DE68905142T2

DE68905142T2 - REDUCTION OF CARBON CONSTRUCTION IN A TURBINE ENGINE.

Info

Publication number: DE68905142T2
Application number: DE1989605142
Authority: DE
Inventors: R Shekleton
Original assignee: Sundstrand Corp
Current assignee: Sundstrand Corp
Priority date: 1988-05-26
Filing date: 1989-04-17
Publication date: 1993-06-09
Anticipated expiration: 2009-04-18
Also published as: DE68905142D1

Description

Field of the invention

Diese Erfindung betrifft Turbinenmaschinen und insbesondere eine Verbesserung, durch die ein Kohlenstoffaufbau in dem Brennraum einer Turbinenmaschine wesentlich reduziert wird.This invention relates to turbine engines and, more particularly, to an improvement that substantially reduces carbon buildup in the combustion chamber of a turbine engine.

Background of the invention

Turbinenmaschinen, die mit Verbrennungsgasen, die durch die Verbrennung von kohlenstoffhaltigen Brennstoffen entstehen, angetrieben werden, weisen gewöhnlich das Problem des sogenannten Kohlenstoffaufbaus auf. Solche Maschinen, wie sie in US-A-3 613 360 beschrieben sind, sind typischerweise mit einem oder mehreren Brennern versehen, in denen ein kohlenstoffhaltiger Brennstoff mit einem Oxidationsmittel, regelmäßig Luft, verbrannt wird, um heiße Verbrennungsgase zu produzieren. Häufig werden die heißen Verbrennungsgase mit Kühlluft verdünnt und dann einer Düse zugeführt, die ihrerseits die Gase auf ein Turbinenrad richtet, um dieses anzutreiben.Turbine engines powered by combustion gases produced by the combustion of carbonaceous fuels usually suffer from the problem of so-called carbon build-up. Such engines, as described in US-A-3,613,360, are typically provided with one or more burners in which a carbonaceous fuel is burned with an oxidizer, usually air, to produce hot combustion gases. Often the hot combustion gases are diluted with cooling air and then fed to a nozzle which in turn directs the gases at a turbine wheel to drive it.

Während des Verbrennungsprozesses entsteht als Ergebnis einer unvollständigen Verbrennung eine Tendenz für das Auftreten eines Kohlenstoffaufbaus. Dies ist bereits deswegen unerwünscht, weil eine unvollständige Verbrennung die Effizienz der Turbinenfunktion herabsetzt. Es ist noch unerwünschter, weil beim Auftreten des Aufbaus Kohlenstoffstückchen aus dem Aufbau abbrechen und mit den heißen Verbrennungsgasen durch die Düse und das Turbinenrad geschleudert werden. Der stückige Kohlenstoff verursacht eine Erosion der Düse, wenn er durch sie hindurchtritt, wie auch eine Erosion der Blätter des Turbinenrades. Demzufolge reduziert das Abbrechen des Kohlenstoffaufbaus die Lebensdauer der Turbinenmaschine durch eine Vergrößerung des Abriebs der Düse und des Turbinenrades.During the combustion process, there is a tendency for carbon build-up to occur as a result of incomplete combustion. This is undesirable because incomplete combustion reduces the efficiency of turbine operation. It is even more undesirable because when build-up occurs, pieces of carbon break off from the build-up and are thrown through the nozzle and turbine wheel with the hot combustion gases. The piece-like carbon causes erosion of the nozzle as it passes through it, as well as erosion of the turbine wheel blades. Consequently, the breaking off of carbon build-up reduces the life of the turbine machine by increasing the abrasion of the nozzle and turbine wheel.

Die vorliegende Erfindung dient dazu, ein oder mehrere der genannten Probleme zu überwinden.The present invention is intended to overcome one or more of the mentioned problems.

Summary of the invention

Es ist die Hauptaufgabe der Erfindung, eine neue und verbesserte Turbinenmaschine zu erstellen. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Verbesserung für eine Turbinenmaschine zur Verfügung zu stellen, die wesentlich den Kohlenstoffaufbau in ihr reduziert, um die damit verbundenen Probleme zu verringern.It is the primary object of the invention to provide a new and improved turbine engine. In particular, it is an object of the invention to provide an improvement to a turbine engine which substantially reduces carbon buildup therein to reduce the problems associated therewith.

Ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Verringerung des Kohlenstoffaufbaus wird bei einer Turbinenmaschine des Typs angewendet, der einen mit einem Turbinenrad verbundenen Kompressor aufweist und zur Rotation um eine Achse gelagert ist. Eine Düse ist so angeordnet, daß sie Gas auf das Turbinenrad richtet, um dieses anzutreiben. Ein ringförmiger Brennraum ist um die Achse herum in Fluidverbindung mit Düse angeordnet. Der ringförmige Brennraum weist eine radial innere Wand, eine radial äußere Wand und eine im wesentlichen radial erstreckte Wand auf, die die innere und die äußere Wand an einer der Düse gegenüberliegenden Stelle verbindet. Brennstoffeinspritzdüsen sind zum im wesentlichen axialen Einspritzen von kohlenstoffhaltigem Brennstoff zwischen die innere und die äußere Wand nahe der radialen Wand vorgesehen und eine mit Preßluft gefüllte Kammer steht in einer Fluidverbindung mit dem Kompressor und umgibt die Wände des Brennraums im allgemeinen mit Abstand. Eine Mehrzahl von auf der Umfangswand voneinander beabstandeten Öffnungen ist in der radialen Wand des Brennraums angeordnet, um für einen Kühlluftfluß von dem mit Preßluft gefüllten Raum zum Innern des Brennraums zu sorgen. Ein Kühlungsstreifen ist innerhalb des Brennraums angeordnet, um durch die Öffnungen durchtretende Luft entlang der radialen Wand zu leiten.One embodiment of a carbon build-up reducing device according to the invention is applied to a turbine engine of the type having a compressor connected to a turbine wheel and mounted for rotation about an axis. A nozzle is arranged to direct gas to the turbine wheel to drive it. An annular combustion chamber is arranged about the axis in fluid communication with the nozzle. The annular combustion chamber has a radially inner wall, a radially outer wall and a substantially radially extending wall connecting the inner and outer walls at a location opposite the nozzle. Fuel injectors are provided for substantially axially injecting carbonaceous fuel between the inner and outer walls adjacent the radial wall and a chamber filled with compressed air is in fluid communication with the compressor and generally spaced from the walls of the combustion chamber. A plurality of peripheral wall-spaced openings are arranged in the radial wall of the combustion chamber to provide cooling air flow from the compressed air-filled space to the interior of the combustion chamber. A cooling strip is arranged within the combustion chamber to direct air passing through the openings along the radial wall.

Die Erfindung befaßt sich mit der speziellen Verbesserung einer Einrichtung zum wesentlichen Reduzieren eines Kohlenstoffaufbaus in dem Brennraum durch Anordnen der Öffnungen nahe benachbart dem radial äußeren Teil der radialen Wand, wobei der Kühlungsstreifen so angeordnet ist, daß er durch die Öffnungen hindurchtretende Luft einwärts entlang der radialen Wand richtet.The invention relates to the specific improvement of a device for substantially reducing carbon build-up in the combustion chamber by arranging the openings closely adjacent the radially outer part of the radial wall, the cooling strip being arranged to direct air passing through the openings inwardly along the radial wall.

Gemäß einem Ausführungsbeipiel der Erfindung kann der Kühlstreifen einen mit Abstand von und im wesentlichen parallel zur radialen Wand nahe der Öffnungen angeordneten Abschnitt aufweisen und der Abschnitt mit einer Mehrzahl von kleineren und zahlreicheren Öffnungen als die Öffnungen in der radialen Wand aufweisen.According to an embodiment of the invention, the cooling strip can have a section spaced from and substantially parallel to the radial wall near the openings and the section can have a plurality of smaller and more numerous openings than the openings in the radial wall.

