Eine weitergehende Aufgabe der vorliegenden Erfindung hinsichtlich der Verkleidung und der Brennkammer mit einer solchen Strömungsbarriere besteht darin, den im Zusammenhang mit der Kühlluft erläuterten Problemen Rechnung zu tragen.At this point, the invention begins, whose task it is to provide a flow barrier that is heat resistant and at the same time in a shape changeable, in its dimensions varying flow range can be used and which is as simple as possible. An advanced one Object of the present invention in terms of Cladding and the combustion chamber with such a flow barrier This is related to the cooling air account of the problems identified.

Hinsichtlich der Strömungsbarriere wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Strömungsbarriere zum Einsatz in einen Strömungsbereich zwischen einem ersten und einem zweiten Verkleidungselement einer Verkleidung einer Brennkammer gelöst, wobei die Strömungsbarriere einen hochtemperaturfesten Keramikkörper und ein Federelement aufweist.With regard to the flow barrier, the object according to the invention through a flow barrier for use in a Flow region between a first and a second cladding element solved a lining of a combustion chamber, wherein the flow barrier is a high temperature resistant ceramic body and a spring element.

Beim Einsatz der Strömungsbarriere in den Strömungsbereich ist der hochtemperaturfeste Keramikkörper dem Brennraum der Brennkammer zugewandt und verhindert somit den Heißgaseinzug. Die Heißgaseinzugshemmung wird durch die unterstützende Federkraft des Federelements noch verbessert. Dabei ist das Federelement selbst durch den hochtemperaturfesten Keramikkörper vor einem Heißgaszugriff geschützt. Das Federelement selbst braucht also nur geringeren Anforderungen an die Hochtemperaturfestigkeit im Vergleich zum Keramikkörper zu genügen. Alle hinter dem Verkleidungselement und dem hochtemperaturfesten Keramikkörper liegenden Teile, einschließlich des Federelements, lassen sich darüber hinaus effektiv durch Kühlluft kühlen.When using the flow barrier in the flow area is the high temperature resistant ceramic body the combustion chamber of Combustion chamber and thus prevents the hot gas intake. The Heißgaseinzugshememmung is by the supporting spring force of the spring element is still improved. Here is the spring element even by the high temperature resistant ceramic body protected against hot gas access. The spring element So it only needs lower requirements for high-temperature strength to satisfy in comparison to the ceramic body. All behind the panel element and the high temperature resistant Ceramic body lying parts, including the Spring element, can also be effectively through Cool cooling air.

Die Erfindung hat erkannt, dass eine bisher übliche poröse keramische Strömungsbarriere zu einer Reihe von Folgeproblemen führt, die gemäß dem hier erläuterten Konzept einer insgesamt hochtemperaturfesten Strömungsbarriere vermieden werden. Die Verwendung eines hochtemperaturfesten Keramikkörpers als Teil der Strömungsbarriere garantiert, dass die Strömungsbarriere eine ausreichende Heißgasbeständigkeit aufweist, die unabhängig von einer Kühlluftdurchströmung ist. Als zweckmäßig hat sich eine Aluminiumoxidkeramik erwiesen. Es kann darüber hinaus je nach Zweckmäßigkeit auch eine andere hochtemperaturfeste Keramik eingesetzt werden. Die ausreichende Heißgasbeständigkeit des hochtemperaturfesten Keramikkörpers hat vor allem die besonders sichere und zuverlässige Wirkung der Strömungsbarriere im Vergleich zu bisher üblichen porösen keramischen Strömungsbarrieren zur Folge.The invention has recognized that a hitherto conventional porous ceramic flow barrier to a number of secondary problems leads, according to the concept explained here, a total of high temperature resistant flow barrier can be avoided. The use of a high temperature resistant ceramic body as part of the flow barrier guarantees that the flow barrier has sufficient hot gas resistance, which is independent of a cooling air flow. As appropriate, an alumina ceramic has been found. It can also be another one depending on the purpose high temperature resistant ceramics are used. The adequate Hot gas resistance of the high temperature resistant ceramic body especially the most safe and reliable Effect of the flow barrier in comparison to previously usual porous ceramic flow barriers result.

Die Kombination des hochtemperaturfesten Keramikkörpers mit einem Federelement zu einer Strömungsbarriere hat gemäß der Erkenntnis der Erfindung zudem die Wirkung, dass die durch die auf den Keramikkörper wirkende Federkraft erreichte Barrierenwirkung der Strömungsbarriere sich als besonders effektiv erweist.The combination of the high temperature resistant ceramic body with a spring element to a flow barrier according to the Knowledge of the invention, moreover, the effect that by the force acting on the ceramic body spring force achieved barrier effect the flow barrier is particularly effective proves.

Schließlich erweist sich die Kombination des hochtemperaturfesten Keramikkörpers und des Federelements zu einer Strömungsbarriere als besonders anpassungsfähig bei der Verwendung in einem infolge von Temperaturschwankungen stark form- und abstandsvariablen Strömungsbereichs zwischen dem ersten und dem zweiten Verkleidungselement.Finally, the combination of high-temperature resistant proves Ceramic body and the spring element to a flow barrier as very adaptable in use in a strongly deformed state as a result of temperature fluctuations and distance variable flow area between the first and the second trim element.

Die Teile, d. h. der hochtemperaturfeste Keramikkörper und das Federelement, der Strömungsbarriere lassen sich einfach fertigen und damit kostengünstig herstellen.The parts, d. H. the high temperature resistant ceramic body and the spring element, the flow barrier can be easily manufacture and thus produce cost.

Die Erfindung geht also, in Abkehr von der bekannten porösen keramischen Strömungsbarriere, von der neuen und in seiner Wirkung überraschenden Überlegung aus, dass im Vergleich zu einer porösen keramischen Strömungsbarriere die hier erläuterte Strömungsbarriere mit einem relativ starren hochtemperaturfesten Keramikkörper dennoch zu einer verlässlichen Abdichtung des Strömungsbereichs führt. In Kombination mit dem Federelement erweist sich die Strömungsbarriere gemäß dem neuen Konzept nämlich als ausreichend variabel innerhalb des formveränderlichen Strömungsbereichs.The invention thus goes, in departure from the known porous ceramic flow barrier, from the new and in his Effect surprising consideration that compared to a porous ceramic flow barrier explained here Flow barrier with a relatively rigid high temperature resistant Ceramic body nevertheless a reliable seal the flow area leads. In combination with the Spring element proves the flow barrier according to the new concept namely as sufficiently variable within the shape variable flow area.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen und geben im Einzelnen vorteilhafte Möglichkeiten an, die Strömungsbarriere unter anderem hinsichtlich ihrer Barrierenwirkung, Heißgasbeständigkeit und Stabilität zu realisieren.Advantageous developments of the invention are the subclaims to take and give in particular advantageous Possibilities to address the flow barrier among other things their barrier effect, hot gas resistance and To realize stability.

