EP1605209A1 - Combustor with thermo-acoustic vibrations dampening device - Google Patents

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EP1605209A1
EP1605209A1 EP04013404A EP04013404A EP1605209A1 EP 1605209 A1 EP1605209 A1 EP 1605209A1 EP 04013404 A EP04013404 A EP 04013404A EP 04013404 A EP04013404 A EP 04013404A EP 1605209 A1 EP1605209 A1 EP 1605209A1
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EP
European Patent Office
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combustion chamber
resonator
combustion
chamber according
helmholtz resonator
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Sven Dr. Bethke
Tobias Dr. Buchal
Michael Dr. Huth
Harald Nimptsch
Bernd Dr. Prade
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Siemens AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F23R2900/00014—Reducing thermo-acoustic vibrations by passive means, e.g. by Helmholtz resonators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23R2900/03044—Impingement cooled combustion chamber walls or subassemblies

Definitions

  • the present invention relates to a combustion chamber with a Damping device for damping thermoacoustic Vibrations, especially for a gas turbine, and a Gas turbine with such a combustion chamber.
  • a gas turbine plant comprises e.g. a compressor, one Combustion chamber and a turbine.
  • the compressor is compressed sucked air, which subsequently a fuel is added.
  • the combustion chamber is the mixture burned, with the combustion exhaust gases supplied to the turbine become. From the turbine, the combustion exhaust gases become thermal Deprived of energy and converted into mechanical energy.
  • the cooling air also serves to block openings, for example, gaps between two adjoining heat shield elements a combustion chamber, i. to prevent that hot gas from the combustion chamber enters the opening. Thereby the air supply to the burner is reduced and the emission Pollutants, such as nitrogen oxides, are increasing.
  • thermoacoustic vibrations can increase. It can to a swelling interaction between thermal and acoustic interference come, the high loads the combustion chamber and in turn cause rising emissions can.
  • a Helmholtz resonator Usually includes a volume with air in it or another gas. The volume is followed Tube, the so-called. Resonatorrohr, in which also air or gas and that opens into the combustion chamber.
  • the air or the gas in the volume and in the resonator tube form a spring-mass system, wherein the air or the gas in the volume Spring and the air or the gas in the resonator tube the mass forms.
  • thermo-acoustic vibrations which essentially standing waves can be so for frequencies that correspond to the resonant frequency of the Helmholtz resonator or in their vicinity, are effectively suppressed.
  • the first object is achieved by a combustion chamber solved according to claim 1, the second object by a gas turbine according to claim 13.
  • the dependent claims contain advantageous developments of the invention.
  • a combustion chamber according to the invention comprises at least one cooling combustion chamber element and at least one damping device for damping thermoacoustic vibrations with a mouth open to the combustion chamber. It stands out characterized in that the mouth into the combustion chamber element to be cooled is integrated.
  • the mouth in the inventive the combustion chamber associated with a blocking air supply be. This then serves as a cooling air supply for the cooling of the combustion chamber element to be cooled.
  • a Be assigned fuel supply such that the sealing air Fuel is added. The addition of fuel to the blocking air leads to a lowering of the combustion temperature in the main burner and thus to a reduction of Pollutant content of the combustion gases.
  • the combustion chamber a combustion chamber wall, which is a combustion chamber shell and a means of cooling to be cooled fasteners on the combustion chamber shell fastened combustion chamber lining, on.
  • the combustion chamber lining may, for example, be a heat shield, in particular a ceramic or metallic heat shield.
  • the mouth of the at least one damping device is in this embodiment in a fastener for fastening the combustion chamber lining integrated on the combustion chamber shell.
  • that is to be cooled combustion chamber element as a fastener for Attach the combustion chamber lining formed.
  • the fasteners anyway there are and a cooling require integrating the muzzle into a fastener only a redesign of the fastener, For example, by fastening screws with an axial Bore or other axial passage opening be provided so that they serve as the mouth of the damping element can serve. Further transformations of the interior of the Combustion chamber are not necessary in this embodiment.
  • the fastener can also as a fastening element, which at least one sliding seat device includes, be configured.
  • a sliding seat device is often located, for example, at the transition from the so-called "Basket” to the so-called “Transitionpiece” in a silo-burning chamber.
  • the damping device can also at the transition from the Combustion chamber be arranged to the first Leitschauffel #2. As a rule, quite high blocking air flows are needed there. This applies to ring combustion chambers and also for silo separation chambers.
  • the damping element be configured in particular such that the to be cooled Combustor element part of the damping device forms.
  • the to be cooled Combustor element part of the damping device forms can be a fixing screw with axial Through hole the resonator tube of a Helmholtz resonator form.
  • the damping device as a Helmholtz resonator, in particular as a Helmholtz resonator implemented with variable resonance frequency.
  • the variability of the resonance frequency thereby be achieved that the volume of the Helmholtz resonator is designed changeable.
  • a volume change can e.g. achieved via an adjustable rear wall of the resonator become.
  • the Helmholtz resonator may also include multiple orifices, each integrated into a combustion chamber element to be cooled are.
  • multiple orifices each integrated into a combustion chamber element to be cooled are.
  • the Damping device as ⁇ / 4 pipe, so as a pipe with a quarter of the wavelength of the vibration to be damped formed.
  • a gas turbine according to the invention comprises at least one inventive Combustion chamber.
  • Fig. 1 shows a detail as a first embodiment from the combustion chamber wall of an inventive Combustion chamber in a highly schematic representation.
  • Fig. 2 shows a view of the combustion chamber wall of a second Embodiment of the invention of the combustion chamber inside seen here.
  • FIG. 3 shows a side view of that shown in FIG. 2 Combustion chamber wall.
  • FIG. 1 is as a first embodiment of the invention a combustion chamber of a gas turbine according to the invention shown.
  • the figure shows a section of the combustion chamber wall 1, which is a combustion chamber shell 3 and a metallic Heat shield 4 includes.
  • the metallic heat shield 4 is composed of a number of heat shield elements 2, each by means of a screw 7 as a fastener fixed to a connection point 5 on the combustion chamber shell 3 are. Set the screws 7 like the heat shield elements 2 by means of cooling air to be cooled combustion chamber elements.
  • At least one damping device for damping of acoustic vibrations in the combustion chamber this is with at least one damping device, which in the present embodiment as opening into the combustion chamber Helmholtz resonator 6 is formed, equipped.
  • the Helmholtz resonator 6 is in the region of a connection point 5 attached to the combustion chamber wall 1. He is using a fastener or more fasteners (not shown) on the combustion chamber wall. 1 held.
  • the Helmholtz resonator 6 by means of the screw 7 at the combustion chamber wall 1 to keep. In this case, the serves Screw 7 then both for holding the heat shield element. 2 as well as for holding the Helmholtz resonator 6, so that a additional fastening element for holding the Helmholtz resonator 6 is not necessary.
  • the Helmholtz resonator 6 comprises a resonator 15 and a resonator tube, also called resonator neck.
  • the resonator tube is in the present embodiment of the screw 7 formed, which for this purpose a through hole. 8 having.
  • One end 9 of the through hole 8 opens into the Resonator space 15.
  • the other end 10 of the through hole. 8 opens into the combustion chamber and forms the mouth of the Helmholtz resonator 6 in the combustion chamber.
  • the damping effect Helmholtz resonator 6 is based on the fact that the in the resonator 15 and in the resonator tube 8 located air how a spring-mass system behaves.
  • the resonator 6 in Substantially cylindrically symmetric to the screw 7 executed.
  • the resonant frequency of the Helmholtz resonator 6 can be adjusted. For example, leads to an increase in the volume V of the resonator cavity 15 or the length L of the screw 7 to a reduced Resonance frequency. An enlargement of the cross-sectional area F of Through hole 8, however, leads to an increased resonant frequency.
  • the rear wall 17 of the Helmholtz resonator 6 adjustable be educated. On the cylindrical side wall 12 of the Helmholtz resonator 6 is then, for example, a thread 16 present, in which a matching mating thread of the rear wall 17th intervenes.
  • the volume V of the resonator 15 and thus the Resonator frequency can be changed in the desired manner. But it is also possible, the volume by replacing the resonator 15 against a resonator 15 with another volume to change.
  • the length L of Screw and / or the cross-sectional area F of the through hole 8 are changed.
  • a screw 7 are used, whose Bore 8 has a larger cross-sectional area F than previously used screw 7 has. It can be for the same purpose but also a screw 7 with a shorter length L used become.
  • the resonance frequency of Helmholtz resonator 6 can be influenced.
  • the resonator 15 on the cold side i. facing away from the combustion chamber Outside the combustion chamber shell 3 mounted and protrudes into the Compressor plenum 20 into it.
  • To provide an air supply for a To allow impingement cooling of the heat shield elements 2 are between the resonator chamber 15 and the outside of the combustion chamber shell 3 locally mounted spacers 19, the one Distance between the combustion chamber shell 3 and the resonator chamber 15, thus ensuring a flow from the pressurized Cooling air between the combustion chamber shell 3 and the Resonatorraum 15 allow.
  • impingement cooling holes 14 Cooling air can then from the Kompressplplenum 20 out along the Flow paths 13 facing away from the combustion chamber interior Side, the so-called.
  • Cold side of the heat shield elements 2 passed be where they are for an impingement air cooling of the heat shield elements 2 cares.
  • the impingement air flows after hitting the cold sides along the flow paths 23 through gaps between adjacent heat shield elements 2 in the combustion chamber a, whereby the column against penetration of hot Gas of the combustion chamber locks.
  • the cooling of the screw 7 takes place together with the lock the mouth 10 of the Helmholtz resonator 6 against ingress of hot gas.
  • the air first flows out of the compressor plenum 20 through the openings 18 (which the sealing air supply form) in the rear wall 17 of the resonator 15 in the resonator 15 and then through the through hole 8 of the Screw 7 in the combustion chamber (flow path 11).
  • the cooling of Helmholtz resonator 6 and screw 7 with the same cooling air, the proportion of cooling air, the passed the burner, opposite a separate Cooling of Helmholtz resonator 6 and screw 7 as needed would be if the screw 7 is not at the same time as a resonator tube served, be reduced.
  • FIGS. 2 and 3 a second embodiment is strong shown schematically. Same or similar components for simplicity and better comparability with the same reference numerals as in the first embodiment Mistake.
  • Fig. 2 shows, seen from the combustion chamber interior, a Section of a combustion chamber 1, with metallic Heat shield plates 21, 22 lined as heat shield elements is.
  • Fig. 3 shows a section through the combustion chamber wall 1 along the line A - A.
  • the heat shield plates 21, 22 are at connection points 5 screwed by screws 7 with the combustion chamber shell 3.
  • Helmholtz resonators 6 are arranged at the connection points 5, the means of screws 7 on the combustion chamber wall 1 are fixed.
  • a through hole or through hole 8 in the screws 7 serves as in the first embodiment as a resonator tube of the respective Helmholtz resonator 6. For the sake of simplicity, only one is shown in FIG the Helmholtz resonators 6 shown.
  • a resonator 15 over several Screws 7 expands.
  • all screws 7, over which the resonator 15 extends, with through holes be provided and thus form resonator tubes.
  • only a few or even only one only one of the screws 7, over which the resonator 15 extends to be provided with a through hole 8.
  • the remaining Screws 7 then serve only as mounting screws for the heat shield plates or for the heat shield plates 21, 22 and the Helmholtz resonator.
  • a controller (not shown) is provided by means of of which the adjustment of the resonator volume are controlled can.
  • an automatic adjustment or regulation is possible. It can, for example, an electric motor, a hydraulic Adjusting device or a pneumatic adjusting device used become. Through a controlled automatic adjustment is the effort for subsequent adjustment of the resonator frequency kept very low. The scheme can done online during operation. With a fully automatic Regulation can be continuous or in certain Time intervals adjustment to the strongest vibration frequency respectively.
  • an altered fuel composition reacts and a Adjustment of the resonant frequency can be performed.
  • the simple one Adjustability is particularly advantageous in the Prototype testing and also during the commissioning of a gas turbine.
  • a significant advantage of easy adjustability does not just result from the operation with different ones Fuels, but also in widely different Operating conditions, caused e.g. through significant changes the ambient temperature.
  • a Helmholtz resonator 6 by replacing the screw with through hole switched off against a screw without through hole become.
  • the resonator 6 also completely be removed.
  • the invention is particularly suitable for use in Ring combustion chambers with metallic heat shields or at the so-called inlet shells of the combustion chambers with ceramic Heat shields ("stones").