Die Erfindung sieht ferner vor, daß der Kühlstreifen einen Basisabschnitt in Anlage an einer der Wände aufweist und daß sich zusätzliche Öffnungen durch den Basisabschnitt und die eine Wand an dem Punkt der Anlage aufweisen.The invention further provides that the cooling strip has a base portion in abutment against one of the walls and that additional openings are provided through the base portion and the one wall at the point of abutment.

Andere Aufgaben und Vorteile werden aus der folgenden Beschreibung deutlich, wenn sie im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen gesehen wird.Other objects and advantages will become apparent from the following description when taken in conjunction with the accompanying drawings.

Description of the drawings

Figur 1 ist eine ein wenig schematische Schnittdarstellung einer Turbinenmaschine, in der die erfindungsgemäße Verbesserung mit Vorteil verwendbar ist;Figure 1 is a somewhat schematic sectional view of a turbine engine in which the improvement according to the invention can be used with advantage;

Figur 2 eine Ansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Brennraums;Figure 2 shows a view of a combustion chamber designed according to the invention;

Figur 3 eine vergrößerte Teil-Schnittdarstellung des Brennraums etwa entlang der Linie 3-3 in Figur 2;Figure 3 is an enlarged partial sectional view of the combustion chamber approximately along line 3-3 in Figure 2;

Figur 4 ist eine der Figur 3 ähnliche Darstellung, jedoch eines vorbekannten Brennraums undFigure 4 is a representation similar to Figure 3, but of a previously known combustion chamber and

Figur 5 ist eine vergrößerte Teil-Schnittdarstellung eines modifizierten Ausführungsbeispiels der Erfindung.Figure 5 is an enlarged partial sectional view of a modified embodiment of the invention.

Description of the preferred embodiment

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Gasturbine ist in den Zeichnungen in Form einer luftatmenden Gasturbine mit eine radialen Strömung dargestellt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf Turbinen mit einer radialen Strömung beschränkt und kann auf jede Form von luftatmenden Turbinene mit einem ringförmigen Brennraum angewendet werden.An embodiment of a gas turbine according to the invention is shown in the drawings in the form of an air-breathing gas turbine with a radial flow. However, the invention is not limited to turbines with a radial flow and can be applied to any form of air-breathing turbine with an annular combustion chamber.

Die Turbine weist eine rotierende Welle 10 auf, die in nicht dargestellten Lagern drehbar gelagert ist. Nahe einem Ende der Welle 10 befindet sich ein Einlaßbereich 12. Die Welle 10 trägt einen Rotor, der allgemein mit 14 bezeichnet ist und der einen herkömmlichen Aufbau haben kann. Demzufolge weist er eine Mehrzahl von Kompressorblättern 16 nahe dem Einlaßbereich 12 auf. Eine Deckwand 18 für die Kompressorblätter ist in deren Nähe angeordnet. Unmittelbar radial auswärts von den radial äußeren Enden der Kompressorblätter 16 befindet sich ein herkömmlicher Diffusor 20.The turbine includes a rotating shaft 10 which is supported for rotation in bearings not shown. Near one end of the shaft 10 is an inlet region 12. The shaft 10 carries a rotor, generally designated 14, which may be of conventional construction. Accordingly, it includes a plurality of compressor blades 16 near the inlet region 12. A cover wall 18 for the compressor blades is arranged in the vicinity thereof. Immediately radially outward from the radially outer ends of the compressor blades 16 is a conventional diffuser 20.