Der hochtemperaturfeste Keramikkörper und das Federelement haben vorteilhaft eine längliche Ausdehnung, wobei der Keramikkörper entlang einer Auflagefläche auf dem Federelement aufliegt und die Auflagefläche entlang der länglichen Ausdehnung ausgerichtet ist. Solche länglich ausgebildeten Federelemente lassen sich besonders einfach zusammensetzen und in einem Strömungsbereich einer Verkleidung einer Brennkammer montieren. Ihre längliche Ausdehnung trägt der länglichen Ausdehnung des Strömungsbereichs zwischen einem ersten und einem zweiten Verkleidungselement der Verkleidung Rechnung.The high temperature resistant ceramic body and the spring element advantageously have an elongated extent, wherein the ceramic body along a bearing surface on the spring element rests and the bearing surface along the elongated extent is aligned. Such elongated spring elements can be put together especially easy and in a flow area of a lining of a combustion chamber assemble. Its elongated extension bears the elongated Expansion of the flow area between a first and a second cladding element of the panel invoice.

Vorzugsweise ist die Auflagefläche zum Federelement hin gewölbt. Insbesondere weist das Federelement auf seiner der Auflagefläche zugewandten Seite eine Mulde auf und der hochtemperaturfeste Keramikkörper auf seiner der Auflagefläche zugewandten Seite eine Auswölbung auf. Die Auswölbung des Keramikkörpers und die Mulde des Federelements sind zweckmäßigerweise aufeinander angepasst, so dass der Keramikkörper im Federelement sicher zu liegen kommt und gegen ein seitliches Verrutschen in der Mulde gesichert ist.Preferably, the support surface is curved towards the spring element. In particular, the spring element has on his the Pad side facing a trough and the high temperature resistant Ceramic body on its the bearing surface facing side on a bulge. The bulge of the ceramic body and the trough of the spring element are expediently adapted to each other, so that the ceramic body in Spring element comes to rest safely and against a lateral Slipping is secured in the trough.

Des Weiteren weist das Federelement zweckmäßigerweise Haltemittel auf, welche die Lage des hochtemperaturfesten Keramikkörpers entlang der länglichen Ausdehnung sichert. Auf diese Weise ist der Keramikkörper auch in einer axialen Richtung, d. h. in eine Richtung der länglichen Ausdehnung, gegen ein Verrutschen gesichert. Als Haltemittel ist ein Anschlag oder eine ausreichend rauhe Ausgestaltung der Auflagefläche zwischen dem Federelement und dem Keramikkörper besonders geeignet.Furthermore, the spring element expediently holding means on which the location of the high temperature resistant ceramic body along the elongated extension ensures. To this Way, the ceramic body is also in an axial direction, d. H. in a direction of elongated extension, against Secured slipping. As a holding means is a stop or a sufficiently rough design of the bearing surface between the spring element and the ceramic body particularly suitable.

In einer ersten Variante der Erfindung ist das Federelement mindestens entlang eines Bruchteils der länglichen Ausdehnung in Form einer druckbeanspruchten Feder nach dem Wirkprinzip einer Tellerfeder ausgebildet. Das heißt, das Federelement ist, bis auf seine längliche Ausdehnung (statt einer runden bei einer Tellerfeder), im Prinzip wie eine Tellerfeder ausgebildet und beruht im Prinzip auf dem gleichen Wirkmechanismus wie eine Tellerfeder.In a first variant of the invention, the spring element at least along a fraction of the elongated extent in the form of a pressure-loaded spring according to the principle of action a plate spring formed. That is, the spring element is, except for its elongated extension (instead of a round in a diaphragm spring), formed in principle like a plate spring and in principle is based on the same mechanism of action like a diaphragm spring.

Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dass das Federelement entlang eines weiteren Bruchteils der länglichen Ausdehnung in Form einer bloßen Auflage ausgebildet ist. Dabei hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, das Federelement entlang eines mittleren Teils der länglichen Ausdehnung in Form einer druckbeanspruchten Feder, klammerartig, nach dem Wirkprinzip einer Tellerfeder auszubilden und entlang seiner seitlichen Teile der länglichen Ausdehnung in Form einer bloßen Auflage auszubilden. Die Auflagen unterstützen den hochtemperaturfesten Keramikkörper in seiner Auflage, während im mittleren Teil die Federkraft erzeugt wird. Im Einzelnen ist eine vorteilhafte Ausführungsform der ersten Variante des Federelements im Zusammenhang mit der Zeichnung erläutert.It has proved to be particularly advantageous that the spring element along another fraction of the elongated one Extension is designed in the form of a bare pad. there It has proved to be particularly useful, the spring element along a middle part of the elongated extension in the form of a pressure-loaded spring, like a clamp, form according to the principle of action of a plate spring and along its lateral parts of elongated extent in Form a mere pad. Support the editions the high temperature resistant ceramic body in its edition, while in the middle part of the spring force is generated. In detail, an advantageous embodiment of the first Variant of the spring element in connection with the drawing explained.

Gemäß einer zweiten Variante der Erfindung ist das Federelement mindestens entlang eines Bruchteils der länglichen Ausdehnung in Form eines druckbeanspruchten, federnd nachgebenden Vollkörpers ausgebildet. Dabei kommt jede Art eines Materials in Betracht, welches dem Vollkörper eine druckbeanspruchte federnde Wirkung verleiht. Dabei kann es sich um einheitliches Vollmaterial oder um eine Zusammensetzung oder ein Konglomerat unterschiedlicher Materialien handeln. Ein Querschnitt durch den Vollkörper hat vorteilhaft eine Form, die ähnlich der Form einer liegenden Acht ist. Im Einzelnen ist eine vorteilhafte Ausführungsform der zweiten Variante des Federelements im Zusammenhang mit der Zeichnung erläutert.According to a second variant of the invention, the spring element at least along a fraction of the elongated extent in the form of a compression-stressed, resiliently yielding Full body formed. There is every kind of material into consideration, which is a pressure-stressed to the solid body gives a springy effect. It can be about uniform solid material or a composition or a conglomerate of different materials. One Cross section through the solid body advantageously has a shape, which is similar to the shape of a recumbent eight. In detail is an advantageous embodiment of the second variant of the spring element explained in connection with the drawing.