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Abstract

The combustion chamber for a gas turbine has a cooled chamber element (7) and at least one damper to reduce thermo-acoustic vibrations. The damper has an opening (10) into the chamber and integrated into the chamber. The opening has a closure air inlet (18) to prevent egress of heated gases from the combustion chamber.

Description

Brennkammer mit einer Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung von thermoakustischen SchwingungenCombustion chamber with a damping device for damping of thermoacoustic vibrations

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkammer mit einer Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung von thermoakustischen Schwingungen, insbesondere für eine Gasturbine, sowie eine Gasturbine mit einer solchen Brennkammer.The present invention relates to a combustion chamber with a Damping device for damping thermoacoustic Vibrations, especially for a gas turbine, and a Gas turbine with such a combustion chamber.

Eine Gasturbinenanlage umfasst z.B. einen Verdichter, eine Brennkammer und eine Turbine. Im Verdichter erfolgt ein Verdichten von angesaugter Luft, welcher anschließend ein Brennstoff beigemischt wird. In der Brennkammer wird das Gemisch verbrannt, wobei die Verbrennungsabgase der Turbine zugeführt werden. Von der Turbine wird den Verbrennungsabgasen thermische Energie entzogen und in mechanische Energie umgesetzt.A gas turbine plant comprises e.g. a compressor, one Combustion chamber and a turbine. The compressor is compressed sucked air, which subsequently a fuel is added. In the combustion chamber is the mixture burned, with the combustion exhaust gases supplied to the turbine become. From the turbine, the combustion exhaust gases become thermal Deprived of energy and converted into mechanical energy.