Auf der den Kompressorblättern 16 gegenüberliegenden Seite weist der Rotor 14 eine Mehrzahl von Turbinenblättern 22 auf. Somit ist ein mit einem Kompressor gekoppeltes Turbinenrad gebildet. Unmittelbar radial auswärts von den Turbinenblättern 22 befindet sich eine ringförmige Düse 24, die dafür ausgelegt ist, heiße Verbrennungsgase von einem ringförmigen Brennraum, der allgemein mit 26 bezeichnet ist, zu erhalten. Das Kompressorsystem mit den Blättern 16, der Deckwand 18 und dem Diffusor 20 liefert heiße Luft auf den ringförmigen Brennraum 26 und über Verdünnungsluftdurchgänge 27 zusammen mit Verbrennungsgasen auf die Düse 24. Das heißt, daß heiße Verbrennungsgase von dem Brennraum über die Düse 24 gegen die Blätter 22 geleitet werden, um eine Rotation des Rotors 14, und somit der Welle 10, zu verursachen. Die letztgenannte kann naturgemäß mit irgendeinem Apparat verbunden sein, der zur Ausführung von nützlicher Arbeit geeignet ist.On the side opposite the compressor blades 16, the rotor 14 has a plurality of turbine blades 22. Thus, a turbine wheel coupled to a compressor is formed. Immediately radially outward from the turbine blades 22 is an annular nozzle 24 designed to receive hot combustion gases from an annular combustion chamber, generally designated 26. The compressor system with the blades 16, the shroud 18 and the diffuser 20 supplies hot air to the annular combustion chamber 26 and via dilution air passages 27 together with combustion gases to the nozzle 24. That is, hot combustion gases from the combustion chamber are directed via the nozzle 24 against the blades 22 to cause rotation of the rotor 14, and thus the shaft 10. The latter may, of course, be connected with any apparatus suitable for carrying out useful work.

Eine Deckwand 28 für die Turbinenblätter ist mit dem Brennraum 26 verbunden, um den Fließpfad von der Düse 24 abzuschließen und das expandierende Gas auf den Bereich der Turbinenblätter 22 zu beschränken.A cover wall 28 for the turbine blades is connected to the combustion chamber 26 to close the flow path from the nozzle 24 and confine the expanding gas to the area of the turbine blades 22.

Der Brennraum 26 weist eine im wesentlichen zylindrische, radial innere Wand 32 und eine im wesentlichen zylindrische, radial äußere Wand 34 auf. Diese beiden sind konzentrisch und vereinigen sich zu einem abgesetzten Bereich 36, der als Auslaß von dem inneren Ring 38 des Brennraums 26 zur Düse 24 dient. Eine dritte Wand 39, die im wesentlichen konzentrisch mit den Wänden 32 und 34 ist, erstreckt sich im wesentlichen radial, um die Wände 32 und 34 miteinander zu verbinden und ferner den Ring 38 zu begrenzen. Gegenüberliegend von dem Auslaß 36 und nahe der Wand 39 weist der innere Ring 38 des Brennraums 26 eine Verbrennungszone 40 auf, in der die Verbrennung des Brennstoffes vorwiegend geschieht. Eine weitere Verbrennung kann in einigen Fällen stromabwärts von der Hauptverbrennungszone 40 in Richtung des Auslasses 36 vorkommen. Wie oben erwähnt, ist dafür gesorgt, daß Verdünnungsluft durch die Durchlässe 27 in den Brennraum 26 stromabwärts von der Hauptverbrennungszone 40 eingeblasen wird, um die Verbrennungsgase auf eine Temperatur abzukühlen, die zur Beaufschlagung der Turbinenblätter 22 über die Düse 24 geeignet ist.The combustion chamber 26 has a substantially cylindrical radially inner wall 32 and a substantially cylindrical radially outer wall 34. These two are concentric and merge into a stepped region 36 which serves as an outlet from the inner ring 38 of the combustion chamber 26 to the nozzle 24. A third wall 39, which is substantially concentric with the walls 32 and 34, extends substantially radially to interconnect the walls 32 and 34 and further define the ring 38. Opposite the outlet 36 and near the wall 39, the inner ring 38 of the combustion chamber 26 has a combustion zone 40 in which combustion of the fuel primarily occurs. Further combustion may in some cases occur downstream of the main combustion zone 40 toward the outlet 36. As mentioned above, provision is made for dilution air to be injected through the passages 27 into the combustion chamber 26 downstream of the main combustion zone 40 in order to cool the combustion gases to a temperature suitable for application to the turbine blades 22 via the nozzle 24.

