EP2921778A1 - Combustion chamber of a gas turbine - Google Patents

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EP2921778A1
EP2921778A1 EP15158426.5A EP15158426A EP2921778A1 EP 2921778 A1 EP2921778 A1 EP 2921778A1 EP 15158426 A EP15158426 A EP 15158426A EP 2921778 A1 EP2921778 A1 EP 2921778A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
combustion chamber
groove
shingle
base plate
wall
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP15158426.5A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Carsten Dr.-Ing. Clemen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Original Assignee
Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG filed Critical Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Publication of EP2921778A1 publication Critical patent/EP2921778A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/002—Wall structures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/42—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
    • F23R3/60—Support structures; Attaching or mounting means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/00017—Assembling combustion chamber liners or subparts

Definitions

  • the invention relates to a combustion chamber of a gas turbine with an outer combustion chamber wall and at least one shingle mounted thereon, and with a base plate.
  • combustion chamber shingles are fastened to a supporting structure of the combustion chamber outer wall, also referred to as a liner.
  • the combustion chamber shingles have a large number of effusion cooling holes on the side facing the combustion chamber. These effusion cooling holes serve to cool the shingle from the high temperatures in the combustion chamber.
  • the combustion chamber shingle has at least one mixing air hole, through which air is passed from the space surrounding the combustion chamber (annular channel / annulus) into the combustion chamber in order to cool the combustion gases and to abase the combustion. In particular, this results in a reduction of NOx formation in the combustion chamber.
  • the shingles are often provided with a ceramic coating, which acts as an insulating layer against the high temperatures in the combustion chamber.
  • the invention has for its object to provide a combustion chamber of a gas turbine, which avoids the disadvantages of the prior art with a simple structure and simple, cost manufacturability, in particular by means of additive manufacturing process and enables a reliable construction.
  • the shingle extends over the entire length of the combustion chamber and is mounted at its front and at its rear end in each case in a groove.
  • the groove is formed at the front end on the base plate of the combustion chamber, while the groove is provided at the rear end to the outer combustion chamber wall.
  • the inventive solution it is thus possible to dispense completely with the threaded bolt. Rather, the shingle is stored as an entire component only at its front and at its rear end. This allows a simple, inexpensive manufacture of the shingle.
  • the production of the combustion chamber according to the invention can be carried out in a simple manner, that the shingle is inserted with its rear end portion in the groove of the outer combustion chamber wall. Subsequently, the outer combustion chamber wall is mounted together with the shingles on the base plate by the front end portion of the shingle is inserted into the groove of the base plate. Subsequently, the outer combustion chamber wall is welded to the base plate.
  • the shingle according to the invention can be produced inexpensively by means of additive processes in vertical production.
  • the shingle thus has at its front and its rear end in each case a spring, which is inserted into the respective groove.
  • Both the spring and the groove may extend over the entire circumference or be formed segmented.
  • the gas turbine engine 110 is a generalized example of a turbomachine, in which the invention can be applied.
  • the engine 110 is formed in a conventional manner and comprises in succession an air inlet 111, a fan 112 circulating in a housing, a medium pressure compressor 113, a high pressure compressor 114, a combustion chamber 115, a high pressure turbine 116, a medium pressure turbine 117 and a low pressure turbine 118 and a Exhaust nozzle 119, which are all arranged around a central engine center axis 101.
  • the intermediate pressure compressor 113 and the high pressure compressor 114 each include a plurality of stages, each of which includes a circumferentially extending array of fixed stationary vanes 120, commonly referred to as stator vanes, that radially inwardly from the engine casing 121 into an annular flow passage through the compressors 113, 114 protrude.
  • the compressors further include an array of compressor blades 122 projecting radially outward from a rotatable drum or disc 125 coupled to hubs 126 of high pressure turbine 116 and intermediate pressure turbine 117, respectively.
  • the turbine sections 116, 117, 118 have similar stages, comprising an array of fixed vanes 123 projecting radially inward from the housing 121 into the annular flow passage through the turbines 116, 117, 118, and a downstream array of turbine blades 124 projecting outwardly from a rotatable hub 126.
  • the compressor drum or compressor disk 125 and the vanes 122 disposed thereon and the turbine rotor hub 126 and the Turbine blades 124 disposed thereon rotate about the engine centerline 101 during operation.
  • the Fig. 2 shows a simplified enlarged view of a known from the prior art combustion chamber 1.