Um bei den während des Verbrennungsprozesses vorherrschenden hohen Temperaturen die Funktionssicherheit der Brennkammer dauerhaft zu gewährleisten, wird eine Anzahl von Elementen der Brennkammer mit einem Kühlmassenstrom aus Kühlluft gekühlt. Die Kühlluft dient auch zum Sperren von Öffnungen, bspw. von Spalten zwischen zwei aneinandergrenzenden Hitzeschildelementen einer Brennkammer, d.h. zum Verhindern, dass heißes Gas aus der Brennkammer in die Öffnung eindringt. Dadurch wird die Luftzufuhr zum Brenner reduziert und die Emission von Schadstoffen, wie Stickoxiden, nimmt zu.To prevail at the during the combustion process high temperatures the reliability of the combustion chamber Permanently ensuring is a number of elements the combustion chamber cooled with a cooling mass flow of cooling air. The cooling air also serves to block openings, for example, gaps between two adjoining heat shield elements a combustion chamber, i. to prevent that hot gas from the combustion chamber enters the opening. Thereby the air supply to the burner is reduced and the emission Pollutants, such as nitrogen oxides, are increasing.

Um die Schadstoffemissionen von Gasturbinen zu verringern, wird in modernen Anlagen der Kühlmassenstrom verringert. Dadurch wird auch die akustische Dämpfung verringert, so dass thermoakustische Schwingungen zunehmen können. Dabei kann es zu einer sich aufschaukelnden Wechselwirkung zwischen thermischen und akustischen Störungen kommen, die hohe Belastungen der Brennkammer und wiederum steigende Emissionen verursachen können. To reduce the pollutant emissions of gas turbines, In modern plants, the cooling mass flow is reduced. Thereby also reduces the acoustic attenuation, so that thermoacoustic vibrations can increase. It can to a swelling interaction between thermal and acoustic interference come, the high loads the combustion chamber and in turn cause rising emissions can.

Außerdem führen Schwankungen in der Brennstoffqualität und sonstige thermische oder akustische Störungen zu Schwankungen in der freigesetzten Wärmemenge und damit der thermodynamischen Leistung der Anlage. Dabei liegt eine Wechselwirkung von akustischen und thermischen Störungen vor, die sich aufschwingen können. Derartige thermoakustische Schwingungen in den Brennkammern von Gasturbinen - oder auch Strömungsmaschinen im allgemeinen - stellen ein Problem bei dem Entwurf und bei dem Betrieb von neuen Brennkammern, Brennkammerteilen und Brennern für derartige Gasturbinen dar.In addition, fluctuations in fuel quality and lead other thermal or acoustic disturbances to fluctuations in the amount of heat released and thus the thermodynamic Performance of the plant. There is an interaction of acoustic and thermal disturbances that soar can. Such thermoacoustic vibrations in the combustion chambers of gas turbines - or turbomachinery in general - pose a problem in the design and in the operation of new combustors, combustor parts and Burners for such gas turbines.

Zum Verringern von thermoakustischen Schwingungen werden deshalb im Stand der Technik z.B. Helmholtz-Resonatoren zur Dämpfung der Schwingungen eingesetzt. Ein Helmholtz-Resonator umfasst In der Regel ein Volumen mit darin befindlicher Luft oder einem anderen Gas. An das Volumen schließt sich ein Rohr, das sog. Resonatorrohr an, in dem sich ebenfalls Luft bzw. Gas befindet und das in die Brennkammer mündet. Die Luft bzw. das Gas im Volumen und im Resonatorrohr bilden ein Feder-Masse-System, wobei die Luft bzw. das Gas im Volumen die Feder und die Luft bzw. das Gas im Resonatorrohr die Masse bildet. Wenn das Feder-Masse-System mit einer Resonanzfrequenz schwingt, die durch das Volumen, die Querschnittsfläche des Resonatorrohres und die Länge des Resonatorrohres bestimmt ist, verhält sich der Helmholtz-Resonator wie eine Öffnung mit unendlicher Länge, die verhindert dass sich eine stehende Welle mit der Resonanzfrequenz ausbilden kann. Das Entstehen von thermoakustischen Schwingungen, welche im Wesentlichen stehende Wellen sind, kann so für Frequenzen, die der Resonanzfrequenz des Helmholtz-Resonators entsprechen oder in deren Nähe liegen, wirksam unterdrückt werden.Therefore, to reduce thermoacoustic vibrations in the prior art e.g. Helmholtz resonators for Damping of the vibrations used. A Helmholtz resonator Usually includes a volume with air in it or another gas. The volume is followed Tube, the so-called. Resonatorrohr, in which also air or gas and that opens into the combustion chamber. The air or the gas in the volume and in the resonator tube form a spring-mass system, wherein the air or the gas in the volume Spring and the air or the gas in the resonator tube the mass forms. If the spring-mass system with a resonant frequency vibrates, passing through the volume, the cross-sectional area of the resonator tube and the length of the resonator tube determined is, behaves the Helmholtz resonator like a Opening with infinite length, which prevents a standing wave with the resonant frequency can form. The Emerge of thermo-acoustic vibrations, which essentially standing waves can be so for frequencies that correspond to the resonant frequency of the Helmholtz resonator or in their vicinity, are effectively suppressed.

Die zur Brennkammer hin offenen Mündungen der Helmholtz-Resonatoren erfordern jedoch zusätzliche Sperrluft, wodurch die Verbrennungstemperatur wieder erhöht wird. Als Folge dieser Erhöhung steigt der Anteil der Stickoxide in den Verbrennungsabgasen an.The mouths of the Helmholtz resonators open towards the combustion chamber however, require additional sealing air, thereby the combustion temperature is increased again. As a result of this Increases increase the proportion of nitrogen oxides in the combustion exhaust gases at.

Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Brennkammer mit einer Dämpfungseinrichtung, insbesondere für eine Gasturbine, zur Verfügung zu stellen.It is therefore the object of the present invention to provide a improved combustion chamber with a damping device, in particular for a gas turbine.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Gasturbine zur Verfügung zu stellen.It is another object of the present invention to provide a to provide improved gas turbine.

Erfindungsgemäß wird die erste Aufgabe durch eine Brennkammer nach Anspruch 1 gelöst, die zweite Aufgabe durch eine Gasturbine nach Anspruch 13. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.According to the invention, the first object is achieved by a combustion chamber solved according to claim 1, the second object by a gas turbine according to claim 13. The dependent claims contain advantageous developments of the invention.

