DE1952436B2 - Device on a combustion chamber of a gas turbine for fastening segment-shaped flame tube wall elements - Google Patents

Description

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß der Mantel mit dem kleineren Durchmesser axial an dem Ring abgestützt ist und nächst dieser seiner Abstützung außenseitig Ansätze aufweist, zwischen die und Aussparungen in dem Mantel mit dem größeren Durchmesser Druck übertragende Stifte eingefügt sind, und daß der Mantel mit dem größeren Durchmesser an seinem dem Ring zugewandten Ende außen Ansätze aufweist, die durch axiale Bolzen mit einem Flansch an einem den erstgenannten Mantel umfassenden Fortsatz des Ringes unter Zwischenfügen von Tellerfedern derart verbunden sind, daß die Dehnelastizität der Bolzenverbindung vergrößert wird. Die Erfindung bringt gegenüber den oben betrachteten bekannten Vorrichtungen den Vorteil mit sich, 4aß mit besonders geringem konstruktiven Aufwand eine Befestigung der zu zwei axial versetzten Mänteln zusammengefügten segmentförmigen Flammrohr-Wandelemente an einer Brennkammer ermöglicht ist, und zwar in einer solchen Weise, daß die beiden Mantel thermischen Dehnungen folgen können.The above-mentioned object is achieved with a device of the type mentioned at the beginning according to the invention in that the jacket with the smaller diameter is axially supported on the ring is and next to this has its support on the outside approaches, between which and recesses in the jacket with the larger diameter pressure-transmitting pins are inserted, and that the jacket with the larger diameter at its end facing the ring outside lugs which by axial bolts with a flange on one of the first-mentioned jacket comprehensive extension of the Ring are connected with the interposition of disc springs in such a way that the elasticity of the bolt connection is enlarged. The invention brings about the above-considered known devices the advantage of being able to fasten the 4ass with particularly little construction effort Segment-shaped flame tube wall elements joined together to form two axially offset shells on one Combustion chamber is made possible, in such a way that the two jacket thermal Stretching can follow.

An Hand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to drawings.

F i g. 1 zeigt in einem Axialschnitt einen Teil einer Brennkammer;F i g. 1 shows in an axial section part of a combustion chamber;

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht der ir. Fig. 1 dargestellten Brennkammer;Fig. 2 shows a plan view of the ir. Fig. 1 shown Combustion chamber;

F i g. 3 zeigt in einer Schnittansicht längs der in Fig. 1 eingetragenen Linie ΙΙΙ-ΠΙ einen Teil eines Mantels;F i g. 3 shows in a sectional view along the line ΙΙΙ-ΠΙ entered in FIG. 1, part of a Coat;

Fig. 4 zeigt einen Teil des in Fig. 3 dargestellten Mantels von oben gesehen.FIG. 4 shows part of that shown in FIG Coat seen from above.

In Fig. 1 ist ein Brenner 1 gezeigt, der in eine Brennkammer mündet, die von zwei Mänteln 2,3 und einem Flammrohr 4 umgeben ist. Die Mäntel 2, 3 bestehen aus Segmenten bzw. segmentförmigen Flammrohr-Wandelementen5. In Fig. 3 sind drei derartige Segmente in einem Nut-Federeingriff 6 miteinander befindlich dargestellt.In Fig. 1, a burner 1 is shown in a Combustion chamber opens, which is surrounded by two jackets 2, 3 and a flame tube 4. The coats 2, 3 consist of segments or segment-shaped flame tube wall elements5. In Fig. 3 there are three such segments are shown in a tongue and groove engagement 6 with one another.