  • This includes a heat shield 2, a combustion chamber head 3 and a combustion chamber seal 4.
  • an outer combustion chamber wall 9 is provided, in which Zumischlöcher 5 are formed. The presentation of effusion holes and impingement cooling holes has been omitted for clarity.
  • the combustion chamber wall 9 is supported by means of combustion chamber suspensions 10 and combustion chamber flanges 11, as known from the prior art.
  • shingles 8 are arranged, which are integrally provided with bolts 6 and by means of nuts 7, which pass through holes in the combustion chamber wall 9, are secured.
  • the combustion chamber wall 9 is connected at its front end region with a base plate 12, usually welded.
  • Fig. 3 and 4 show the inventive design of the combustion chamber. The same parts are provided with the same reference numerals.
  • the base plate 12 connected to the combustion chamber head 3 has a groove 15 at its circumference.
  • a spring 16 can be inserted, which is formed at the front end of the shingle 8.
  • the shingle 8 extends over the entire length of the combustion chamber and also has a spring 16 at its rear end. This is also inserted into a groove 15, which is formed at the rear end portion of the combustion chamber wall 9.
  • cooling air is introduced through impingement cooling holes 19.
  • the cooling air flows through effusion holes 20 through the shingle 8 to cool it.
  • the Fig. 3 shows a state in which the shingle 8 is inserted by means of its rear spring 16 in the groove of the combustion chamber wall 9. To secure a temporary locking pin 22 may serve. The combustion chamber wall 9 is then pushed together with the shingle 8 on the base plate 12. Then the combustion chamber wall 9 can be welded to the combustion chamber head 3. Thus, the results in Fig. 4 shown completed condition.
  • the reference numeral 13 shows a weld 13 between the combustion chamber head 3 and the combustion chamber wall 9. The weld 13 is attached to a in Fig. 3 shown welding surface 14 is formed.
  • FIGS. 5 and 6 This is, as mentioned, inserted by means of its spring 16 in the groove 15 of the combustion chamber wall 9. For cooling this area additional cooling holes 21 may be provided.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkammer einer Gasturbine mit einer äußeren Brennkammerwand (9) und zumindest einer an dieser gelagerten Schindel (8) sowie mit einer Grundplatte (12) und einem Brennkammerkopf (3), dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schindel (8) über die gesamte Länge der Brennkammer (1) erstreckt und an ihrem, bezogen auf die Durchströmungsrichtung der Brennkammer (1), vorderen Ende in einer Nut (15) der Grundplatte (12) und an ihrem hinteren Ende in eine Nut (15) der äußeren Brennkammerwand (9) gehalten ist.The invention relates to a combustion chamber of a gas turbine with an outer combustion chamber wall (9) and at least one shingle (8) mounted thereon, and with a base plate (12) and a combustion chamber head (3), characterized in that the shingle (8) extends over the entire length of the combustion chamber (1) and at its, relative to the flow direction of the combustion chamber (1), the front end in a groove (15) of the base plate (12) and at its rear end in a groove (15) of the outer Combustion chamber wall (9) is held.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkammer einer Gasturbine mit einer äußeren Brennkammerwand und zumindest einer an dieser gelagerten Schindel, sowie mit einer Grundplatte.The invention relates to a combustion chamber of a gas turbine with an outer combustion chamber wall and at least one shingle mounted thereon, and with a base plate.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, dass Brennkammerschindeln an einer tragenden Struktur der Brennkammeraußenwand, auch als Liner bezeichnet, befestigt sind. Die Brennkammerschindeln weisen eine große Anzahl an Effusionskühllöchern an der zur Brennkammer gerichteten Seite auf. Diese Effusionskühllöcher dienen dazu, die Schindel gegenüber den hohen Temperaturen in der Brennkammer zu kühlen. Weiterhin weist die Brennkammerschindel zumindest ein Mischluftloch auf, durch welches Luft aus dem die Brennkammer außen umgebenden Raum (Ringkanal/Annulus) in die Brennkammer geleitet wird, um die Verbrennungsgase abzukühlen und die Verbrennung abzumagern. Hierdurch erfolgt insbesondere eine Reduktion der NOx-Bildung in der Brennkammer. Zusätzlich zu der Kühlung durch die Effusionskühllöcher sind die Schindeln häufig mit einer keramischen Beschichtung versehen, welche als Dämmschicht gegen die hohen Temperaturen in der Brennkammer wirkt.It is known from the prior art that combustion chamber shingles are fastened to a supporting structure of the combustion chamber outer wall, also referred to as a liner. The combustion chamber shingles have a large number of effusion cooling holes on the side facing the combustion chamber. These effusion cooling holes serve to cool the shingle from the high temperatures in the combustion chamber. Furthermore, the combustion chamber shingle has at least one mixing air hole, through which air is passed from the space surrounding the combustion chamber (annular channel / annulus) into the combustion chamber in order to cool the combustion gases and to abase the combustion. In particular, this results in a reduction of NOx formation in the combustion chamber. In addition to the cooling by the Effusionskühllöcher the shingles are often provided with a ceramic coating, which acts as an insulating layer against the high temperatures in the combustion chamber.

Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen erfolgt die Befestigung der Brennkammerschindel an der Brennkammeraußenwand mittels Gewindestiften. Diese sind integrale Bestandteile der meist als Gussteile ausgebildeten Schindeln und weisen ein Gewinde auf. Durch ein Loch in der Brennkammeraußenwand werden die Gewindestifte durchgeführt und von der Außenseite her mittels einer Mutter an der Brennkammeraußenwand fixiert.In the solutions known from the prior art, the fastening of the combustion chamber shingle to the combustion chamber outer wall takes place by means of threaded pins. These are integral parts of the shingles, which are usually designed as cast parts, and have a thread. Through a hole in the combustion chamber outer wall, the setscrews are performed and fixed from the outside by means of a nut on the combustion chamber outer wall.

Derartige Anordnungen sind beispielsweise aus der US 6,145,319 A , der EP 0 927 992 A2 oder der DE 102 14 570 A1 vorbekannt.Such arrangements are for example from the US 6,145,319 A , of the EP 0 927 992 A2 or the DE 102 14 570 A1 previously known.

Als nachteilig erweist es sich bei den bekannten Lösungen, dass durch die hohe thermische Belastung der Bolzen das Material der Bolzen kriecht. Durch das Kriechen des Materials wird die Vorspannung des Bolzens mittels der Mutter verringert. Dies führt dazu, dass die Bolzen locker werden und dass sich damit die Schindeln lösen können. Ein weiterer Nachteil liegt darin, dass es bei den gemäß dem Stand der Technik üblicherweise als Gusskonstruktionen ausgebildeten Schindeln nicht oder nur bedingt möglich ist, diese mittels eines alternativen Herstellungsverfahrens, nämlich mittels additiver Fertigung zu fertigen. Derartige additive Fertigungsverfahren sind beispielsweise Selective Laser Sintering, Direct Laser Depositioning oder Elektronenstrahlauftragsschweißen. Der Grund für die bedingte Herstellbarkeit der vorbekannten Konstruktionen liegt insbesondere darin, dass eine kostenintensive horizontale Fertigung gewählt werden muss. Alternativ hierzu ist eine aufwendige Unterkonstruktion zur Abstützung des Gewindestiftes erforderlich. Derartige Unterkonstruktionen sind materialintensiv und verlängern den Fertigungsprozess und müssen nach der Fertigung von der Schindel entfernt werden. Auch dies ist alles sehr kostenintensiv.It proves to be disadvantageous in the known solutions that creeps the material of the bolt by the high thermal load of the bolt. The creep of the material reduces the preload of the bolt by means of the nut. This will cause the bolts to loosen and allow the shingles to loosen. A further disadvantage is that with the shingles which are usually designed as cast constructions according to the prior art, it is not possible or only possible to a limited extent to manufacture them by means of an alternative production method, namely by means of additive manufacturing. Such additive manufacturing methods are, for example, selective laser sintering, direct laser depositioning or electron beam deposition welding. The reason for the conditional manufacturability of the previously known constructions is, in particular, that a cost-intensive horizontal production must be selected. Alternatively, a complex substructure for supporting the threaded pin is required. Such substructures are material intensive and extend the manufacturing process and must be removed after production of the shingle. This too is all very expensive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkammer einer Gasturbine zu schaffen, welche bei einfachem Aufbau und einfacher, kostengünstiger Herstellbarkeit, insbesondere mittels additiver Fertigungsverfahren, die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und eine betriebssichere Konstruktion ermöglicht.The invention has for its object to provide a combustion chamber of a gas turbine, which avoids the disadvantages of the prior art with a simple structure and simple, cost manufacturability, in particular by means of additive manufacturing process and enables a reliable construction.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmalskombination des Anspruchs 1 gelöst, die Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.According to the invention the object is achieved by the combination of features of claim 1, the dependent claims show further advantageous embodiments of the invention.