Eine erfindungsgemäße Brennkammer umfasst mindestens ein zu kühlendes Brennkammerelement und wenigstens eine Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung thermoakustischer Schwingungen mit einer zur Brennkammer hin offenen Mündung. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass die Mündung in das zu kühlende Brennkammerelement integriert ist.A combustion chamber according to the invention comprises at least one cooling combustion chamber element and at least one damping device for damping thermoacoustic vibrations with a mouth open to the combustion chamber. It stands out characterized in that the mouth into the combustion chamber element to be cooled is integrated.

Dadurch, dass die Dämpfungseinrichtung in ein zu kühlendes Brennkammerelement integriert ist, erhöht sich die in die Brennkammer eintretende Luftmenge aufgrund des Vorhandenseins des Dämpfungselementes wenn überhaupt, nur geringfügig. Dies resultiert daraus, dass zum Kühlen des Brennkammerelementes alleine sowieso ein Kühlluftstrom nötig ist, der nun gleichzeitig auch zum Sperren der Mündung der Dämpfungseinrichtung dient. Die Verbrennungstemperatur - und damit die Schadstoffbelastung der Verbrennungsabgase - wird daher nicht oder nur geringfügig gesteigert.Characterized in that the damping device in a to be cooled Combustion chamber element is integrated, which increases in the Combustion chamber entering amount of air due to the presence of the damping element, if any, only slightly. This results from the fact that for cooling the combustion chamber element alone anyway a cooling air flow is needed, now at the same time also for locking the mouth of the damping device serves. The combustion temperature - and thus the pollutant load the combustion gases - is therefore not or only slightly increased.

Zum Zuführen der Sperrluft kann der Mündung in der erfindungsgemäßen der Brennkammer eine Sperrluftzufuhr zugeordnet sein. Diese dient dann gleichzeitig als Kühlluftzufuhr für das Kühlen des zu kühlenden Brennkammerelementes. In einer vorteilhaften Weiterbildung kann der Mündung außerdem eine Brennstoffzufuhr derart zugeordnet sein, dass der Sperrluft Brennstoff beigemischt wird. Das Beimischen von Brennstoff zur Sperrluft führt zu einer Absenkung der Verbrennungstemperatur im Hauptbrenner und somit zu einer Verringerung des Schadstoffanteils der Verbrennungsabgase.For supplying the sealing air, the mouth in the inventive the combustion chamber associated with a blocking air supply be. This then serves as a cooling air supply for the cooling of the combustion chamber element to be cooled. In a advantageous development of the mouth also a Be assigned fuel supply such that the sealing air Fuel is added. The addition of fuel to the blocking air leads to a lowering of the combustion temperature in the main burner and thus to a reduction of Pollutant content of the combustion gases.

In einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Brennkammer eine Brennkammerwandung, welche eine Brennkammerschale und eine mittels zu kühlenden Befestigungselementen an der Brennkammerschale befestigte Brennkammerauskleidung umfasst, auf. Die Brennkammerauskleidung kann bspw. ein Hitzeschild sein, insbesondere ein keramischer oder metallischer Hitzeschild. Die Mündung der mindestens einen Dämpfungseinrichtung ist in dieser Ausgestaltung in ein Befestigungselement zum Befestigen der Brennkammerauskleidung an der Brennkammerschale integriert. Mit anderen Worten, in dieser Ausgestaltung ist das zu kühlende Brennkammerelement als Befestigungselement zum Befestigen der Brennkammerauskleidung ausgebildet. Da die Befestigungselemente sowieso vorhanden sind und einer Kühlung bedürfen, erfordert das Integrieren der Mündung in ein Befestigungselement lediglich eine Umgestaltung des Befestigungselementes, bspw. indem Befestigungsschrauben mit einer axialen Bohrung oder einer sonstigen axialen Durchgangsöffnung versehen werden, so dass sie als Mündung des Dämpfungselementes dienen können. Weitere Umgestaltungen des Inneren der Brennkammer sind in dieser Ausgestaltung nicht nötig. Außer als Befestigungsschraube kann das Befestigungselement auch als ein Befestigungselement, welches wenigstens eine Schiebesitzeinrichtung umfasst, ausgestaltet sein. Eine Schiebesitzeinrichtung befindet sich häufig bspw. am Übergang vom sogenannten "Basket" zum sog. "Transitionpiece" in einer Silobrennkammer. Außer am Übergang vom "Basket" zum "Transitionpiece" kann die Dämpfungseinrichtung auch am Übergang von der Brennkammer zur ersten Leitschauffelreihe angeordnet sein. Dort werden in der Regel recht hohe Sperrluftströme benötigt. Das gilt für Ringbrennkammern und auch für Silobrennkammern. In one embodiment of the invention, the combustion chamber a combustion chamber wall, which is a combustion chamber shell and a means of cooling to be cooled fasteners on the combustion chamber shell fastened combustion chamber lining, on. The combustion chamber lining may, for example, be a heat shield, in particular a ceramic or metallic heat shield. The mouth of the at least one damping device is in this embodiment in a fastener for fastening the combustion chamber lining integrated on the combustion chamber shell. In other words, in this embodiment, that is to be cooled combustion chamber element as a fastener for Attach the combustion chamber lining formed. Because the fasteners anyway there are and a cooling require integrating the muzzle into a fastener only a redesign of the fastener, For example, by fastening screws with an axial Bore or other axial passage opening be provided so that they serve as the mouth of the damping element can serve. Further transformations of the interior of the Combustion chamber are not necessary in this embodiment. Except as a fastening screw, the fastener can also as a fastening element, which at least one sliding seat device includes, be configured. A sliding seat device is often located, for example, at the transition from the so-called "Basket" to the so-called "Transitionpiece" in a silo-burning chamber. Except at the transition from "Basket" to "Transitionpiece" the damping device can also at the transition from the Combustion chamber be arranged to the first Leitschauffelreihe. As a rule, quite high blocking air flows are needed there. This applies to ring combustion chambers and also for silo separation chambers.

In der erfindungsgemäßen Brennkammer kann das Dämpfungselement insbesondere derart ausgestaltet sein, dass das zu kühlende Brennkammerelement einen Teil der Dämpfungseinrichtung bildet. Bspw. kann eine Befestigungsschraube mit axialer Durchgangsbohrung das Resonatorrohr eines Helmholtz-Resonators bilden.In the combustion chamber according to the invention, the damping element be configured in particular such that the to be cooled Combustor element part of the damping device forms. For example. can be a fixing screw with axial Through hole the resonator tube of a Helmholtz resonator form.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Dämpfungseinrichtung als Helmholtz-Resonator, insbesondere als Helmholtz-Resonator mit veränderbarer Resonanzfrequenz ausgeführt. Beispielsweise kann die Veränderbarkeit der Resonanzfrequenz dadurch erreicht werden, dass das Volumen des Helmholtz-Resonators veränderbar ausgestaltet ist. Eine Volumenänderung kann z.B. über eine verstellbare Rückwand des Resonators erzielt werden.In one embodiment of the invention, the damping device as a Helmholtz resonator, in particular as a Helmholtz resonator implemented with variable resonance frequency. For example can the variability of the resonance frequency thereby be achieved that the volume of the Helmholtz resonator is designed changeable. A volume change can e.g. achieved via an adjustable rear wall of the resonator become.

