Resonatorrin , Verfahren und Brennkorb

Die Erfindung betrifft einen Resonatorring, dessen Herstellungsverfahren sowie ein Brennkorb.

Risse an Löchern von Resonatorboxen eines Resonatorrings können in Brennsystemen von Gasturbinen können aufgrund von zyklischer LCF-Belastung (Low Cycle Fatigue) entstehen.

Ein solcher Brennkorb ist in EP 2 739 905 Bl offenbart.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung oben genanntes Problem zu lösen .

Die Aufgabe wird gelöst durch einen Resonatorring gemäß Anspruch 1, durch ein Verfahren gemäß Anspruch 6 und durch einen Brennkorb nach Anspruch 11.

In den jeweiligen Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Maßnahmen aufgelistet, die beliebig miteinander kombiniert werden können, um weitere Vorteile zu erzielen.

Durch eine lokale Verstärkung einer Lochgeometrie einer Resonatorbox eines Resonatorrings mit einer Y' -verfestigten Nickelbasis-Superlegierung kann eine Rissinitiierung vermieden werden .

Ein Ring für den Resonatorring kann konventionell, aber auch generativ gefertigt werden, insbesondere aus einer Nickelba- sis-Knetlegierung, insbesondere aus Hastelloy X oder Haynes 282.

Eine Fertigung von Einlegplatten für die Lochgeometrie erfolgt aus Y' -verfestigter Nickelbasis-Superlegierung zur lokalen Verstärkung, insbesondere aus In738, Alloy 247 oder Re Die Einlegplatten werden insbesondere gegossen und auch insbesondere durch Erodieren aus Platten hergestellt.

Ein insbesondere formschlüssiges Einlegen der Einlegplatten in den Ring erfolgt vorzugsweise durch Einschweißen, insbesondere mit IN625, oder vorzugsweise Einlöten.

Ein Brennkorb wird dann nach dem Stand der Technik, insbesondere durch Verschweißen hergestellt.

Vorteile der Erfindung sind:

• Vermeidung einer Rissinitierung im Resonatorring,

• Dicken der Einlegplatten können dünner angefertigt werden: dadurch sind andere Bohrungsdurchmesser, andere Anzahl an Löchern und dadurch dann Einsparung an Kühlluft möglich

• Längere Lebensdauer und geringere Kosten.

Es zeigen

Figur 1 eine Ansicht eines Gasturbinentriebwerks mit einem Brennkorb,

Figur 2 eine Ansicht eines Brennkorbs mit Resonatorringen nach dem Stand der Technik

Figur 3 ein Resonatorring im Detail

Figur 4 einen erfindungsgemäßen Resonatorring,

Figur 5 eine Einlegplatte mit Löchern.

Figur 1 zeigt eine Ansicht eines Gasturbinentriebwerks 5.

Eine Brennkammer 6 befindet sich in einem Brennkorb 7.

Figur 2 zeigt eine Nahansicht des Brennkorbs 7 und eines Resonatorrings 11.

Die Brennkammer 6 produziert Verbrennungsprodukte, die stromabwärts durch den Brennkorb 7 und den Resonatorring 11 in ein Übergangs system geleitet werden. Von dort strömen heiße Ver- brennungsprodukte stromabwärts zu einem Turbinenteil und können zur Stromerzeugung verwendet werden.

Der Resonatorring 11 ist in der Lage verschiedene akustische Frequenzen zu steuern oder absorbieren, die von der Brennkammer 6 während des Betriebs des Gasturbinentriebwerks 5 erzeugt werden.

Figur 3 zeigt einen Resonatorring 11 im Detail, wie er bei einem Gasturbinentriebwerk 5 verwendet wird.

Der Resonatorring 11 weist einen Ring 10, vorzugsweise zwei miteinander verbundene Ringe 9, 12 auf, die wiederum auch jeweils aus Halbringen bestehen können.

Die Ringe 9, 12 für den Resonatorring 11 können auch einstückig ausgeführt sein, also einen Ring 10 darstellen.

Der Ring 10 oder die Ringe 9, 12 sind im Querschnitt vorzugsweise rund oder oval zur Durchströmungsrichtung ausgeführt bzw. dem Verbrennungssystem angepasst.

Der Ring 10 oder die Ringe 9, 12 weisen an ihrer Umfangsfläche jeweils mehrere Resonatorboxen 21, 22 auf, die dort um den Umfang vorzugsweise gleichmäßig verteilt sind.