Erfindungsgemäß ist somit vorgesehen, dass sich die Schindel über die gesamte Länge der Brennkammer erstreckt und an ihrem vorderen sowie an ihrem hinteren Ende jeweils in einer Nut gelagert ist. Die Nut ist am vorderen Ende an der Grundplatte der Brennkammer ausgebildet, während die Nut am hinteren Ende an der äußeren Brennkammerwand vorgesehen ist.According to the invention it is thus provided that the shingle extends over the entire length of the combustion chamber and is mounted at its front and at its rear end in each case in a groove. The groove is formed at the front end on the base plate of the combustion chamber, while the groove is provided at the rear end to the outer combustion chamber wall.

Durch die erfindungsgemäße Lösung ist es somit möglich, vollständig auf die Gewindebolzen zu verzichten. Vielmehr wird die Schindel als gesamtes Bauteil nur an ihrem vorderen und an ihrem hinteren Endbereich gelagert. Dies ermöglicht eine einfache, kostengünstige Herstellbarkeit der Schindel.The inventive solution, it is thus possible to dispense completely with the threaded bolt. Rather, the shingle is stored as an entire component only at its front and at its rear end. This allows a simple, inexpensive manufacture of the shingle.

Durch den Verzicht auf Gewindebolzen ist es möglich, die thermische Belastung der Schindel zu optimieren, da keine Materialanhäufungen, wie im Bereich der aus dem Stand der Technik bekannten Gewindebolzen, vorliegen.By dispensing with threaded bolts, it is possible to optimize the thermal load of the shingle, since there are no accumulations of material, as in the field of known from the prior art threaded bolt.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Brennkammer kann in einfacher Weise dadurch erfolgen, dass die Schindel mit ihrem hinteren Endbereich in die Nut der äußeren Brennkammerwand eingesteckt wird. Nachfolgend wird die äußere Brennkammerwand zusammen mit der Schindel an der Grundplatte montiert, indem der vordere Endbereich der Schindel in die Nut der Grundplatte eingeführt wird. Nachfolgend erfolgt ein Verschweißen der äußeren Brennkammerwand mit der Grundplatte.The production of the combustion chamber according to the invention can be carried out in a simple manner, that the shingle is inserted with its rear end portion in the groove of the outer combustion chamber wall. Subsequently, the outer combustion chamber wall is mounted together with the shingles on the base plate by the front end portion of the shingle is inserted into the groove of the base plate. Subsequently, the outer combustion chamber wall is welded to the base plate.