Der Helmholtz-Resonator kann auch mehrere Mündungen umfassen, die jeweils in ein zu kühlendes Brennkammerelement integriert sind. Bspw. können mehrere Resonatorrohre desselben Helmholtz-Resonators in verschiedene Befestigungsschrauben integriert sein.The Helmholtz resonator may also include multiple orifices, each integrated into a combustion chamber element to be cooled are. For example. can several resonator tubes of the same Helmholtz resonator integrated in various fixing screws be.

In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist die Dämpfungseinrichtung als λ/4-Rohr, also als Rohr mit einem viertel der Wellenlänge der zu dämpfenden Schwingung, ausgebildet.In an alternative embodiment of the invention is the Damping device as λ / 4 pipe, so as a pipe with a quarter of the wavelength of the vibration to be damped formed.

Eine erfindungsgemäße Gasturbine umfasst wenigstens eine erfindungsgemäße Brennkammer.A gas turbine according to the invention comprises at least one inventive Combustion chamber.

Obwohl die Erfindung hier insgesamt mit Bezug auf Brennkammern von Gasturbinen beschrieben wird, ist der Einsatz nicht auf Gasturbinen beschränkt. Es ist ebenso möglich, die Erfindung bei anderen Turbinen und Strömungsmaschinen bzw. bei Brennkammern im Allgemeinen einzusetzen. Although the invention is here in its entirety with respect to combustors is described by gas turbines, the use is not limited to gas turbines. It is also possible the invention in other turbines and turbomachinery or at To use combustors in general.

Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen.Other features, characteristics and advantages of the present Invention will become apparent from the following description of Embodiments with reference to the accompanying Drawings.

Fig. 1 zeigt als ein erstes Ausführungsbeispiel einen Ausschnitt aus der Brennkammerwandung einer erfindungsgemäßen Brennkammer in einer stark schematischen Darstellung.Fig. 1 shows a detail as a first embodiment from the combustion chamber wall of an inventive Combustion chamber in a highly schematic representation.

Fig. 2 zeigt eine Ansicht der Brennkammerwandung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung von der Brennkammerinnenseite her gesehen.Fig. 2 shows a view of the combustion chamber wall of a second Embodiment of the invention of the combustion chamber inside seen here.

Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht der in Fig. 2 dargestellten Brennkammerwandung.FIG. 3 shows a side view of that shown in FIG. 2 Combustion chamber wall.

In Figur 1 ist als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung eine erfindungsgemäße Brennkammer einer Gasturbine dargestellt. Die Figur zeigt einen Ausschnitt aus der Brennkammerwandung 1, welche eine Brennkammerschale 3 und einen metallischen Hitzeschild 4 umfasst. Der metallische Hitzeschild 4 ist aus einer Anzahl von Hitzeschildelementen 2 aufgebaut, die jeweils mittels einer Schraube 7 als Befestigungselement an einer Verbindungsstelle 5 an der Brennkammerschale 3 fixiert sind. Die Schrauben 7 stellen wie die Hitzeschildelemente 2 mittels Kühlluft zu kühlende Brennkammerelemente dar.In Figure 1 is as a first embodiment of the invention a combustion chamber of a gas turbine according to the invention shown. The figure shows a section of the combustion chamber wall 1, which is a combustion chamber shell 3 and a metallic Heat shield 4 includes. The metallic heat shield 4 is composed of a number of heat shield elements 2, each by means of a screw 7 as a fastener fixed to a connection point 5 on the combustion chamber shell 3 are. Set the screws 7 like the heat shield elements 2 by means of cooling air to be cooled combustion chamber elements.

Zur Dämpfung von akustischen Schwingungen in der Brennkammer ist diese mit mindestens einer Dämpfungseinrichtung, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel als in die Brennkammer mündender Helmholtz-Resonator 6 ausgebildet ist, ausgestattet. Der Helmholtz-Resonator 6 ist im Bereich einer Verbindungsstelle 5 an der Brennkammerwandung 1 angebracht. Er wird mittels eines Befestigungselementes oder mehrerer Befestigungselemente (nicht dargestellt) an der Brennkammerwandung 1 gehalten. In einer alternativen Ausgestaltung ist es auch möglich, den Helmholtz-Resonator 6 mittels der Schraube 7 an der Brennkammerwandung 1 zu halten. In diesem Fall dient die Schraube 7 dann sowohl zum Halten des Hitzeschildelementes 2 als auch zum Halten des Helmholtz-Resonators 6, so dass ein zusätzliches Befestigungselement zum Halten des Helmholtz-Resonators 6 nicht nötig ist.For damping of acoustic vibrations in the combustion chamber this is with at least one damping device, which in the present embodiment as opening into the combustion chamber Helmholtz resonator 6 is formed, equipped. The Helmholtz resonator 6 is in the region of a connection point 5 attached to the combustion chamber wall 1. He is using a fastener or more fasteners (not shown) on the combustion chamber wall. 1 held. In an alternative embodiment it is too possible, the Helmholtz resonator 6 by means of the screw 7 at the combustion chamber wall 1 to keep. In this case, the serves Screw 7 then both for holding the heat shield element. 2 as well as for holding the Helmholtz resonator 6, so that a additional fastening element for holding the Helmholtz resonator 6 is not necessary.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel können auch weitere an Verbindungsstellen 5 angebrachte Dämpfungseinrichtungen vorhanden sein.In the present embodiment, also at Junctions 5 attached damping devices available be.

