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Hitzeschildelement mit verringerter Neigung zu Heissgaseintritt

IP.com Disclosure Number: IPCOM000011796D
Original Publication Date: 2003-Apr-25
Included in the Prior Art Database: 2003-Apr-25
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Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Hitzeschilde und Brennkammer-Liner muessen gekuehlt werden. Hierzu ist es erforderlich, Heissgasrueckstroemung aus dem Brennraum auszuschliessen. Dies geschieht ueblicherweise durch Dichtungen oder durch das Sperren moeglicher Spalte durch Kuehlluft. Bei Brennkammern im Betrieb mit gasfoermigen Brennstoffen ,wie Gasturbinen, ist insbesondere die Einlaufschale von Heissgashinterstroemung bedroht. Dies liegt an dem grossen Druckgradienten brennkammerseitig ueber der Platte und resultiert in einer wesentlichen Ueberversorgung der Platte mit Kuehlluft, welche fuer den Verbrennungsprozess nachteilig ist. Wesentlich verstaerkt wird dieser Effekt noch, falls die Vorderkante des Hitzeschildes leicht erhoben ist und sich ein zusaetzlicher Staudruck ausbildet. Die Idee besteht nun darin, die Vorderkante eines solchen Elementes (Hitzeschild, Liner, Kuehlkanal, usw.) von der Hinterkante des stromauf liegenden Elements ueberlappen zu lassen. Dadurch kann Heissgas nicht mehr direkt eintreten bzw. eingesaugt werden. Wenn dies jedoch trotzdem einmal in geringem Masse auftritt, dann wird es zunaechst mit der Austrittsluft vermischt und abgekuehlt, so dass die negativen Auswirkungen reduziert werden. In einer Ausfuehrung fuer keramische Hitzeschilde kann die Neigung zur Heissgaseinstroemung durch ein leichtes Ueberlappen des letzten keramischen Hitzeschildes mit der Einlaufschale erschwert werden. Es entsteht eine groessere Spaltlaenge. Durch diese Art Labyrinteffekt wird die Sperrung gegenueber Heissgas verbessert.

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S

© SIEMENS AG 2003 file: 2003J00297.doc page: 1

Hitzeschildelement mit verringerter Neigung zu Heissgaseintritt

Idea: Dr. Stefan Hoffmann, DE-Muelheim

Hitzeschilde und Brennkammer-Liner muessen gekuehlt werden. Hierzu ist es erforderlich, Heissgasrueckstroemung aus dem Brennraum auszuschliessen. Dies geschieht ueblicherweise durch Dichtungen oder durch das Sperren moeglicher Spalte durch Kuehlluft.

Bei Brennkammern im Betrieb mit gasfoermigen Brennstoffen ,wie Gasturbinen, ist insbesondere die Einlaufschale von Heissgashinterstroemung bedroht. Dies liegt an dem grossen Druckgradienten brennkammerseitig ueber der Platte und resultiert in einer wesentlichen Ueberversorgung der Platte mit Kuehlluft, welche fuer den Verbrennungsprozess nachteilig ist. Wesentlich verstaerkt wird dieser Effekt noch, falls die Vorderkante des Hitzeschildes leicht erhoben ist und sich ein zusaetzlicher Staudruck ausbildet.

Die Idee besteht nun darin, die Vorderkante eines solchen Elementes (Hitzeschild, Liner, Kuehlkanal, usw.) von der Hinterkante des stromauf liegenden Elements ueberlappen zu lassen. Dadurch kann Heissgas nicht mehr direkt eintreten bzw. eingesaugt werden. Wenn dies jedoch trotzdem einmal in geringem Masse auftritt, dann wird es zunaechst mit der Austrittsluft vermischt und abgekuehlt, so dass die negativen Auswirkungen reduziert werden.

In einer Ausfuehrung fuer keramische Hitzeschilde kann die Neigung zur Heissgaseinstroemung durch ein leichtes Ueberlappen des letzte...