Erfindungsgemäß ist es möglich, die sich über die gesamte Länge der Brennkammer erstreckende Schindel beliebig zu gestalten. Insbesondere ist es möglich, in Umfangsrichtung mehrere Schindeln nebeneinander anzuordnen. Hierdurch ist ein einfacher Aufbau der erfindungsgemäßen Brennkammer möglich, welcher kostengünstig zu realisieren ist. Hierzu trägt auch bei, dass die erfindungsgemäße Schindel kostengünstig mittels additiver Verfahren in vertikaler Fertigung herstellt werden kann.According to the invention, it is possible to design the shingles extending over the entire length of the combustion chamber as desired. In particular, it is possible to arrange several shingles in the circumferential direction next to each other. As a result, a simple construction of the combustion chamber according to the invention is possible, which is inexpensive to implement. This also contributes to the fact that the shingle according to the invention can be produced inexpensively by means of additive processes in vertical production.

Erfindungsgemäß weist die Schindel somit an ihrem vorderen und ihrem hinteren Ende jeweils eine Feder auf, welche in die jeweilige Nut eingesteckt wird. Sowohl die Feder als auch die Nut können sich über den gesamten Umfang erstrecken oder auch segmentiert ausgebildet sein.According to the shingle thus has at its front and its rear end in each case a spring, which is inserted into the respective groove. Both the spring and the groove may extend over the entire circumference or be formed segmented.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1
eine schematische Darstellung eines Gasturbinentriebwerks gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2
eine vereinfachte Seiten-Schnittansicht einer Brennkammer gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 3
eine Teil-Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Brennkammer im noch nicht fertiggestellten Zustand;
Fig. 4
eine Detailansicht, analog Fig. 3, im fertiggestellten Zustand; und
Fig. 5 und 6
Detailansichten der hinteren Endbereiche und Lagerungen der Schindel in verschiedenen Ausgestaltungsvarianten.
In the following the invention will be described by means of embodiments in conjunction with the drawing. Showing:
Fig. 1
a schematic representation of a gas turbine engine according to the present invention;
Fig. 2
a simplified side sectional view of a combustion chamber according to the prior art;
Fig. 3
a partial side view of an embodiment of a combustion chamber according to the invention in the unfinished state;
Fig. 4
a detailed view, analog Fig. 3 , in finished condition; and
FIGS. 5 and 6
Detailed views of the rear end areas and shelves of the shingle in various design variants.

Das Gasturbinentriebwerk 110 gemäß Fig. 1 ist ein allgemein dargestelltes Beispiel einer Turbomaschine, bei der die Erfindung Anwendung finden kann. Das Triebwerk 110 ist in herkömmlicher Weise ausgebildet und umfasst in Strömungsrichtung hintereinander einen Lufteinlass 111, einen in einem Gehäuse umlaufenden Fan 112, einen Mitteldruckkompressor 113, einen Hochdruckkompressor 114, eine Brennkammer 115, eine Hochdruckturbine 116, eine Mitteldruckturbine 117 und eine Niederdruckturbine 118 sowie eine Abgasdüse 119, die sämtlich um eine zentrale Triebwerksmittelachse 101 angeordnet sind.The gas turbine engine 110 according to Fig. 1 is a generalized example of a turbomachine, in which the invention can be applied. The engine 110 is formed in a conventional manner and comprises in succession an air inlet 111, a fan 112 circulating in a housing, a medium pressure compressor 113, a high pressure compressor 114, a combustion chamber 115, a high pressure turbine 116, a medium pressure turbine 117 and a low pressure turbine 118 and a Exhaust nozzle 119, which are all arranged around a central engine center axis 101.

Der Mitteldruckkompressor 113 und der Hochdruckkompressor 114 umfassen jeweils mehrere Stufen, von denen jede eine in Umfangsrichtung verlaufende Anordnung fester stationärer Leitschaufeln 120 aufweist, die allgemein als Statorschaufeln bezeichnet werden und die radial nach innen vom Triebwerksgehäuse 121 in einen ringförmigen Strömungskanal durch die Kompressoren 113, 114 vorstehen. Die Kompressoren weisen weiter eine Anordnung von Kompressorlaufschaufeln 122 auf, die radial nach außen von einer drehbaren Trommel oder Scheibe 125 vorstehen, die mit Naben 126 der Hochdruckturbine 116 bzw. der Mitteldruckturbine 117 gekoppelt sind.The intermediate pressure compressor 113 and the high pressure compressor 114 each include a plurality of stages, each of which includes a circumferentially extending array of fixed stationary vanes 120, commonly referred to as stator vanes, that radially inwardly from the engine casing 121 into an annular flow passage through the compressors 113, 114 protrude. The compressors further include an array of compressor blades 122 projecting radially outward from a rotatable drum or disc 125 coupled to hubs 126 of high pressure turbine 116 and intermediate pressure turbine 117, respectively.