Der Helmholtz-Resonator 6 umfasst einen Resonatorraum 15 und ein Resonatorrohr, auch Resonatorhals genannt. Das Resonatorrohr wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel von der Schraube 7 gebildet, die zu diesem Zweck eine Durchgangsbohrung 8 aufweist. Ein Ende 9 der Durchgangsbohrung 8 mündet in den Resonatorraum 15. Das andere Ende 10 der Durchgangsbohrung 8 mündet in die Brennkammer und stellt die Mündung des Helmholtz-Resonators 6 in die Brennkammer dar. Die Dämpfungswirkung des Helmholtz-Resonators 6 beruht darauf, dass sich die im Resonatorraum 15 und im Resonatorrohr 8 befindliche Luft wie ein Feder-Masse-System verhält. Dabei stellt die im Resonatorraum 15 befindliche Luft die Feder und die im Resonatorrohr 8 befindliche Luft die Masse dieses Systems dar. Wenn dieses Feder-Masse-System mit einer Resonanzfrequenz schwingt, die durch das Volumen V des Resonatorraumes 15, die Querschnittsfläche F der Durchgangsbohrung 8, und durch die Länge L der Durchgangsbohrung 8 (also der Schraube 7) bestimmt ist, verhält sich der Helmholtz-Resonator 6 wie eine Öffnung mit unendlicher Länge, so dass sich keine stehende Welle mit der Resonanzfrequenz ausbilden kann. Das entstehen von thermoakustischen Schwingungen, welche im Wesentlichen stehende Wellen sind, kann so für Frequenzen, die der Resonanzfrequenz des Helmholtz-Resonators entsprechen oder in deren Nähe liegen, wirksam unterdrückt werden.The Helmholtz resonator 6 comprises a resonator 15 and a resonator tube, also called resonator neck. The resonator tube is in the present embodiment of the screw 7 formed, which for this purpose a through hole. 8 having. One end 9 of the through hole 8 opens into the Resonator space 15. The other end 10 of the through hole. 8 opens into the combustion chamber and forms the mouth of the Helmholtz resonator 6 in the combustion chamber. The damping effect Helmholtz resonator 6 is based on the fact that the in the resonator 15 and in the resonator tube 8 located air how a spring-mass system behaves. It represents in the Resonatorraum 15 located air the spring and the resonator tube 8 is the mass of this system. If this spring-mass system with a resonant frequency vibrates, which by the volume V of the resonator 15, the Cross-sectional area F of the through hole 8, and through the Length L of the through hole 8 (ie the screw 7) determined is, behaves the Helmholtz resonator 6 like a Opening with infinite length, so that no standing Shaft with the resonant frequency can form. That arise of thermoacoustic vibrations, which essentially standing waves can be so for frequencies that the resonance frequency correspond to the Helmholtz resonator or in whose Lie close, be effectively suppressed.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Resonator 6 im Wesentlichen zylindersymmetrisch zur Schraube 7 ausgeführt. In the illustrated embodiment, the resonator 6 in Substantially cylindrically symmetric to the screw 7 executed.

Es sind aber auch Ausgestaltungen möglich, die keine Symmetrie aufweisen.But there are also embodiments possible, the no symmetry exhibit.

Durch Anpassen der Länge L der Schraube 7 und der Höhe H, mit der die Schraube 7 in den Resonatorraum 15 hinein ragt, und/oder der Querschnittsfläche F der Durchgangsbohrung 8 und/oder des Volumens V des Resonatorraumes 15 kann die Resonanzfrequenz des Helmholtz-Resonators 6 eingestellt werden. Z.B. führt ein Vergrößern des Volumens V des Resonatorraumes 15 oder der Länge L des der Schraube 7 zu einer verringerten Resonanzfrequenz. Ein Vergrößern der Querschnittsfläche F der Durchgangsbohrung 8 führt dagegen zu einer vergrößerten Resonanzfrequenz.By adjusting the length L of the screw 7 and the height H, with which projects the screw 7 into the resonator chamber 15, and / or the cross-sectional area F of the through-hole 8 and / or the volume V of the resonator 15, the resonant frequency of the Helmholtz resonator 6 can be adjusted. For example, leads to an increase in the volume V of the resonator cavity 15 or the length L of the screw 7 to a reduced Resonance frequency. An enlargement of the cross-sectional area F of Through hole 8, however, leads to an increased resonant frequency.

Um die Resonanzfrequenz des Helmholtz-Resonators einzustellen, sind verschiedene Vorgehensweisen möglich.To set the resonance frequency of the Helmholtz resonator, Different approaches are possible.

Zum Verändern des Volumens V des Resonatorraumes 15 kann bspw. die Rückwand 17 des Helmholtz-Resonators 6 verstellbar ausgebildet sein. An der zylindrischen Seitenwand 12 des Helmholtz-Resonators 6 ist dann bspw. ein Gewinde 16 vorhanden, in welches ein passendes Gegengewinde der Rückwand 17 eingreift. Durch Verdrehen der Rückwand 17, was auch automatisch über einen nicht dargestellten Elektromotor erfolgen kann, kann das Volumen V des Resonatorraumes 15 und damit die Resonatorfrequenz in gewünschter Weise verändert werden. Es ist aber auch möglich, das Volumen durch Austausch des Resonatorraumes 15 gegen einen Resonatorraum 15 mit anderem Volumen zu verändern.For changing the volume V of the resonator 15 can For example, the rear wall 17 of the Helmholtz resonator 6 adjustable be educated. On the cylindrical side wall 12 of the Helmholtz resonator 6 is then, for example, a thread 16 present, in which a matching mating thread of the rear wall 17th intervenes. By turning the rear wall 17, which also automatically done via an electric motor, not shown can, the volume V of the resonator 15 and thus the Resonator frequency can be changed in the desired manner. But it is also possible, the volume by replacing the resonator 15 against a resonator 15 with another volume to change.

Außerdem kann durch Austausch der Schraube 7 die Länge L der Schraube und/oder die Querschnittsfläche F der Durchgangsbohrung 8 verändert werden. So kann z.B., um die Resonanzfrequenz zu erhöhen, eine Schraube 7 eingesetzt werden, deren Bohrung 8 eine größere Querschnittsfläche F als die zuvor eingesetzte Schraube 7 aufweist. Es kann zum gleichen Zweck aber auch eine Schraube 7 mit geringerer Länge L eingesetzt werden. Auch durch Einstellen der Höhe H, mit der die Schraube 7 in den Resonatorraum 15 hinein ragt, mittels der Wahl einer geeigneten Schraube 7 kann die Resonanzfrequenz des Helmholtz-Resonators 6 beeinflusst werden.In addition, by replacing the screw 7, the length L of Screw and / or the cross-sectional area F of the through hole 8 are changed. For example, around the resonant frequency To increase, a screw 7 are used, whose Bore 8 has a larger cross-sectional area F than previously used screw 7 has. It can be for the same purpose but also a screw 7 with a shorter length L used become. Also, by adjusting the height H, with the screw 7 protrudes into the resonator 15 in by means of choice a suitable screw 7, the resonance frequency of Helmholtz resonator 6 can be influenced.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Resonatorraum 15 an der kalten Seite, d.h. an der der Brennkammer abgewandten Außenseite der Brennkammerschale 3 angebracht und ragt in das Kompressorplenum 20 hinein. Um eine Luftzufuhr für eine Prallkühlung der Hitzeschildelemente 2 zu ermöglichen, sind zwischen dem Resonatorraum 15 und der Außenseite der Brennkammerschale 3 lokal Abstandshalter 19 angebracht, die einen Abstand zwischen der Brennkammerschale 3 und dem Resonatorraum 15 sicherstellen und so ein Strömen vom unter Druck stehender Kühlluft zwischen der Brennkammerschale 3 und dem Resonatorraum 15 ermöglichen. Durch Prallkühlungsbohrungen 14 kann Kühlluft dann vom Kompressorplenum 20 aus entlang der Strömungswege 13 an die dem Brennkammerinneren abgewandte Seite, die sog. Kaltseite der Hitzeschildelemente 2 geleitet werden, wo sie für eine Prallluftkühlung der Hitzeschildelemente 2 sorgt. Die Prallluft strömt nach dem Auftreffen auf die Kaltseiten entlang der Strömungspfade 23 durch Spalte zwischen benachbarten Hitzeschildelementen 2 in die Brennkammer ein, wobei sie die Spalte gegen ein Eindringen von heißem Gas der Brennkammer sperrt.In the present embodiment, the resonator 15 on the cold side, i. facing away from the combustion chamber Outside the combustion chamber shell 3 mounted and protrudes into the Compressor plenum 20 into it. To provide an air supply for a To allow impingement cooling of the heat shield elements 2, are between the resonator chamber 15 and the outside of the combustion chamber shell 3 locally mounted spacers 19, the one Distance between the combustion chamber shell 3 and the resonator chamber 15, thus ensuring a flow from the pressurized Cooling air between the combustion chamber shell 3 and the Resonatorraum 15 allow. By impingement cooling holes 14 Cooling air can then from the Kompressplplenum 20 out along the Flow paths 13 facing away from the combustion chamber interior Side, the so-called. Cold side of the heat shield elements 2 passed be where they are for an impingement air cooling of the heat shield elements 2 cares. The impingement air flows after hitting the cold sides along the flow paths 23 through gaps between adjacent heat shield elements 2 in the combustion chamber a, whereby the column against penetration of hot Gas of the combustion chamber locks.