Die Aufgabe hinsichtlich der Verkleidung wird erfindungsgemäß durch eine Verkleidung für eine Brennkammer mit einer Anzahl von Verkleidungselementen gelöst, wobei zwischen einem ersten und zweiten Verkleidungselement ein Strömungsbereich gebildet ist, in den eine Strömungsbarriere der oben genannten Art eingesetzt ist.The task in terms of cladding is according to the invention through a lining for a combustion chamber with a number detached from cladding elements, wherein between a first and second cladding element, a flow area is formed in which is a flow barrier of the type mentioned above is used.

Im Rahmen einer Weiterbildung dieser Verkleidung hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dass eine oder mehrere Strömungsbarrieren derart in den Strömungsbereich eingesetzt sind, dass der Strömungsbereich durch die eine oder mehreren Strömungsbarrieren vollständig abgedichtet ist. Auf diese Weise wird nämlich ein Heißgaseinzug in den Strömungsbereich vollständig verhindert.As part of a further development of this disguise, it has proved to be particularly advantageous that one or more Flow barriers used in the flow area are that the flow area through the one or more Flow barriers is completely sealed. To this In fact, a hot gas intake will be in the flow area completely prevented.

Besonders vorteilhaft sind in sämtliche entlang eines Umfangs eines Verkleidungselements verlaufende Strömungsbereiche eine oder mehrere der Strömungsbarrieren eingesetzt. Auf diese Weise wird ein Heißgaseinzug in allen umfänglich um ein Verkleidungselement herumlaufende Strömungsbereiche vermieden.Particularly advantageous in all along a circumference a lining element extending flow areas a or more of the flow barriers used. To this Way, a hot gas intake in all around a cladding element avoiding flow areas around.

Die Aufgabe wird hinsichtlich der Brennkammer erfindungsgemäß gelöst durch eine Brennkammer mit einer Verkleidung, die eine Anzahl von Verkleidungselementen aufweist, wobei zwischen einem ersten und einem zweiten Verkleidungselement ein Strömungsbereich gebildet ist, in den eine Strömungsbarriere der oben genannten Art eingesetzt ist.The object is according to the invention in terms of the combustion chamber solved by a combustion chamber with a fairing, which is a Number of cladding elements, wherein between a a first and a second cladding element a flow area is formed, in which a flow barrier of the above type is used.

Im Rahmen einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Brennkammer ist

ein Verkleidungselement an der einem Brennraum zugewandten Innenseite eines Gehäuseteils mittels einer Halterung angebracht, und
eine oder mehrere Strömungsbarrieren derart in den Strömungsbereich eingesetzt, dass der Strömungsbereich durch die eine oder mehrere Strömungsbarrieren vollständig abgedichtet ist, und
eine zwischen dem Gehäuseteil und der Verkleidung verlaufende Kühlluftströmung durch die eine oder mehrere der Strömungsbarrieren entlang einer Ausdehnung des Strömungsbereichs zur Kühlung der Halterung abgelenkt wird.

In a particularly preferred embodiment of the combustion chamber is

a lining element attached to the combustion chamber facing inside of a housing part by means of a holder, and
one or more flow barriers inserted into the flow area such that the flow area is completely sealed by the one or more flow barriers, and
a cooling air flow extending between the housing part and the panel is deflected by the one or more of the flow barriers along an extension of the flow area for cooling the support.

Dieses Konzept garantiert, dass eine zuverlässige Kühlung der Halterung und damit eine sichere und dauerhaft beständige Halterung der Verkleidungselemente. Durch die Abdichtung des Strömungsbereichs wird darüber hinaus ein Heißgaseinzug in den Strömungsbereich vermieden. Korrosionsprobleme durch Heißgaseinzug oder sonstige Materialbelastungen in der Nähe des Strömungsbereichs und hinter der Verkleidung, insbesondere bei der Halterung, sind damit - im Unterschied zu bekannten Strömungsbarrieren - beseitigt.This concept guarantees a reliable cooling of the Holder and thus a safe and durable Holder of the cladding elements. By sealing the In addition, flow area becomes a hot gas intake in avoided the flow area. Corrosion problems Hot gas intake or other material loads in the vicinity the flow area and behind the panel, in particular at the bracket, are so - unlike known Flow barriers - eliminated.

Schließlich wird auch das Ausströmen von Kühlluft in den Brennraum und damit eine brennraumseitig unterschiedliche Temperaturbelastung der Verkleidungselementkanten einerseits und der Verkleidungselementmitten andererseits vermieden. Laterale Temperaturgradienten von der Kante zur Mitte eines Verkleidungselements hin sind damit weitgehend beseitigt. Das Blockieren der Kühlluft führt damit zu einer adiabaten Temperatursituation bei den Verkleidungselementen. Langfristige Schäden an einem Verkleidungselement, z. B. Risse, werden dadurch vermieden. Durch die weitestgehende bzw. vollständige Abdichtung des Kühlluftstroms im Strömungsbereich mittels dem vorliegenden Konzept einer Strömungsbarriere wird ein erhebliches Einsparpotential von Kühlluft im Vergleich zum bisher üblichen Konzept einer porösen keramischen Strömungsbarriere erreicht.Finally, the outflow of cooling air in the Combustion chamber and thus a combustion chamber side different Temperature load of the cladding element edges on the one hand and the cladding element centers on the other hand avoided. lateral Temperature gradients from edge to center of a Fairing element are thus largely eliminated. The Blocking the cooling air thus leads to an adiabatic temperature situation at the cladding elements. Long-term Damage to a cladding element, z. As cracks, thereby avoided. By the most extensive or complete Sealing of the cooling air flow in the flow area by means of present concept of a flow barrier becomes a significant Savings potential of cooling air in comparison to the past usual concept of a porous ceramic flow barrier reached.

Es dringt damit also weniger Kühlluft in den Brennraum selbst ein. Damit besteht nicht nur ein hohes Potential zur Verringerung des Kühlluftverbrauchs, was wiederum eine Absenkung der Verbrennungstemperatur zur Folge hat. Letzteres hat im Ergebnis darüber hinaus auch eine Reduzierung der NO_x-Emission zur Folge.So it penetrates less cooling air into the combustion chamber itself. Not only is there a high potential for reducing the consumption of cooling air, which in turn results in a lowering of the combustion temperature. The latter also results in a reduction in NO _x emissions.