Jedenfalls wird es deutlich, daß die Hauptverbrennungszone 40 ein Ring oder ringförmiger Raum ist, der durch die im wesentlichen radial innere Wand 32, die im wesentlichen radial äußere Wand 34 und die radiale Wand 39 begrenzt ist.In any event, it will be appreciated that the main combustion zone 40 is an annular or ring-shaped space defined by the substantially radially inner wall 32, the substantially radially outer wall 34, and the radial wall 39.

Weitere, im wesentlichen konzentrisch zu den Wänden 32 und 34 liegende Wände 42 und 44 sind im wesentlichen radial innen und radial außen von den genannten Wänden zusammen mit einer zusätzlichen, im wesentlichen radial erstreckten Wand 45 angeordnet, um einen Verteiler oder einen mit Druckluft gefüllten Raum auszubilden. Der so definierte Raum umgibt mit Abstand den Brennraum 26. Die Wand 44 erstreckt sich zum Auslaß des Diffusors 20 und dient somit dazu, Druckluft von dem Kompressor zu führen und auf den Brennraum 26 zu leiten. Beispielsweise ein Zünder 46 ist auf der Wand 44 befestigt und erstreckt sich durch die Wand 34. Schließlich bläßt eine Mehrzahl von Brennstoffeinspritzdüsen für einen kohlenstoffhaltigen Brennstoff, schematisch bei 48 angedeutet, den Brennstoff im wesentlichen axial in den Ring 38. Wie Figur 1 zeigt, kann der Strom aus eingespritztem Brennstoff auch geringfügig radial nach innen gerichtet sein.Further walls 42 and 44, which are substantially concentric with the walls 32 and 34, are arranged substantially radially inward and radially outward from said walls together with an additional substantially radially extending wall 45 to form a distributor or a space filled with compressed air. The space thus defined surrounds the combustion chamber 26 at a distance. The wall 44 extends to the outlet of the diffuser 20 and thus serves to guide compressed air from the compressor and to the combustion chamber 26. For example, an igniter 46 is attached to the wall 44. and extends through the wall 34. Finally, a plurality of fuel injectors for a carbonaceous fuel, indicated schematically at 48, inject the fuel substantially axially into the annulus 38. As Figure 1 shows, the stream of injected fuel may also be directed slightly radially inward.

Die gerade beschriebene Konstruktion ist im wesentlichen die der von der Anmelderin hergestellten Turbinenmaschine, die unter dem Warenzeichen ''TITAN" verkauft wird. Eine etwas detailliertere Darstellung eines Teils des Aufbaus eines Brennraums 26 in der ''TITAN" ist in Figur 4 dargestellt. Dabei ist die radial äußere Wand des Brennraums mit 50 bezeichnet, während die radial innere Wand die Bezugsziffer 52 trägt. Die radial innere Wand ist 54 und zeigt eine kreisförmige Reihe von Öffnungen 56 (von denen nur eine gezeigt ist) am radial inneren Ende der radialen Wand 54. Ein Kühlstreifen 58 weist einen nach radial außen gerichteten Abschnitt 60 auf, der nominell parallel zur radialen Wand 54 nahe und oberhalb der Öffnungen 56 ausgebildet ist, um so den Luftstrom im wesentlichen radial nach außen zu leiten, wie dies durch einen Pfeil 62 gezeigt ist. In der Praxis hat dies zu einer wesentlichen Ansammlung von Kohlenstoff oder einen Kohlenstoffaufbau auf der Seite des Kühlstreifens 58 gegenüber der Reihe von Öffnungen 56 geführt.The construction just described is essentially that of the turbine engine manufactured by the applicant and sold under the trademark ''TITAN.'' A somewhat more detailed illustration of a portion of the construction of a combustion chamber 26 in the ''TITAN'' is shown in Figure 4. The radially outer wall of the combustion chamber is designated 50, while the radially inner wall is 52. The radially inner wall is 54 and shows a circular row of openings 56 (only one of which is shown) at the radially inner end of the radial wall 54. A cooling strip 58 has a radially outwardly directed portion 60 formed nominally parallel to the radial wall 54 near and above the openings 56 so as to direct the air flow substantially radially outwardly as shown by an arrow 62. In practice, this has resulted in a significant accumulation of carbon or carbon build-up on the side of the cooling strip 58 opposite the row of openings 56.