Die Turbinenabschnitte 116, 117, 118 weisen ähnliche Stufen auf, umfassend eine Anordnung von festen Leitschaufeln 123, die radial nach innen vom Gehäuse 121 in den ringförmigen Strömungskanal durch die Turbinen 116, 117, 118 vorstehen, und eine nachfolgende Anordnung von Turbinenschaufeln 124, die nach außen von einer drehbaren Nabe 126 vorstehen. Die Kompressortrommel oder Kompressorscheibe 125 und die darauf angeordneten Schaufeln 122 sowie die Turbinenrotornabe 126 und die darauf angeordneten Turbinenlaufschaufeln 124 drehen sich im Betrieb um die Triebwerksmittelachse 101.The turbine sections 116, 117, 118 have similar stages, comprising an array of fixed vanes 123 projecting radially inward from the housing 121 into the annular flow passage through the turbines 116, 117, 118, and a downstream array of turbine blades 124 projecting outwardly from a rotatable hub 126. The compressor drum or compressor disk 125 and the vanes 122 disposed thereon and the turbine rotor hub 126 and the Turbine blades 124 disposed thereon rotate about the engine centerline 101 during operation.

Die Fig. 2 zeigt eine vereinfachte vergrößerte Darstellung einer aus dem Stand der Technik bekannten Brennkammer 1. Diese umfasst ein Hitzeschild 2, einen Brennkammerkopf 3 und eine Brennkammerdichtung 4. Weiterhin ist eine äußere Brennkammerwand 9 vorgesehen, in welcher Zumischlöcher 5 ausgebildet sind. Auf die Darstellung von Effusionslöchern und Prallkühllöchern wurde der Übersichtlichkeit halber verzichtet. Die Brennkammerwand 9 ist mittels Brennkammeraufhängungen 10 und Brennkammerflanschen 11 gelagert, so wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist.The Fig. 2 shows a simplified enlarged view of a known from the prior art combustion chamber 1. This includes a heat shield 2, a combustion chamber head 3 and a combustion chamber seal 4. Furthermore, an outer combustion chamber wall 9 is provided, in which Zumischlöcher 5 are formed. The presentation of effusion holes and impingement cooling holes has been omitted for clarity. The combustion chamber wall 9 is supported by means of combustion chamber suspensions 10 and combustion chamber flanges 11, as known from the prior art.

Im Innenraum der Brennkammerwand 9 sind Schindeln 8 angeordnet, welche einstückig mit Bolzen 6 versehen sind und mittels Muttern 7, welche Löcher in der Brennkammerwand 9 durchgreifen, gesichert sind. Die Brennkammerwand 9 ist an ihrem vorderen Endbereich mit einer Grundplatte 12 verbunden, üblicherweise verschweißt.In the interior of the combustion chamber wall 9 shingles 8 are arranged, which are integrally provided with bolts 6 and by means of nuts 7, which pass through holes in the combustion chamber wall 9, are secured. The combustion chamber wall 9 is connected at its front end region with a base plate 12, usually welded.

Die Fig. 3 und 4 zeigen die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Brennkammer. Dabei sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen.The Fig. 3 and 4 show the inventive design of the combustion chamber. The same parts are provided with the same reference numerals.