Die genannte Ausbildung der Strömungsbarriere hat auch den Vorteil, dass größere Toleranzen beim Einstellen der Spalte, d.h. des Strömungsbereichs zwischen einem ersten und einem zweiten Verkleidungselement möglich sind. Auf diese Weise wird die Montagezeit der Verkleidungselemente erheblich reduziert.The said formation of the flow barrier also has the Advantage that greater tolerances in adjusting the column, i.e. the flow area between a first and a second cladding element are possible. In this way the assembly time of the cladding elements is considerably reduced.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Diese soll die Ausführungsbeispiele nicht maßgeblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Embodiments of the invention are described below described the drawing. This should be the embodiments are not relevant, but rather the drawing, where appropriate for illustrative purposes, in schematic and / or slightly distorted shape. With regard to supplements becomes the teachings directly recognizable from the drawing referred to the relevant prior art.

Im Einzelnen zeigt die Figur in:

FIG 1 eine besonders bevorzugte Ausführungsform einer Verkleidung für eine Brennkammer mit einer besonders bevorzugten Ausführungsform einer ersten Variante einer Strömungsbarriere in einer Querschnittsansicht;

FIG 2 jeweils in perspektivischer Ansicht (a) und einer Querschnittsansicht (b) einen hochtemperaturfesten Keramikkörper der besonders bevorzugten Ausführungsform der ersten Variante einer Strömungsbarriere;

FIG 3 jeweils in perspektivischer Ansicht (a) und einer Querschnittsansicht (b) ein Federelement der besonders bevorzugten Ausführungsform der ersten Variante einer Strömungsbarriere;

FIG 4 jeweils in einer perspektivischen Ansicht (a) und einer Querschnittsansicht (b) die besonders bevorzugte Ausführungsform der ersten Variante einer Strömungsbarriere mit dem hochtemperaturfesten Keramikkörper der FIG 2 und dem Federelement der FIG 3;

FIG 5 jeweils in einer perspektivischen Ansicht (a) und einer Querschnittsansicht (b) eine besonders bevorzugte Ausführungsform einer zweiten Variante einer Strömungsbarriere;

FIG 6 eine besonders bevorzugte Ausführungsform einer Verkleidung für eine Brennkammer mit der besonders bevorzugten Ausführungsform der zweiten Variante der Strömungsbarriere in einer perspektivischen Ansicht;

FIG 7 in perspektivischer Ansicht einen größeren Bereich der besonders bevorzugten Ausführungsform der Verkleidung der FIG 6 mit schematisch gezeigter Kühlluftströmung.

In detail, the figure shows in:

1 shows a particularly preferred embodiment of a lining for a combustion chamber with a particularly preferred embodiment of a first variant of a flow barrier in a cross-sectional view;

2 each in a perspective view (a) and a cross-sectional view (b) of a high-temperature-resistant ceramic body of the particularly preferred embodiment of the first variant of a flow barrier;

3 each in a perspective view (a) and a cross-sectional view (b) of a spring element of the particularly preferred embodiment of the first variant of a flow barrier;

4 each in a perspective view (a) and a cross-sectional view (b) of the particularly preferred embodiment of the first variant of a flow barrier with the high temperature resistant ceramic body of Figure 2 and the spring element of Figure 3;

5 shows in each case a perspective view (a) and a cross-sectional view (b) of a particularly preferred embodiment of a second variant of a flow barrier;

6 shows a particularly preferred embodiment of a lining for a combustion chamber with the particularly preferred embodiment of the second variant of the flow barrier in a perspective view;

7 shows a perspective view of a larger area of the particularly preferred embodiment of the lining of FIG. 6 with a schematically shown cooling air flow.

Üblicherweise werden zur Kompensation unterschiedlicher Wärmeausdehnungskoeffizienten bei der Montage von Verkleidungselementen in Form von keramischen Hitzeschilden (Ceramic Heat Shields, CHS) bei einer Brennkammer einer Gasturbine auf dem gesamten Umfang des Hitzeschilds Spalte eingestellt. Um diese im Folgenden als Strömungsbereich bezeichnete Spalte vor Heißgaseinzug zu schützen, werden die Strömungsbereiche bisher mit Verdichterendluft gesperrt. Diese als Kühlluft eingesetzte Verdichterendluft erzeugt Temperaturgradienten in dem im Folgenden als Verkleidungselement bezeichneten Hitzeschild, was bei Betrieb der Gasturbine zu thermischen Rissen im Verkleidungselement führt.Usually, to compensate for different thermal expansion coefficients in the assembly of cladding elements in the form of ceramic heat shields (Ceramic Heat Shields, CHS) at a combustor of a gas turbine on the entire circumference of the heat shield column set. Around hereafter referred to as flow area column before To protect hot gas intake, the flow ranges are so far locked with compressor discharge air. This used as cooling air Compressor air creates temperature gradients in the hereinafter referred to as cladding element heat shield, which in operation of the gas turbine to thermal cracks leads in the cladding element.

Durch den Einsatz der im Folgenden als Strömungsbarriere bezeichneten Dichtung nach dem Konzept der Erfindung wird die aus einem Strömungsbereich zwischen den Verkleidungselementen ausströmende Kühlluft vermindert oder ganz unterdrückt. Somit verringern sich die von den Kanten eines Verkleidungselements zur Verkleidungselementmitte hin ausbildenden Temperaturgradienten und die damit verknüpften Spannungen entlang der lateralen Ausdehnung des Verkleidungselements in ganz erheblichem Maße. Aufgrund der reduzierten Spannungen bilden sich im Betrieb weniger und, wenn überhaupt, kürzere Risse in einem Verkleidungselement aus.Through the use of the hereinafter referred to as flow barrier Seal according to the concept of the invention is the from a flow area between the cladding elements outgoing cooling air reduced or completely suppressed. Consequently decrease from the edges of a trim element towards the lining element center forming temperature gradient and the associated stresses along the lateral Extension of the cladding element in quite considerable Dimensions. Due to the reduced voltages form in the Operation less and, if any, shorter cracks in one Cladding element off.