Die Grundflächen der Resonatorboxen 21, 22 sind trapezförmige, insbesondere in Form gleichschenkliger Bereiche 15, 16, die abwechselnd in Umfangsrichtung mit der Grundseite des Trapez nach unten bzw. nach obenstehend angeordnet sind. Die Bereiche 15, 16 sind um den ganzen Umfang des Rings 10 oder jeweils der Ringe 9, 12 verteilt.

Die Bereiche 15, 16 haben fast die Höhe der Höhe eines Ringes 9, 10.

Außen auf dem Ring 10 oder der Ringe 9, 12 ist um die jeweiligen Bereiche 15, 16 jeweils ein entsprechend des trapezförmigen Bereichs 15, 16 ein Rahmen 18 vorhanden, der mit einem entsprechenden schließenden Deckel 23, dann eine geschlossene Box bildet und so Resonatorboxen 21, 22 darstellt.

Rahmen 18 und Deckel 23 für die Resonatorboxen 21, 22 können auch zusammen einstückig ausgebildet sein.

Innerhalb der insbesondere trapezförmigen Bereiche 15, 16 sind Löcher 31 vorhanden, die in Zusammenwirkung mit der Resonatorbox 21, 22 zur Dämpfung bzw. zur Frequenzsteuerung dienen .

Des Weiteren soll der vorliegend beschriebene Resonatorring 11 aus Ring 10 bzw. Ringen 9, 12 und Resonatorboxen 21, 22 gemäß der Erfindung verbessert werden und besser hergestellt werden .

Erfindungsgemäß ist in dem Bereich gemäß Figur 3, wo direkt in dem Ring 10 oder den Ringen 9, 12 die Löcher 31 nach dem Stand der Technik (Fig. 3) vorhanden sind bzw. ausgebildet sind, eine komplette Aussparung 24 (Fig. 4) vorhanden, die ebenso trapezförmig ausgebildet ist.

Figur 4 steht beispielhaft für einen Ring 9 oder 12 bzw. 10 gemäß Figur 3.

In diese Aussparung 24 wird entsprechend eine Einlegplatte 27 (Fig. 5) , die 27 in Ihrer Form dazu komplementär ausgebildet ist .

Die Einlegplatte 27 ist vorzugsweise gusstechnisch hergestellt .

Die Einlegplatte 27 wird in die Aussparung 24 eingelegt und mit dem Ring 10, 9, 12 verbunden, insbesondere verlötet.

Einlegplatte 27 und Ring 10 bzw. Ringe 9, 12 können insbesondere auch zusätzlich eine formschlüssige Verbindung aufweisen .

Die Löcher 31 von jeweiligen Einlegeplatten sind vorzugsweise verschieden groß ausgebildet, um verschiedene Frequenzberei- ehe zu erfassen.

Die Löcher 31 sind vorzugsweise innerhalb des trapezförmigen Bereichs 15, 16 der Einlegplatte 27 gleichmäßig verteilt.

Dann erfolgt nach bekannter Art und Weise oder anderer Vorgehensweise die Bildung der Resonatorboxen 21, 22 aus umgebendem Rahmen 18 und Deckel 23 zu den Resonatorboxen 21, 22.

Die Materialen von Ring 10 oder Ringen 9, 12 und Einlegplatten sind verschieden.

Verschieden bedeutet, dass sich die Materialien um mindestens ein Legierungselement mehr oder um mindestens ein Legierungselement weniger unterscheiden und/oder ein Anteil zumindest eines Legierungselements sich um mindestens 10%, insbesondere um mindestens 20% unterscheidet.

Das Material der Einlegplatten 27 ist vorzugsweise eine Y' verfestigte Nickelbasislegierung, insbesondere wie IN738, Alloy 247 oder Rene 80.

Die Einlegplatten 27 bzw. auch die Löcher 31 werden vorzugsweise durch Erodieren aus Gussplatten hergestellt.

Aufgrund der höheren Festigkeit der Einlegplatten 27 können diese dünner ausgeführt werden und erlauben andere Bohrungsdurchmesser (= Löcher 31) , wodurch Kühlluft eingespart wird.

So hat beispielsweise eine erste Einlegplatte alle Löcher mit einem ersten Durchmesser und eine zweite Einlegplatte Löcher mit einem zweiten Durchmesser, Unterschied zwischen den Löchern beträgt mindestens 10%.