Die Mantel 2,3 sind axial versetzt zusammengefügt. Der eine Mantel, nämlich der in bezug auf die Hauptströmungsrichtung des Gases vorn liegende Mantel 2, hat einen kleineren Durchmesser als der darauffolgende Mantel 3. Jedes segmentförmige Flammrohr-Wandelement des Mantels 3 ist an seinem in bezug auf die Hauptströmungsrichtung des Gases vorn liegenden Ende mit einem Ansäte 7 versehen, in welchem sich ein Loch für einen Bolzen 8 befindet, mit dem das jeweilige segmentförmige Flammrohr-Wandelement bzw. Segments an einem von einer Brennkammerwand 9 getragenen Ring 10 befestigt ist. Der Bolzen 8 ist mit einem den erstgenannten Mantel 2 umfassenden Fortsatz des Ringes 10 unter Zwischenfügung von Tellerfedern 11The jacket 2, 3 are joined together axially offset. The one coat, namely the one in relation to the main flow direction of the gas in the front jacket 2, has a smaller diameter than the subsequent jacket 3. Each segment-shaped flame tube wall element of the jacket 3 is on his with respect to the main flow direction of the gas, the front end is provided with a sucker 7, in which there is a hole for a bolt 8, with which the respective segment-shaped Flame tube wall element or segment on one ring 10 carried by a combustion chamber wall 9 is attached. The bolt 8 is one of the former Extension of the ring 10 encompassing jacket 2 with the interposition of disc springs 11

ίο derart verbunden, daß die Dehnelastizität der Bolzenverbindung vergrößert ist. Dies bedeutet, daß durch die Tellerfedern bei Wärmebewegungen in den Segmenten 5 die Haltekraft einigermaßen konstant gehalten wird.ίο connected in such a way that the elasticity of the bolt connection is enlarged. This means that through the disc springs during heat movements in the Segments 5, the holding force is kept reasonably constant.

Jedes Segment bzw. segmentförmige Flammrohr-Wandelement 5 des Mantels 2 weist ferner am vorderen Ende einen Ansatz 12 auf. Zwischen diesem Ansatz 12 und dem Mantel 3 liegt in Aussparungen der beiden Mäntel 2 und 3 ein Stift, der die Seg-Each segment or segment-shaped flame tube wall element 5 of the jacket 2 also has on the front At the end of an approach 12. Between this approach 12 and the jacket 3 is located in recesses of the two sheaths 2 and 3 a pin that holds the seg-

ao mente 5 des Mantels 2 gegen den Ring 10 drückt. Das Flammrohr 4 ist an dem Ring 10 mittels Bolzen 14 befestigt, die von Distanzrohren 15 umgeben sind. Die Bolzen 14 liegen, wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, zwischen den Bolzen 8. Durch öffnungen 16 wirdao elements 5 of the jacket 2 against the ring 10 presses. The flame tube 4 is attached to the ring 10 by means of bolts 14 attached, which are surrounded by spacer tubes 15. The bolts 14 are, as shown in FIG. 2 can be seen, between the bolts 8. Through openings 16 is

as Kühlluft eingeleitet, die längs der Segmente des Mantels 2 in Längsnuten 17 zur Brennkammer hin geleitet wird. Ähnliche Längsnuten 18 befinden sich in den Segmenten des Mantels 3; diese Längsnuten 18 dienen zur Aufnahme von Kühlluft, die durch Öff-as cooling air is introduced along the segments of the jacket 2 is passed in longitudinal grooves 17 towards the combustion chamber. Similar longitudinal grooves 18 are located in the segments of the shell 3; these longitudinal grooves 18 are used to receive cooling air, which through opening

nungen 19 eingeführt wird. Der Druckabfall über die Segmente der Mantel bzw. über die betreffenden Mantel 2, 3 ergibt einen nach vorn gerichteten Druck, der von den Bolzen 8 und den Tellerfedern 11 aufgenommen wird. Der Ring 10 weist eine Aufnahmeopenings 19 is introduced. The pressure drop across the segments of the jacket or across the relevant Jacket 2, 3 results in a forward pressure which is absorbed by the bolts 8 and the disc springs 11 will. The ring 10 has a receptacle

für die Aufnahme der Segmente 5 des Mantels 2, um diese Aufnahme herum Öffnungen 16 für die Zuführung \ on Kühlluft sowie den Flansch 2ö auf, der zur Aufnahme der Bolzen 8 und 14 dient, wobei die Bolzen 8 und die Bolzen 14 jeweils abwechselnd auf-for receiving the segments 5 of the casing 2, around this receiving openings 16 for the feed \ on cooling air as well as the flange 2ö, which for Serves to accommodate the bolts 8 and 14, the bolts 8 and the bolts 14 alternately