Bekannt sind eingangs genannte poröse keramische Strömungsbarrieren. Eine solche bekannte Strömungsbarriere ist in Form eines Doppelschlauchs ausgebildet mit einer Außenhülle aus hochtemperaturbeständigem, keramischem Nextelgewebe und einer Innenhülle aus einem Inconellgestrick, welches im Verbund flexibel ist und eine ausreichende Längenstabilität hat als auch die Strömungsbarriere über die Federkraft des Gestrickes auf ihrer axialen Position hält. Die Enden der Strömungsbarriere sind mit einem Nextelfaden vernäht.At the beginning, porous ceramic flow barriers are known. Such a known flow barrier is in shape a double tube formed with an outer shell high temperature resistant, ceramic Nextel fabric and one Inner shell of an Inconellgestrick, which in the composite is flexible and has sufficient length stability than also the flow barrier via the spring force of the knitted fabric holds in its axial position. The ends of the flow barrier are sewn with a new thread.

Eine solche schlauchartig ausgebildete poröse keramische Strömungsbarriere ist zwar hochtemperaturbeständig, darf aber nicht direkt mit dem Heißgas in Berührung kommen. Da sich dieser Kontakt in der Brennkammer nur schwer vermeiden lässt, muss die Strömungsbarriere von Kühlluft durchströmt werden. Eine ausreichende Durchströmung mit Kühlluft lässt sich jedoch nicht in jeder Phase eines Realbetriebs einer Gasturbine garantieren, so dass eine bisher übliche Strömungsbarriere Überhitzungen aufweisen kann. Weiterhin führt eine unzureichende Durchströmung von Kühlluft dazu, dass die Halterung eines Verkleidungselements nicht ausreichend mit Kühlluft versorgt wird und dort überhitzt, wo die Strömungsbarriere versagt. Eine Überhitzung der bekannten Strömungsbarriere in Form eines flexiblen Gestrickes führt zum Verlust der Federkraft des Gestrickes und verschlimmert die oben geschilderte Situation.Such a tubular formed porous ceramic Flow barrier is high temperature resistant, but may do not come into direct contact with the hot gas. That I makes this contact in the combustion chamber difficult to avoid, the flow barrier must be traversed by cooling air. However, a sufficient flow with cooling air can be not in every phase of a real operation of a gas turbine guarantee, so that a hitherto usual flow barrier Overheating may have. Furthermore, an insufficient leads Flow of cooling air causes the bracket a panel element not sufficient with cooling air is supplied and overheated where the flow barrier failed. Overheating of the known flow barrier in Shape of a flexible knit leads to loss of spring force of the knitted fabric and aggravates the above Situation.

Aus diesen Gründen ist das oben erläuterte neue Konzept einer hochtemperaturbeständigen Strömungsbarriere gemäß der Erfindung vorgeschlagen worden. Die vorgeschlagene Strömungsbarriere hält einem direkten Heißgaskontakt stand und bietet eine größere passive Sicherheit gegen die Verkleidungshalterungsüberhitzung. Dies wird im Einzelnen anhand der folgenden Figuren erläutert.For these reasons, the new concept discussed above is one high temperature resistant flow barrier according to the invention been proposed. The proposed flow barrier holds a direct hot gas contact and offers a greater passive safety against the panel bracket overheating. This is detailed by the following Figures explained.

FIG 1 zeigt eine Verkleidung 1 für eine Brennkammer mit einer Anzahl von Verkleidungselementen im Bereich eines ersten Verkleidungselements 3 und eines zweiten Verkleidungselements 5. Zwischen dem ersten Verkleidungselement 3 und dem zweiten Verkleidungselement 5 ist ein Strömungsbereich 7 in Form eines Spaltes gebildet. Die Gefahr eines Heißgaseinzugs besteht von der Seite des Brennraums 11 her. Im Strömungsbereich 7 ist eine erste Variante einer Strömungsbarriere 9, die den Strömungsbereich vollständig gegen Heißgaseinzug abdichtet, eingesetzt. Weiter weist der Strömungsbereich eine Halterung 12 auf. Ein erster Teil 13 der Halterung 12 hält das erste Verkleidungselement 3. Ein zweiter Teil 15 der Halterung 12 hält das zweite Verkleidungselement 5. Sowohl die Strömungsbarriere 9 als auch die Halterung 12 greifen in einen Hohlraum 17 ein, in den sich der Strömungsbereich 7 etwa auf der Höhe der Mitte der Verkleidung 1 bzw. eines Verkleidungselements 3, 5, aufweitet. Der Hohlraum 17 ist durch eine erste Nut 23 des ersten Verkleidungselements 3 und durch eine zweite Nut 25 des zweiten Verkleidungselements 5 gebildet. Die Strömungsbarriere 9 ist durch einen hochtemperaturfesten Keramikkörper 19 und einer ersten Variante eines Federelements 21 gebildet, wobei die erste Variante des Federelements 21 in Form einer druckbeanspruchten Feder tellerfederartig ausgebildet ist.1 shows a panel 1 for a combustion chamber with a Number of cladding elements in the region of a first cladding element 3 and a second cladding element 5. Between the first cladding element 3 and the second Cladding element 5 is a flow region 7 in the form of a Gap formed. The danger of a hot gas intake exists from the side of the combustion chamber 11 ago. In the flow area 7 is a first variant of a flow barrier 9, which is the Flow area completely sealed against hot gas intake, used. Furthermore, the flow region has a holder 12 on. A first part 13 of the holder 12 holds the first one Cladding element 3. A second part 15 of the holder 12th holds the second cladding element 5. Both the flow barrier 9 and the holder 12 engage in a cavity 17, in which the flow area 7 approximately on the Height of the center of the panel 1 or a cladding element 3, 5, expands. The cavity 17 is defined by a first Groove 23 of the first cladding element 3 and by a second Groove 25 of the second cladding element 5 is formed. The Flow barrier 9 is characterized by a high temperature resistant ceramic body 19 and a first variant of a spring element 21 formed, wherein the first variant of the spring element 21 in Form a pressure-loaded spring plate spring-like design is.