Die Fig. 3 und 4 verdeutlichen, dass die mit dem Brennkammerkopf 3 verbundene Grundplatte 12 an ihrem Umfang eine Nut 15 aufweist. In die Nut 15 ist eine Feder 16 einsteckbar, welche am vorderen Ende der Schindel 8 ausgebildet ist. Die Schindel 8 erstreckt sich über die gesamte Länge der Brennkammer und weist an ihrem hinteren Ende ebenfalls eine Feder 16 auf. Diese ist ebenfalls in eine Nut 15 einsteckbar, welche am hinteren Endbereich der Brennkammerwand 9 ausgebildet ist.The Fig. 3 and 4 make it clear that the base plate 12 connected to the combustion chamber head 3 has a groove 15 at its circumference. In the groove 15, a spring 16 can be inserted, which is formed at the front end of the shingle 8. The shingle 8 extends over the entire length of the combustion chamber and also has a spring 16 at its rear end. This is also inserted into a groove 15, which is formed at the rear end portion of the combustion chamber wall 9.

Zur Abstützung sind Stützstege 17 vorgesehen, welche einen korrekten Abstand der Schindel 8 zu der Brennkammerwand 9 gewährleisten, um einen Kühlluftraum 23 auszubilden. In diesen wird Kühlluft durch Prallkühllöcher 19 eingeführt. Die Kühlluft strömt durch Effusionslöcher 20 durch die Schindel 8, um diese zu kühlen.For supporting support webs 17 are provided which ensure a correct distance of the shingle 8 to the combustion chamber wall 9 to form a cooling air space 23. In these, cooling air is introduced through impingement cooling holes 19. The cooling air flows through effusion holes 20 through the shingle 8 to cool it.

Die Fig. 3 zeigt einen Zustand, in welchem die Schindel 8 mittels ihrer hinteren Feder 16 in die Nut der Brennkammerwand 9 eingeführt ist. Zur Sicherung kann ein temporärer Sicherungsstift 22 dienen. Die Brennkammerwand 9 wird dann zusammen mit der Schindel 8 auf die Grundplatte 12 geschoben. Daraufhin kann die Brennkammerwand 9 mit dem Brennkammerkopf 3 verschweißt werden. Somit ergibt sich der in Fig. 4 gezeigte fertiggestellte Zustand. Das Bezugszeichen 13 zeigt eine Schweißnaht 13 zwischen dem Brennkammerkopf 3 und der Brennkammerwand 9. Die Schweißnaht 13 wird an einer in Fig. 3 gezeigten Schweißfläche 14 ausgebildet.The Fig. 3 shows a state in which the shingle 8 is inserted by means of its rear spring 16 in the groove of the combustion chamber wall 9. To secure a temporary locking pin 22 may serve. The combustion chamber wall 9 is then pushed together with the shingle 8 on the base plate 12. Then the combustion chamber wall 9 can be welded to the combustion chamber head 3. Thus, the results in Fig. 4 shown completed condition. The reference numeral 13 shows a weld 13 between the combustion chamber head 3 and the combustion chamber wall 9. The weld 13 is attached to a in Fig. 3 shown welding surface 14 is formed.

Die Fig. 5 und 6 zeigen den rückwärtigen Teil der Schindel 8. Diese ist, wie erwähnt, mittels ihrer Feder 16 in die Nut 15 der Brennkammerwand 9 eingesteckt. Zur Kühlung dieses Bereiches können zusätzliche Kühllöcher 21 vorgesehen sein.The FIGS. 5 and 6 This is, as mentioned, inserted by means of its spring 16 in the groove 15 of the combustion chamber wall 9. For cooling this area additional cooling holes 21 may be provided.