Die Kühlung der Schraube 7 erfolgt zusammen mit dem Sperren der Mündung 10 des Helmholtz-Resonators 6 gegen ein Eindringen von heißem Gas. Die Luft strömt zuerst aus dem Kompressorplenum 20 durch die Öffnungen 18 (die die Sperrluftzufuhr bilden) in der Rückwand 17 des Resonatorraumes 15 in den Resonatorraum 15 und dann durch die Durchgangsbohrung 8 der Schraube 7 in die Brennkammer ein (Strömungspfad 11). Dadurch dass die Kühlung von Helmholtz-Resonator 6 und Schraube 7 mit derselben Kühlluft erfolgt, kann der Anteil an Kühlluft, die am Brenner vorbei geführt wird, gegenüber einer getrennten Kühlung von Helmholtz-Resonator 6 und Schraube 7, wie sie nötig wäre, wenn die Schraube 7 nicht gleichzeitig als Resonatorrohr diente, verringert werden.The cooling of the screw 7 takes place together with the lock the mouth 10 of the Helmholtz resonator 6 against ingress of hot gas. The air first flows out of the compressor plenum 20 through the openings 18 (which the sealing air supply form) in the rear wall 17 of the resonator 15 in the resonator 15 and then through the through hole 8 of the Screw 7 in the combustion chamber (flow path 11). Thereby that the cooling of Helmholtz resonator 6 and screw 7 with the same cooling air, the proportion of cooling air, the passed the burner, opposite a separate Cooling of Helmholtz resonator 6 and screw 7 as needed would be if the screw 7 is not at the same time as a resonator tube served, be reduced.

In Figuren 2 und 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel stark schematisch dargestellt. Gleiche oder ähnliche Komponenten werden der Einfachheit und der besseren Vergleichbarkeit halber mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel versehen.In FIGS. 2 and 3, a second embodiment is strong shown schematically. Same or similar components for simplicity and better comparability with the same reference numerals as in the first embodiment Mistake.

In Fig. 2 zeigt, vom Brennkammerinneren aus gesehen, einen Ausschnitt aus einer Brennkammerwandung 1, die mit metallischen Hitzeschildplatten 21, 22 als Hitzeschildelementen ausgekleidet ist. Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch die Brennkammerwandung 1 entlang der Linie A - A.In Fig. 2 shows, seen from the combustion chamber interior, a Section of a combustion chamber 1, with metallic Heat shield plates 21, 22 lined as heat shield elements is. Fig. 3 shows a section through the combustion chamber wall 1 along the line A - A.

Die Hitzeschildplatten 21, 22 sind an Verbindungsstellen 5 mittels Schrauben 7 mit der Brennkammerschale 3 verschraubt. An den Verbindungsstellen 5 sind Helmholtz-Resonatoren 6 angeordnet, die mittels der Schrauben 7 an der Brennkammerwandung 1 fixiert sind. Eine Durchgangsöffnung bzw. Durchgangsbohrung 8 in den Schrauben 7 dient wie im ersten Ausführungsbeispiel als Resonatorrohr des jeweiligen Helmholtz-Resonators 6. Der Einfachheit halber ist in Figur 3 lediglich einer der Helmholtz-Resonatoren 6 dargestellt.The heat shield plates 21, 22 are at connection points 5 screwed by screws 7 with the combustion chamber shell 3. Helmholtz resonators 6 are arranged at the connection points 5, the means of screws 7 on the combustion chamber wall 1 are fixed. A through hole or through hole 8 in the screws 7 serves as in the first embodiment as a resonator tube of the respective Helmholtz resonator 6. For the sake of simplicity, only one is shown in FIG the Helmholtz resonators 6 shown.

In einer Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiels ist es auch möglich, dass sich ein Resonatorraum 15 über mehrere Schrauben 7 ausdehnt. In diesem Fall können alle Schrauben 7, über die sich der Resonatorraum 15 erstreckt, mit Durchgangsbohrungen versehen sein und somit Resonatorrohre bilden. Alternativ ist es auch möglich, nur einige oder gar nur eine einzige der Schrauben 7, über die sich der Resonatorraum 15 erstreckt, mit einer Durchgangsbohrung 8 zu versehen. Die übrigen Schrauben 7 dienen dann lediglich als Befestigungsschrauben für den die Hitzeschildplatten oder für die Hitzeschildplatten 21, 22 und den Helmholtz-Resonator. In a modification of the second embodiment, it is also possible that a resonator 15 over several Screws 7 expands. In this case, all screws 7, over which the resonator 15 extends, with through holes be provided and thus form resonator tubes. alternative it is also possible, only a few or even only one only one of the screws 7, over which the resonator 15 extends to be provided with a through hole 8. The remaining Screws 7 then serve only as mounting screws for the heat shield plates or for the heat shield plates 21, 22 and the Helmholtz resonator.