Die Strömungsbarriere 9 gemäß dieser ersten Variante in Form einer Metalldichtung mit Keramikeinsatz kombiniert die Temperaturbeständigkeit einer Keramik mit den Federeigenschaften eines Metalls. Die als federnde Metallklammer tellerfederartig ausgebildete und druckbeanspruchte Feder der ersten Variante des Federelements 21 wird zwischen den auslaufenden Enden der Halterung 12 im Bereich des Hohlraums 17 und dem hochtemperaturfesten Keramikkörper 19 montiert. Die hier dargestellte erste Variante des Federelements 21 in Form einer Metallklammer drückt den hochtemperaturfesten Keramikkörper 19 fest gegen den heißen Riegel 33 des ersten Verkleidungselements 3 und den heißen Riegel 35 des zweiten Verkleidungselements 5. Zusätzlich presst ein durch die Kühlluftströmung hervorgerufener Überdruck von der dem Brennraum 11 abgewandten Seite der Verkleidung 1 die Strömungsbarriere 9 gegen die heißgasseitigen Riegel 33, 35. Während des Betriebs der Brennkammer schleift sich der Keramikkörper 19 an seiner Oberseite optimal auf die Riegel 33, 35 ein, so dass die Dichtwirkung der Strömungsbarriere nach kurzer Betriebszeit zunimmt und schließlich eine vollständige Dichtwirkung erreicht werden kann. The flow barrier 9 according to this first variant in shape a metal gasket with ceramic insert combines the temperature resistance a ceramic with the spring properties a metal. The plate spring-like as a resilient metal clip trained and pressure-loaded spring of the first variant the spring element 21 is between the expiring ends the holder 12 in the region of the cavity 17 and the high temperature resistant ceramic body 19 mounted. The one shown here first variant of the spring element 21 in the form of a Metal clamp pushes the high temperature resistant ceramic body 19 firmly against the hot bar 33 of the first cladding element 3 and the hot bar 35 of the second trim element 5. Additionally presses in through the cooling air flow caused overpressure of the combustion chamber 11 facing away from Side of the panel 1, the flow barrier 9 against the hot gas side bars 33, 35. During operation of the Combustion chamber, the ceramic body 19 grinds at its top optimally on the bars 33, 35 one, so that the Sealing effect of the flow barrier after a short operating time increases and finally reaches a complete sealing effect can be.

Aufgrund der Federwirkung der als Metallklammer ausgebildeten ersten Variante des Federelements 21 wird die thermische Ausdehnung des ersten 3 und zweiten 5 Verkleidungselements nicht behindert. Der hochtemperaturfeste Keramikkörper 19 schützt die als Metallklammer ausgebildete erste Variation des Federelements 21 und die Halterung 12 vor einem Heißgaseinzug durch den Strömungsbereich 7 von der Seite des Brennraums 11 her. Bei der Einstellung des Strömungsbereichs 7 können größere Toleranzen zugelassen werden, da in Umfangsrichtung keine Strömungsbereiche mehr vorhanden sind.Due to the spring action of trained as a metal clip first variant of the spring element 21 is the thermal expansion not the first 3 and second 5 cladding element with special needs. The high temperature resistant ceramic body 19 protects formed as a metal clip first variation of the spring element 21 and the holder 12 before a hot gas intake through the flow area 7 from the side of the combustion chamber 11 ago. When setting the flow area 7 can larger Tolerances are allowed because in the circumferential direction no Flow areas are more present.

Die FIG 2 bis 4 stellen im Einzelnen die Montage der in der FIG 1 gezeigten ersten Variante der Strömungsbarriere 9 dar. Bezug nehmend auf FIG 1 wird zuerst ein erstes Verkleidungselement 3 mit einem ersten Teil 13 einer Halterung 12 und einem zweiten Teil 15 der Halterung 12 montiert. Danach wird die erste Variante einer Strömungsbarriere 9 in Form einer zusammengesetzten Dichtung aus einer ersten Variante eines Federelements 21 in Form einer Metallklammer einerseits und mit einem hochtemperaturfesten Keramikkörper 19 andererseits in die den Hohlraum 17 bildende Nut 23 des ersten Verkleidungselements 3 eingeschoben. Anschließend wird das zweite Verkleidungselement 5 mit seiner den Hohlraum 17 bildenden Nut 25 über die Halterung 12 und die Strömungsbarriere 9 geschoben und montiert.Figures 2 to 4 show in detail the assembly of the in the 1 shows the first variant of the flow barrier 9. Referring to FIG. 1, a first trim element is first 3 with a first part 13 of a holder 12 and a second part 15 of the bracket 12 mounted. After that will the first variant of a flow barrier 9 in the form of a composite seal of a first variant of a Spring element 21 in the form of a metal clip on the one hand and with a high temperature resistant ceramic body 19 on the other in the cavity 17 forming the groove 23 of the first cladding element 3 inserted. Subsequently, the second Cladding element 5 with its the cavity 17 forming Groove 25 is pushed over the holder 12 and the flow barrier 9 and mounted.

Die in FIG 3 gezeigte erste Variante eines Federelements 21 weist eine Mulde 41 auf, welche die Auflagefläche zwischen der ersten Variante des Federelements 21 und dem keramischen Vollkörper 19 bildet. Der in FIG 2 gezeigte keramische Vollkörper weist eine Auswölbung 43 auf, welche in der Mulde 41 zu liegen kommt. Die zwischen Federelement 21 und keramischem Vollkörper 19 gebildete Auflagefläche ist also zum Federelement 21 hin gewölbt. The first variant of a spring element 21 shown in FIG has a trough 41, which the bearing surface between the first variant of the spring element 21 and the ceramic Solid body 19 forms. The ceramic solid body shown in FIG has a bulge 43, which in the trough 41st to come to rest. The between spring element 21 and ceramic Full body 19 formed contact surface is thus the spring element 21 arched out.

Als ein Haltemittel weist das in FIG 3 gezeigte Federelement 21 an seinen axialen Enden entlang seiner länglichen Ausdehnung 45 jeweils einen Anschlag 47 auf, welcher die Lage des Keramikkörpers 19 in eine Richtung der länglichen Ausdehnung 45, also in axialer Richtung, sichert.As a holding means, the spring element shown in FIG 21 at its axial ends along its elongated extent 45 each have a stop 47, which the position of the Ceramic body 19 in a direction of elongated extent 45, ie in the axial direction, secures.