Bezugszeichenliste:LIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Brennkammercombustion chamber
22
Hitzeschildheat shield
33
Brennkammerkopfbulkhead
44
BrennerdichtungBrenner seal
55
ZumischlöcherZumischlöcher
66
Bolzenbolt
77
Muttermother
88th
Schindelshingle
99
Brennkammerwand / LinerCombustion chamber wall / liner
1010
Brennkammeraufhängungcombustion chamber suspension
1111
BrennkammerflanschBrennkammerflansch
1212
Grundplattebaseplate
1313
Schweißnaht Brennkammerkopf 3 - Liner 9Weld seam combustion chamber head 3 - liner 9
1414
Schweißfläche Brennkammerkopf 3 - Liner 9Welding surface combustion chamber head 3 - liner 9
1515
Nutgroove
1616
Federfeather
1717
Stützstegsupporting web
1818
Belochung der Grundplatte 12Belochung the base plate 12th
1919
PrallkühllochImpingement cooling hole
2020
Effusionslocheffusion
2121
Kühllochcooling hole
2222
temporärer Fixierungsstifttemporary fixation pin
2323
KühlluftraumCooling air space
101101
TriebwerksmittelachseEngine centerline axis
110110
Gasturbinentriebwerk / KerntriebwerkGas turbine engine / core engine
111111
Lufteinlassair intake
112112
Fanfan
113113
Mitteldruckkompressor (Verdichter)Medium pressure compressor (compressor)
114114
HochdruckkompressorHigh pressure compressor
115115
Brennkammercombustion chamber
116116
HochdruckturbineHigh-pressure turbine
117117
MitteldruckturbineIntermediate pressure turbine
118118
NiederdruckturbineLow-pressure turbine
119119
Abgasdüseexhaust nozzle
120120
Leitschaufelnvanes
121121
TriebwerksgehäuseEngine casing
122122
KompressorlaufschaufelnCompressor blades
123123
Leitschaufelnvanes
124124
Turbinenschaufelnturbine blades
125125
Kompressortrommel oder -scheibeCompressor drum or disc
126126
TurbinenrotornabeTurbinenrotornabe
127127
Auslasskonusoutlet cone

Claims (9)

Brennkammer einer Gasturbine mit einer äußeren Brennkammerwand (9) und zumindest einer an dieser gelagerten Schindel (8) sowie mit einer Grundplatte (12) und einem Brennkammerkopf (3), dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schindel (8) über die gesamte Länge der Brennkammer (1) erstreckt und an ihrem, bezogen auf die Durchströmungsrichtung der Brennkammer (1), vorderen Ende in einer Nut (15) der Grundplatte (12) und an ihrem hinteren Ende in eine Nut (15) der äußeren Brennkammerwand (9) gehalten ist.Combustion chamber of a gas turbine with an outer combustion chamber wall (9) and at least one attached to this shingle (8) and with a base plate (12) and a combustion chamber head (3), characterized in that the shingles (8) over the entire length of the combustion chamber (1) and at its, relative to the flow direction of the combustion chamber (1), the front end in a groove (15) of the base plate (12) and at its rear end in a groove (15) of the outer combustion chamber wall (9) is held , Brennkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorderer Endbereich der äußeren Brennkammerwand (9) mit der Grundplatte verschweißt ist.Combustion chamber according to claim 1, characterized in that a front end region of the outer combustion chamber wall (9) is welded to the base plate. Brennkammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (15) als Umfangsnut ausgebildet ist.Combustion chamber according to claim 1 or 2, characterized in that the groove (15) is formed as a circumferential groove. Brennkammer nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (15) als segmentierte Nut ausgebildet ist.Combustion chamber according to one of claims 1 or 2, characterized in that the groove (15) is formed as a segmented groove. Brennkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Nut (15) Kühllöcher (21) ausgebildet sind.Combustion chamber according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the region of the groove (15) cooling holes (21) are formed. Brennkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schindel (8) an ihrem vorderen und/oder an ihrem hinteren Endbereich mit einer Feder (16) zur Einführung in die Nut (15) versehen ist.Combustion chamber according to one of claims 1 to 5, characterized in that the shingle (8) is provided at its front and / or at its rear end region with a spring (16) for insertion into the groove (15). Brennkammer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (16) als Umfangsring oder segmentiert ausgebildet ist.Combustion chamber according to claim 6, characterized in that the spring (16) is formed as a peripheral ring or segmented. Brennkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schindel (8) als am Umfang der Brennkammer (1) segmentiertes Teil ausgebildet ist.Combustion chamber according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the shingle (8) is designed as a part segmented on the circumference of the combustion chamber (1). Brennkammer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Schindeln (8) am Umfang der Brennkammer (1) vorgesehen sind.Combustion chamber according to claim 8, characterized in that a plurality of shingles (8) are provided on the circumference of the combustion chamber (1).
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