einander folgen. Die Bolzen 8 halten dabei die Segmente 5 des Mantels 3 an dem Ring fest, und die Bolzen 14 halten das Flammrohr 4 an dem Ring 10 fest. Dadurch, daß ein Segment 5 des Mantels 3 über einen Stift 13 gegen ein Segment 5 des Mantels 3follow each other. The bolts 8 hold the segments 5 of the jacket 3 firmly on the ring, and the bolts 14 hold the flame tube 4 on the ring 10 fixed. In that a segment 5 of the shell 3 via a pin 13 against a segment 5 of the shell 3

gedrückt gehalten wird, können zwei Segmente der beiden Mantel 2, 3 mit nur einem Bolzen zusammengehalten werden.is held down, two segments of the two sheaths 2, 3 can be held together with only one bolt will.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (4)

1 2 starken Beanspruchungen und einem derart starken Patentansprüche: Verschleiß ausgesetzt werden, daß sie brechen. Es ist ferner ein Flammrohr an einer Brennkam-1 2 heavy loads and such a strong patent claims: are exposed to wear and tear that they break. There is also a flame tube on a combustion chimney 1. Vorrichtung an einer Brennkammer einer mer für flüssige Brennstoffe bekannt (schweizerische Gasturbine zur Befestigung segmentförmiger 5 Patentschrift 372 507; britische Patentschrift Flammrohr-Wandelemente, die zu zwei axial 901 044), welches einen zylindrischen oder kegeligen versetzten Mänteln zusammengefügt sind, von Mantel aufweist, der mit Längsrippen versehen ist, denen der in bezug auf die Hauptströmungsrich- die an die Außenfläche des Mantels in Richtung des rung des Gases vorn liegende Mantel einen klei- Kühlstromes angeschweißt sind. Ferner sind soneren Durchmesser als der darauffolgende Mantel io genannte Gurtplatten vorhanden, die jeweils mit ihrer hat, und bei der jedes Wandelement an einem einen Zunge an die Längsrippe auf der einen Seite von der Brennkammer getragenen Ring befestigt eines Ausschnittes dieser Rippe angeschweißt sind ist, dadurch gekennzeichnet, daß der und die mit ihrer anderen Zunge an der anderen Mantel (2) mit dem kleineren Durchmesser axial Seite des Ausschnittes einer anderen Rippe angean dem Ring (10) abgestützt ist und nächst dieser 15 schweißt sind. Damit weist also das Flammrohr nur seiner Abstützung außenseitig Ansätze (12) auf- einen einzigen Mantel auf. In welcher Weise zwei weist, zwischen die und Aussparungen in dem axial versetzte Mantel an einer Brennkammer einer Mantel (3) mit dem größeren Durchmesser Druck Gasturbine befestigt werden können, ist in diesem übertragende Stifte (13) eingefügt sind, und daß Zusammenhang jedoch nicht bekannt.1. Device on a combustion chamber of a mer for liquid fuels known (Swiss Gas turbine for fastening segment-shaped 5 patent 372 507; British patent specification Flame tube wall elements that are two axially 901 044), which is a cylindrical or conical staggered sheaths are joined together, of sheath which is provided with longitudinal ribs, those of the with respect to the main flow direction to the outer surface of the jacket in the direction of the tion of the gas, the jacket lying in front is welded to a small cooling flow. Furthermore are special Diameter than the following coat io called belt plates available, each with their has, and in which each wall element has a tongue on the longitudinal rib on one side Ring carried by the combustion chamber attached to a section of this rib are welded is characterized in that the one and the other with their other tongue on the other Sheath (2) with the smaller diameter axially side of the cutout of another rib angean the ring (10) is supported and next to this 15 are welded. So the flame tube only points its support on the outside shoulders (12) on a single coat. In what way two has, between the and recesses in the axially offset jacket on a combustion chamber Jacket (3) with the larger diameter pressure gas turbine can be attached is in this transmitting pins (13) are inserted, and that connection is not known. der Mantel (3) mit dem größeren Durchmesser 20 Es ist ferner bereits eine Einrichtung zur koaxialen an seinem dem Ring (10) zugewandten Ende Lagerung von zylindrischen vertikalen Einsätzen in außen Ansätze (7) aufweist, die durch