Das Federelement 21 weist darüber hinaus entlang seines mittleren Teils 49 der länglichen Ausdehnung 45 die Form einer druckbeanspruchten Feder auf, die nach dem Wirkprinzip einer Tellerfeder ausgebildet ist. Die Feder 51 im mittleren Teil 49 ist an ihren Seiten 53 nach unten hin, ringförmig gekrümmt, wobei die Enden 55 leicht nach oben weisen, aber frei sind. Die Feder 51 hat also die Form einer Metallklammer. Auf diese Weise funktioniert sie ähnlich wie eine Tellerfeder. In den Seitenteilen 57 jenseits des mittleren Teils 49 der hier dargestellten ersten Variante des Federelements 21 ist das Federelement 21 in Form einer bloßen Auflage ausgebildet, die auch die Mulde 41 fortsetzt. Die bloße Auflage hat keine Federwirkung wie die Feder 51 im mittleren Teil 49. Die Mulde 41 schützt und verstärkt den hochtemperaturfesten Keramikkörper 19 entlang der gesamten länglichen Ausdehnung 45 des Keramikkörpers 19, insbesondere gegen Bruch, und drückt ihn gegen den heißgasseitigen Riegel 33, 35 eines Verkleidungselements 3, 5 der in FIG 1.The spring element 21 also has along its middle Part 49 of the elongated extension 45 the shape of a pressurized spring on the principle of a Disc spring is formed. The spring 51 in the middle part 49 is at its sides 53 downward, annularly curved, the ends 55 are slightly upwards but free are. The spring 51 thus has the form of a metal clip. On this way it works much like a diaphragm spring. In the side parts 57 beyond the middle part 49 of here shown first variant of the spring element 21 is the Spring element 21 formed in the form of a bare support, the also the trough 41 continues. The mere edition has no spring effect like the spring 51 in the middle part 49. The trough 41 protects and reinforces the high temperature resistant ceramic body 19 along the entire elongated extension 45 of the ceramic body 19, especially against breakage, and pushes him against the hot gas side bar 33, 35 of a cladding element 3, 5 of FIG. 1

FIG 5 zeigt eine zweite Variante einer Strömungsbarriere 10 mit einem hochtemperaturfesten Keramikkörper 20 und einer zweiten Variante eines Federelements 22. Vorliegend ist die zweite Variante des Federelements 22 entlang der gesamten länglichen Ausdehnung 46 in Form eines druckbeanspruchten federnd nachgebenden Vollkörpers ausgebildet. Der Vollkörper ist bei der hier vorliegenden Ausführungsform aus einem Inconellgestrick gebildet oder kann in einer weiteren Ausführungsform dieser zweiten Variante aus einem ähnlichen Material wie die Keramikdichtung in der EP 1 302 723 A1, nämlich insbesondere in Form einer Keramikdichtung mit einer Nextelhülle, ausgebildet sein. Die Form der zweiten Variante des Federelements 22 ist ähnlich der Form der ersten Variante des Federelements 21 aus Metall, nämlich im Querschnitt ähnlich der Form einer liegenden Acht.5 shows a second variant of a flow barrier 10 with a high temperature resistant ceramic body 20 and a second variant of a spring element 22. In the present case is the second variant of the spring element 22 along the entire elongated extent 46 in the form of a pressure-loaded resilient compliant solid body trained. The solid body is in the present embodiment of an Inconellgestrick formed or may in a further embodiment this second variant of a similar material as the ceramic seal in EP 1 302 723 A1, namely in particular in the form of a ceramic seal with a Nextelhülle, be educated. The shape of the second variant of the Spring element 22 is similar to the shape of the first variant of Metal spring element 21, namely similar in cross section the shape of a recumbent eight.

In FIG 6 ist in perspektivischer Ansicht die zweite Variante des Federelements 22 bestehend aus dem keramischen Vollkörper 20 und dem druckbeanspruchten federnd nachgebenden Vollkörper der zweiten Variante des Federelements 22 gezeigt. Diese zweite Variante der Strömungsbarriere 10 liegt wiederum auf einer Halterung 12 auf und befindet sich in einem Hohlraum 17 eines Strömungsbereichs 7 zwischen einem ersten Verkleidungselement 3 und einem zweiten Verkleidungselement 5. Die weiteren Elemente der FIG 6 entsprechen denen der FIG 1 und sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.In Figure 6 is a perspective view of the second variant the spring element 22 consisting of the ceramic solid body 20 and the pressure-loaded resiliently yielding solid body the second variant of the spring element 22 shown. These second variant of the flow barrier 10 is again on a holder 12 and is located in a cavity 17th a flow area 7 between a first cladding element 3 and a second cladding element 5. The others Elements of FIG 6 correspond to those of FIG 1 and are provided with the same reference numerals.

FIG 7 zeigt ein erstes Verkleidungselement 3 und ein zweites Verkleidungselement 5 mit der zweiten Variante der in FIG 6 gezeigten Strömungsbarriere 10 in einem größeren Ausschnitt der Verkleidung 2 für eine bei dieser Ausführungsform gewählten Ringbrennkammer.7 shows a first cladding element 3 and a second Cladding element 5 with the second variant of the in FIG shown flow barrier 10 in a larger section the panel 2 for a selected in this embodiment Annular combustion chamber.

Die zweite Variante der Strömungsbarriere 10 könnte im vorliegenden Fall wahlweise auch durch die in FIG 1 gezeigte erste Variante der Strömungsbarriere 9 ersetzt werden.The second variant of the flow barrier 10 could be present Case optionally also by those shown in FIG first variant of the flow barrier 9 are replaced.

FIG 7 verdeutlicht die Wirkung einer solchen ersten Variante der Strömungsbarriere 9 oder einer hier gezeigten zweiten Variante einer Strömungsbarriere 10 bei der Brennkammer. Die Strömungsbarriere 9, 10 mit hochtemperaturfestem Keramikkörper 19, 20 und Federelement 21, 22 ist aufgrund ihrer oben erläuterten Ausbildung nach kurzer Betriebszeit praktisch luftundurchlässig. Die in FIG 7 gezeigten Verkleidungselemente 3, 5 sind an der einem Brennraum 11 zugewandten Innenseite eines Gehäuseteils 4 mittels einer oder mehrerer Halterungen zur Befestigung der Verkleidungselemente 3, 5 angebracht. Die Halterungen 12 weisen Kühlluftbohrungen 14 auf. Durch die vollständige Abdichtung des Strömungsbereichs 7 gegenüber dem Brennraum 11 besitzt das hier vorgestellte Konzept einer Strömungsbarriere 9, 10 ein höheres Kühllufteinsparpotential als die in der EP 1 302 723 A1 beschriebene poröse keramische Dichtung. Die Strömungsbarriere 9, 10 ist nämlich derart in einen Strömungsbereich 7 eingesetzt, dass der Strömungsbereich 7 durch die Strömungsbarriere 9, 10 vollständig abgedichtet ist, da diese luftundurchlässig ist. Eine zwischen dem Gehäuseteil 4 und der Verkleidung 3, 5 verlaufende Kühlluftströmung 6 gerät also nicht durch den Strömungsbereich 7 hindurch in den Brennraum 11, sondern wird vielmehr zum Vorteil der Brennkammer, entlang einer Ausrichtung 48 des Strömungsbereichs zur Kühlung der Halterung 12 abgelenkt. Die Ausdehnung des Strömungsbereichs 48 stimmt zweckmäßigerweise mit den in FIG 2 bis 5 gezeigten länglichen Ausdehnungen 45, 46 einer Strömungsbarriere 9, 10 überein.7 illustrates the effect of such a first variant the flow barrier 9 or a second variant shown here a flow barrier 10 at the combustion chamber. The Flow barrier 9, 10 with high temperature resistant ceramic body 19, 20 and spring element 21, 22 is due to their top explained training after a short period of operation practically airtight. The lining elements shown in FIG 3, 5 are at the combustion chamber 11 facing inside a housing part 4 by means of one or more brackets for fastening the cladding elements 3, 5 attached. The Brackets 12 have cooling air holes 14. By the complete sealing of the flow area 7 with respect to the Combustion chamber 11 has the concept presented here a Flow barrier 9, 10 a higher cooling air saving potential as the porous ceramic described in EP 1 302 723 A1 Poetry. The flow barrier 9, 10 is namely in a flow area 7 is inserted that the flow area 7 completely sealed by the flow barrier 9, 10 is because it is impermeable to air. One between the housing part 4 and the panel 3, 5 extending cooling air flow 6 does not get through the flow area 7 through into the combustion chamber 11, but rather becomes an advantage the combustion chamber, along an orientation 48 of the flow region deflected to cool the holder 12. The Expansion of the flow area 48 suitably agrees with the elongated expansions 45 shown in FIGS. 2 to 5, 46 of a flow barrier 9, 10 match.