In den beschriebenen Ausführungsbeispielen kann das Einstellen des Resonatorvolumens innerhalb von Betriebspausen mittels eines geeigneten Werkzeuges von Hand oder auch während des Betriebes erfolgen. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Steuerung (nicht dargestellt) vorgesehen, mittels derer das Verstellen des Resonatorvolumens gesteuert werden kann. Auch eine automatische Einstellung oder Regelung ist möglich. Es können bspw. ein Elektromotor, eine hydraulische Stelleinrichtung oder eine pneumatische Stelleinrichtung eingesetzt werden. Durch eine gesteuerte automatische Verstellung wird der Aufwand zur nachträglichen Einstellung der Resonatorfrequenz besonders gering gehalten. Die Regelung kann online während des Betriebes erfolgen. Mit einer vollautomatischen Regelung kann eine kontinuierliche oder in gewissen Zeitabständen erfolgende Justage auf die stärkste Schwingungsfrequenz erfolgen. Durch eine entsprechende Anpassung des Resonators 6 kann auf veränderte Bedingungen, wie z.B. eine veränderte Brennstoffzusammensetzung, reagiert und eine Anpassung der Resonanzfrequenz durchgeführt werden. Die einfache Verstellbarkeit ist insbesondere vorteilhaft bei der Prototyperprobung und auch bei der Inbetriebnahme einer Gasturbine. Ein erheblicher Vorteil der einfachen Einstellbarkeit ergibt sich nicht nur durch den Betrieb mit unterschiedlichen Brennstoffen, sondern auch bei stark unterschiedlichen Betriebsbedingungen, hervorgerufen z.B. durch erhebliche Änderungen der Umgebungstemperatur.In the described embodiments, the setting of the resonator volume within operating pauses by means of a suitable tool by hand or even while of the operation. In an advantageous embodiment a controller (not shown) is provided by means of of which the adjustment of the resonator volume are controlled can. Also an automatic adjustment or regulation is possible. It can, for example, an electric motor, a hydraulic Adjusting device or a pneumatic adjusting device used become. Through a controlled automatic adjustment is the effort for subsequent adjustment of the resonator frequency kept very low. The scheme can done online during operation. With a fully automatic Regulation can be continuous or in certain Time intervals adjustment to the strongest vibration frequency respectively. By an appropriate adjustment of the resonator 6 can be adapted to changing conditions, e.g. an altered fuel composition, reacts and a Adjustment of the resonant frequency can be performed. The simple one Adjustability is particularly advantageous in the Prototype testing and also during the commissioning of a gas turbine. A significant advantage of easy adjustability does not just result from the operation with different ones Fuels, but also in widely different Operating conditions, caused e.g. through significant changes the ambient temperature.

In den beschriebenen Ausführungsbeispielen kann ein Helmholtz-Resonator 6 durch Austausch der Schraube mit Durchgangsbohrung gegen eine Schraube ohne Durchgangsbohrung abgeschaltet werden. Alternativ kann der Resonator 6 auch ganz entfernt werden.In the described embodiments, a Helmholtz resonator 6 by replacing the screw with through hole switched off against a screw without through hole become. Alternatively, the resonator 6 also completely be removed.

Statt der beschriebenen Helmholtz-Resonatoren können auch andere Dämpfungseinrichtungen, bspw. λ/4-Rohre Verwendung finden. Instead of the described Helmholtz resonators can also others Damping devices, for example. Λ / 4-pipes are used.

Die Erfindung eignet sich insbesondere zur Anwendung bei Ringbrennkammern mit metallischen Hitzeschilden bzw. bei den sogenannten Einlaufschalen der Brennkammern mit keramischen Hitzeschilden ("Steinen").The invention is particularly suitable for use in Ring combustion chambers with metallic heat shields or at the so-called inlet shells of the combustion chambers with ceramic Heat shields ("stones").

Claims (13)

Brennkammer, insbesondere für eine Gasturbine, mit mindestens einem zu kühlenden Brennkammerelement (7) und wenigstens einer Dämpfungseinrichtung (6) zur Dämpfung thermoakustischer Schwingungen mit einer zur Brennkainnier hin offenen Mündung (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Mündung (10) in das zu kühlende Brennkammerelement (7) integriert ist.Combustion chamber, in particular for a gas turbine, with at least one to be cooled combustion chamber element (7) and at least one damping device (6) for damping thermoacoustic oscillations with a Brennkainnier towards open mouth (10), characterized in that the mouth (10) in the cooling combustion chamber element (7) is integrated. Brennkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mündung (10) eine Sperrluftzufuhr (18) zum Zuführen von die Mündung (10) gegen den Eintritt von heißem Gas aus der Brennkammer sperrenden Sperrluft zugeordnet ist.Combustion chamber according to claim 1, characterized in that the mouth (10) is associated with a blocking air supply (18) for supplying sealing air blocking the orifice (10) against the entry of hot gas from the combustion chamber. Brennkammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mündung (10) außerdem eine Brennstoffzufuhr derart zugeordnet ist, dass der Sperrluft Brennstoff beigemischt wird.Combustion chamber according to claim 2, characterized in that the mouth (10) is also associated with a fuel supply such that the sealing air fuel is admixed. Brennkammer nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Brennkammerwandung (1), welche eine Brennkammerschale (3) und eine mittels zu kühlenden Befestigungselementen (7) an der Brennkammerschale (3) befestigte Brennkammerauskleidung (4) umfasst, und dass die Mündung (10) der mindestens einen Dämpfungseinrichtung (6) in ein Befestigungselement (7) zum Befestigen der Brennkammerauskleidung (4) an der Brennkammerschale (3) integriert ist.Combustion chamber according to one of the preceding claims, characterized by a combustion chamber wall (1) which comprises a combustion chamber shell (3) and a combustion chamber lining (4) fastened to the combustion chamber shell (3) by means of fastening elements (7) to be cooled, and in that the mouth (10) the at least one damping device (6) is integrated in a fastening element (7) for fastening the combustion-chamber lining (4) to the combustion-chamber shell (3). Brennkammer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement eine Befestigungsschraube (7) ist.Combustion chamber according to claim 4, characterized in that the fastening element is a fastening screw (7). Brennkammer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement wenigstens eine Schiebesitzeinrichtung umfasst. Combustion chamber according to claim 4, characterized in that the fastening element comprises at least one sliding seat device. Brennkammer nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammerauskleidung ein Hitzeschild (4) ist.Combustion chamber according to one of claims 4 to 6, characterized in that the combustion chamber lining is a heat shield (4). Brennkammer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zu kühlende Brennkammerelement (7) einen Teil der Dämpfungseinrichtung (6) bildet.Combustion chamber according to one of the preceding claims, characterized in that the combustion chamber element (7) to be cooled forms part of the damping device (6). Brennkammer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung als Helmholtz-Resonator (6) ausgeführt ist.Combustion chamber according to one of the preceding claims, characterized in that the damping device is designed as a Helmholtz resonator (6). Brennkammer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Helmholtz-Resonator (6) als Helmholtz-Resonator mit veränderbarer Resonanzfrequenz ausgestaltet ist.Combustion chamber according to claim 9, characterized in that the Helmholtz resonator (6) is designed as a Helmholtz resonator with variable resonance frequency. Brennkammer nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, der Helmholtz-Resonator (6) mehrere Mündungen (10) zur Brennkammer hin umfasst, welche jeweils in ein zu kühlendes Brennkammerelement (7) integriert sind.Combustion chamber according to claim 9 or claim 10, characterized in that the Helmholtz resonator (6) comprises a plurality of orifices (10) towards the combustion chamber, which are each integrated in a combustion chamber element (7) to be cooled. Brennkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Dämpfungseinrichtung als λ/4-Rohr ausgebildet ist.Combustion chamber according to one of claims 1 to 8, characterized in that at least one damping device is designed as λ / 4 pipe. Gasturbine mit wenigstens einer Brennkammer nach einem der vorangehenden Ansprüche.Gas turbine with at least one combustion chamber after one of the preceding claims.
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