[发明专利]用于火管热屏蔽元件的支撑环和带此支撑环的燃烧室装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于火管、尤其是用于燃气轮机的火管的热屏蔽元件的支撑环。此外，本发明涉及一种带有火管和混合室的燃烧室装置，该装置尤其应用在燃气轮机中。

背景技术

热屏蔽元件的支撑环、如尤其应用在燃气轮机火管中的热屏蔽元件的支撑环可以具有在其外侧延伸的槽，该槽用作冷空气通道。在图1中示出按现有技术的支撑环的截面，其中，所述支撑环由混合室的垛缘(Zinnenkranz)承接。该图示出了支撑环1的截面以及在示意的横截面视图中示出了混合室的垛3。支撑环具有强化区域5，该区域又配设有内槽7和外槽9，两个槽都延伸经过支撑环的整个周面。外槽9和内槽7通过多个径向通孔11在流体技术上相互连通。外槽9形成用于冷却支撑环1的新鲜空气输送通道。然后，新鲜空气通过孔11通入燃烧室内部。此外，强化区域5形成突伸到燃烧室内部的凸缘状的突起，该突起形成热屏蔽元件的承接部。

由于支撑环1和垛3不同的热膨胀系数，在燃气轮机的运行过程中的温度导致垛3在燃气轮机运行过程中勒入支撑环1内。勒入之后的结果在图2中示出。由于材料磨损在垛3中形成有突起13，该突起勒入支撑环1的外槽9中。现在，如果关闭燃气轮机，支撑环1和垛3由于不同的热膨胀系数不同地收缩，使得支撑环1在垛3上施加力F_Fl，而垛3在支撑环上施加力F_Mi。这些力导致支撑环1和垛卡入彼此，其中在冷却过程中出现非常大的力，如果垛3或支撑环不及时修补或更换，所述力会导致严重的后果。因此，要定期对混合室和火管之间的过渡区域进行检查，其中，两次检查之间的时间间隔由所述的勒入过程确定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种有利的支撑环和一种有利的燃烧室装置，其尤其能够延长火管和混合室之间的过渡区的维护间隔。

该技术问题通过按权利要求1所述的、用于火管的热屏蔽元件的支撑环和按权利要求7所述的、带有火管和混合室的燃烧室装置解决。各从属权利要求包含本发明各种有利的设计。

在用于火管、尤其是燃气轮机火管的热屏蔽元件的、按本发明的支撑环的外侧存在至少一个槽。该槽具有相对于支撑环的径向倾斜延伸的槽壁。倾斜延伸的槽壁的表面法线相对支撑环的径向的恰当的角度在30°至60°的范围内。

倾斜延伸的槽壁在混合室的垛缘勒入支撑环时导致在垛内形成楔形的突起。该突起具有与斜的槽壁相应的楔形面。现在，如果关闭燃气轮机，由于混合室和支撑环不同的热膨胀系数，出现沿支撑环的轴向作用的力，斜面导致产生沿支撑环的径向作用的力，该力使垛与支撑环分离。因此，尤其避免了由于沿支撑环轴向的过大的力导致的垛的磨损。

通孔尤其可以处于槽的区域内，该通孔从支撑环的外侧延伸到其内侧，并且作为用于冷却支撑环以及用于排出通过槽引入的冷空气的冷空气开口。当垛深入地勒在支撑环的槽中时，为避免槽中断新鲜空气的输送，与斜的槽壁相对的槽壁可以具有非平面的几何形状。其尤其可以形成沿支撑环的轴向弯曲的平面。

为了减小勒入时支撑环外侧的材料损失并由此减缓勒入过程，其外侧可以具有镀层，也就是耐磨损的层(硬质保护面、耐磨层)。

按本发明的燃烧室装置具有火管和混合室。该燃烧室装置尤其可以应用在燃气轮机中。火管具有带有用于热屏蔽元件、尤其是陶瓷热屏蔽元件的支撑环的输出端。混合室具有带有突出的垛的边缘，其中，所述垛形成用于承接支撑环的承接部。在按本发明的燃烧室装置中，支撑环设计为按本发明的支撑环。因此，针对按本发明的支撑环所述的效果和优点也可以在按本发明的燃烧室中得到，因此可以参考支撑环的效果和优点的说明。

为了减缓勒入，除了支撑环的外侧，在垛的内侧也可以具有镀层。垛的镀层尤其可以比支撑环的镀层更硬。当然，所述镀层也可以是一样的，或者支撑环的镀层可以更硬。然而，优选垛的镀层比支撑环的镀层更硬，因为支撑环的维修或更换相比垛的维修和更换需要较少的开销。此外，在镀层相同时垛的磨损比支撑环的损坏更容易发生，并且对于燃气轮机更严重。因此，可以通过恰当地选择镀层的厚度，控制支撑环和垛上的磨损分布。

附图说明

本发明其它的特征、特性和优点由以下参照附图对实施形式的说明得出。

图1示出了根据现有技术的支撑环在垛缘内的截面，

图2示出了在由于运行造成的垛缘勒入支撑环之后的图1所示截面，

图3在示意图中示出了根据本发明的带有火管和混合室的燃烧室装置，

图4在放大的剖视图中示出了火管和混合室之间的过渡区的截面，

图5示出了沿图4中的线V-V的剖面图，