Zusammenfassend weist eine Brennkammer zur Isolierung eines tragenden Gehäuseteils gegen einen Brennraum 11 der Brennkammer eine Verkleidung 1 auf, die aus einer Anzahl von Verkleidungselementen gebildet ist. Der Abstand zwischen einem 3 ersten und einem zweiten 5 Verkleidungselement ist durch einen Spalt gebildet, der einen Strömungsbereich 7 zwischen dem ersten 3 und dem zweiten 5 Verkleidungselement bereitstellt und in den brennraumseitig Heißgas und in Gegenrichtung Kühlluft eindringen kann, wobei der Strömungsbereich 7 infolge von Temperaturänderungen variierende Abmessungen haben kann. Um eine hochtemperaturfeste Strömungsbarriere für einen Strömungsbereich 7 solcher Art möglichst einfach auszugestalten, wird vorliegend eine Strömungsbarriere 9, 10 angegeben, welche einen hochtemperaturfesten Keramikkörper 19, 20 und ein Federelement 21, 22 aufweist. Die vorgeschlagene Strömungsbarriere 9, 10 hat eine verbesserte Hitzebeständigkeit, ein größeres Kühllufteinsparpotential und verringert thermisch induzierte Spannungen in einem Verkleidungselement 3, 5. Die Erfindung führt auf eine Verkleidung einer Brennkammer und eine Brennkammer.In summary, a combustion chamber for the isolation of a supporting housing part against a combustion chamber 11 of the combustion chamber a covering 1, which consists of a number of cladding elements is formed. The distance between a 3 first and a second cladding element is by a Gap formed a flow area 7 between the first 3 and the second 5 facing element provides and hot gas in the combustion chamber side and cooling air in the opposite direction can penetrate, the flow area 7 due to Temperature changes may have varying dimensions. Around a high temperature resistant flow barrier for a flow area 7 as simple as possible to design, In the present case, a flow barrier 9, 10 is indicated, which a high temperature resistant ceramic body 19, 20 and a Spring element 21, 22 has. The proposed flow barrier 9, 10 has improved heat resistance, a greater cooling-air saving potential and reduced thermal induced stresses in a cladding element 3, 5. The Invention leads to a lining of a combustion chamber and a combustion chamber.

Claims

Flow barrier (9, 10) for use in a flow area (7) between a first (3) and a second (5) Cladding element of a lining (1) of a combustion chamber, which flow barrier (9, 10) has a high-temperature-resistant Ceramic body (19, 20) and a spring element (21, 22).

Flow barrier (9, 10) according to claim 1,
characterized in that
the high-temperature resistant ceramic body (19, 20) and the spring element (21, 22) have an elongated extension (45), wherein the ceramic body (19, 20) rests on a bearing surface on the spring element (21, 22), and the bearing surface along the elongated extent (45) is aligned.

Flow barrier (9, 10) according to claim 1 or 2,
characterized in that
the bearing surface is curved towards the spring element (21, 22).

Flow barrier (9, 10) according to one of claims 1 to 3,
characterized in that
the spring element (21, 22) has a retaining means (47) which secures the position of the high temperature resistant ceramic body (19, 20) along the elongated extension (45).

Flow barrier (9) according to one of claims 1 to 4
characterized in that
the spring element (21) is formed at least along a fraction of the elongate extent (45) in the form of a spring under pressure according to the principle of action of a disc spring.

Flow barrier (9) according to claim 5,
characterized in that
the spring element (21) is formed along a further fraction of the elongated extension (45) in the form of a bare support.

Flow barrier (10) according to one of claims 1 to 4,
characterized in that
the spring element (22) is formed at least along a fraction of the elongate extent (45) in the form of a compression-stressed, resiliently yielding solid body.

Covering (1) for a combustion chamber with a number of Cladding elements, wherein between a first (3) and second (5) cladding element a flow area (7) is formed in which a flow barrier (9, 10) after a of claims 1 to 7 is used.

Cladding (1) according to claim 8,
characterized in that
one or more flow barriers (9, 10) are inserted into the flow area (7) such that the flow area (7) is completely sealed by the one or more flow barriers (9, 10).

Cladding (1) according to claim 8 or 9,
characterized in that
in all along a circumference of a cladding element (3, 5) extending flow areas (7) one or more flow barriers (9, 10) are used.

Combustion chamber with a panel (1), which is a number of cladding elements (3, 5), wherein between a first (3) and second (5) cladding element a flow area (7) is formed, in which a flow barrier (9, 10) is used according to one of claims 1 to 7.

Combustion chamber according to claim 11,
characterized in that

a lining element (3, 5) is attached to the inside of a housing part (4) facing towards a combustion chamber (11) by means of a holder (12), and

one or more flow barriers (9, 10) are inserted into the flow area (7) such that the flow area (7) is completely sealed by the one or more flow barriers (9, 10), and

a cooling air flow (6) extending between the housing part (4) and the casing (1) which is deflected by one or more flow barriers (9, 10) along an extension (48) of the flow area (7) for cooling the holder (12).