axiale Brennkammern in Gasturbinen bekannt (schweize-Bolzen(8) mit einem Flansch (20) an einem den rische Patentschrift 410 524, britische Patentschrift erstgenannten Mantel (2) umfassenden Fortsatz 968 944), bei der auf dem Umfang der einzelnen des Ringes (10) unter Zwischenfügung von Tel- 25 zylindrischen Einsätze Führungspratzen mit Schlitlerfedern (11) derart verbunden sind, daß die zen angeordnet sind, die auf den Auflagefiächen der Dehnelastizität der Bolzenverbindung vergrößert an der Wand der Brennkammer befestigten Tragwird, rippen aufliegen, wobei in der Wand der Brennkam-the jacket (3) with the larger diameter 20 It is also already a device for coaxial at its end facing the ring (10) storage of cylindrical vertical inserts in has external lugs (7) which are known from axial combustion chambers in gas turbines (Swiss bolts (8) with a flange (20) on one of the Rische Patent 410 524, British Patent first-mentioned coat (2) comprehensive extension 968 944), in which on the scope of each of the ring (10) with the interposition of Tel 25 cylindrical inserts guide claws with Schlitler springs (11) are connected in such a way that the zen are arranged on the support surfaces of the The elasticity of the bolt connection is increased, the load-bearing attached to the wall of the combustion chamber is increased, ribs, with the combustion chamber in the wall 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- mer verankerte Radialdorne in die Schlitze in den kennzeichnet, daß die Mantel (2,3) außenseitig 30 Führungspratzen eingreifen. Hierdurch ist jedoch in der Hauptströmungsrichtung offene Längs- keine eigentliche Befestigung der zylindrischen Einnuten (17,18) aufweisen und daß sich in dem sätze an der Wand der Brennkammer erreicht.
Fortsatz des Ringes (10) und zwischen dem Man- Es ist ferner eine Verbrennungsvorrichtung betel (3) mit dem größeren Durchmesser und einem kannt (britische Patentschrift 700 003, französische diesen Mantel (3) umschließenden Flammrohr (4) 35 Patentschrift 1 034 669), bei der an einer Brennkamöffnungen (16,19) zum Eintritt von Kühlluft in mer einer Gasturbine segmentförmige Flammrohrdie Längsnuten (17,18) befinden. Wandelemente, die aus axial versetzten Mänteln zu-2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the radial mandrels anchored into the slots indicate that the jacket (2, 3) engage on the outside 30 guide claws. As a result, however, the lengthways, which are open in the main flow direction, do not have any actual fastening of the cylindrical grooves (17, 18) and that the sets are reached on the wall of the combustion chamber.
Extension of the ring (10) and between the man- It is also a combustion device betel (3) with the larger diameter and a known (British patent 700 003, French this jacket (3) surrounding flame tube (4) 35 patent 1 034 669) , in which the longitudinal grooves (17, 18) are located at a combustion chamber opening (16, 19) for the entry of cooling air into a gas turbine in the form of segment-shaped flame tubes. Wall elements made up of axially offset shells 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- sammengefügt sind, vorgesehen sind. Diese Mantel kennzeichnet, daß sich an der Außenseite des sind jedoch jeweils einzeln mittels axial gerichteter Flammrohrs (4) Ansätze befinden, die durch 40 Bolzen an der Brennkammer befestigt. Dies bringt axiale Bolzen (14) mit dem Flansch (20) unter jedoch einen relativ hohen konstruktiven Aufwand Zwischenfügung von Tellerfedern (11) und Di- mit sich.3. Apparatus according to claim 2, which are joined together and are provided. This coat indicates that on the outside of the are each individually by means of axially directed Flame tube (4) lugs are located, which are attached to the combustion chamber by 40 bolts. This brings axial bolts (14) with the flange (20), however, with a relatively high structural effort Interposition of disc springs (11) and di- with itself. Stanzrohren (15) verbunden sind. Es ist ferner eine Vorrichtung an einer Brennkam-Punch tubes (15) are connected. It is also a device on a combustion chamber 4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden mer zur Befestigung von segmentförmigen Flamm-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die 45 rohr-Wandelementen bekannt (USA.-Patentschrift Mäntel (2, 3) aus mit Spiel in Nut-Federein- 2 858 673), die zu axial versetzten Mänteln zu^a-ngriff (6) stehenden Segmenten (5) zusammen- mengefügt sind. Diese Mantel werden dabei durch gesetzt sind. relativ starre hakenförmige Verbindungselemente zu-4. Device according to one of the preceding mer for fastening segment-shaped flame claims, characterized in that the 45 tubular wall elements are known (USA.-Patent Coats (2, 3) with play in tongue and groove fittings 2 858 673), which grip axially offset coats (6) standing segments (5) are joined together. These mantles are going through are set. relatively rigid hook-shaped connecting elements sammengehalten. Damit können auch bei dieser be-held together. This means that even with this 50 kannten Vorrichtung die Schwierigkeiten auftreten, die bei der eingangs betrachteten bekannten Vor-50 known device, the difficulties arise in the known prior art considered at the beginning. Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung richtung auftreten.The invention relates to a device direction occur. an einer Brennkammer einer Gasturbine zur Befesti- Es ist schließlich auch schon eine Vorrichtung anon a combustion chamber of a gas turbine for attachment- Finally, a device is already on gung segmentförmiger Flammrohr-Wandelemente, einer Brennkammer einer Gasturbine zur Befestigungsupply of segment-shaped flame tube wall elements, a combustion chamber of a gas turbine for fastening die zu zwei axial versetzten Mänteln zusammengefügt 55 segmentförmiger Flammrohr-Wandelemente bekanntthe 55 segment-shaped flame tube wall elements, which are joined together to form two axially offset jackets sind, von denen der in bezug auf die Hauptströmungs- (USA.-Patentschrift 3 007 308), bei der jeweils axialof which that relating to Mainstream (U.S. Patent 3,007,308), each of which is axial richtung des Gases vom liegende Mantel einen klei- versetzte Mäntel jeweils einzeln an der Brennkam-direction of the gas from the lying jacket a small offset jacket each individually on the combustion chamber neren Durchmesser als der darauffolgende Mantel mer mittels axial gerichteter Bolzen befestigt sind,ner diameter than the subsequent jacket are attached by means of axially directed bolts, hat, und bei der jedes Wandelement an einem von Damit ist auch bei dieser bekannten Vorrichtung derhas, and in which each wall element at one of Thus is also in this known device of der Brennkammer getragenen Ring befestigt ist. 60 konstruktive Aufwand relativ hoch.the ring carried by the combustion chamber is attached. 60 construction effort relatively high. Eine Vorrichtung der vorstehend bezeichneten Art Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einenA device of the type described above. The object of the invention is to provide a ist bereits bekannt (deutsche Patentschrift 863 153). Weg zu zeigen, wie bei einer Vorrichtung der ein-is already known (German patent specification 863 153). Way to show how the one Bei dieser bekannten Vorrichtung sind sämtliche vor- gangs genannten Art mit einem relativ geringen kon-In the case of this known device, all of the aforementioned types are gesehenen Mantel jeweils sektorweise an einer struktiven Aufwand bezüglich der Befestigung derseen coat in each sector at a structural expense with regard to the attachment of the Brennkammer befestigt, und zwar mittels Haken, die 6g segmentförmigen Flammrohr-Wandelemente an einerCombustion chamber attached, by means of hooks, the 6g segment-shaped flame tube wall elements on a in öffnungen eines Flammrohrs hineingeschoben Brennkammer ausgekommen werden kann, ohne daßCan be pushed into the combustion chamber in openings of a flame tube without werden. Es hat sich dabei herausgestellt, daß wäh- es zu starken Beanspruchungen bzw. zum Verschleißwill. It has been found that there is too much stress or wear rend des Betriebs die betreffenden Haken derart der vorzusehenden Befestigungselemente kommt.rend of operation, the hook in question comes from the fasteners to be provided.