Erfindungsgemäß und wie in den Figuren 2 und 3 dargestellt, sind die Reihe von Öffnungen 56 und der Kühlstreifen 58 entfallen. Vielmehr ist eine kreisförmige Reihe von axialen Öffnungen 66 in der radialen Wand 39 nahe ihrem radial äußeren Ende angeordnet, um eine Kühlung der radialen Wand 39 zu besorgen. Ein Kühlstreifen 68 ist nahe der radial äußeren Wand 34 befestigt und weist einen Abschnitt 70 auf, der nominell parallel zur radialen Wand 39 verläuft und mit Abstand über den Öffnungen 66 angeordnet ist und der radial nach innen gerichtet ist. Folglich fließt Luft von dem den Brennraum 26 umgebenden Raum durch die Öffnungen 66 und radial nach innen entlang der Wand 39 zu Kühlungszwecken, wie dies durch einen Pfeil 72 dargestellt ist.According to the invention and as shown in Figures 2 and 3, the series of openings 56 and the cooling strip 58 are eliminated. Rather, a circular series of axial openings 66 are arranged in the radial wall 39 near its radially outer end to provide cooling of the radial wall 39. A cooling strip 68 is attached near the radially outer wall 34 and has a portion 70 which is nominally parallel to the radial wall 39 and spaced above the openings 66 and which is directed radially inward. Consequently, air from the space surrounding the combustion chamber 26 flows through the openings 66 and radially inward along the wall 39 for cooling purposes, as shown by an arrow 72.

Völlig unerwartet hat die Praxis gezeigt, daß die Verlagerung der Reihe der Öffnungen in den radial äußeren Teil der radialen Wand 39 und die damit verbundene Verlagerung und Neuorientierung des zugehörigen Kühlstreifens zu einer Verminderung des Kohlenstoffaufbaus in der Größenordnung von 65 führt. Demzufolge entsteht eine wesentliche Reduktion von durch die Düse 24 und gegen die Turbinenblätter 22 strömenden Kohlenstoffpartikeln, verbunden mit einer Abnahme der Abnutzungsrate, die durch die von Kohlenstoffpartikeln hervorgerufe Erosion entstanden ist.Completely unexpectedly, practice has shown that the displacement of the row of openings into the radially outer part of the radial wall 39 and the associated displacement and reorientation of the associated cooling strip leads to a reduction in the carbon build-up in the order of 65. As a result, there is a significant reduction in carbon particles flowing through the nozzle 24 and against the turbine blades 22, combined with a decrease in the wear rate caused by the erosion caused by carbon particles.

Eine weitere Verminderung des Kohlenstoffaufbaus kann durch die Verwendung des in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiels erzielt werden. In dem in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Abschnitt 70 des Kühlstreifens 68 mit einer Mehrzahl von extrem kleinen Öffnungen 74 versehen. Die Öffnungen 74 sind kleiner als die Öffnungen 66 und in dem gesamten Brennraum gibt es eine größere Anzahl an Öffnungen 74 gegenüber den Öffnungen 66. Folglich wird eine kleine Luftströmung durch die Öffnungen 74 in einer von der radialen Wand 39 wegzeigenden Richtung entstehen. Diese Luftbewegung neigt zu einer Reinigung der stromabwärtsliegenden Seite des Kühlstreifens 68 und verhindert einen Kohlenstoffaufbau.A further reduction in carbon buildup can be achieved by using the embodiment shown in Figure 5. In the embodiment shown in Figure 5, the portion 70 of the cooling strip 68 is provided with a plurality of extremely small openings 74. The openings 74 are smaller than the openings 66 and there are a greater number of openings 74 in the entire combustion chamber than the openings 66. Consequently, a small air flow will be created through the openings 74 in a direction away from the radial wall 39. This air movement tends to clean the downstream side of the cooling strip 68 and prevent carbon buildup.

Falls erwünscht, kann ein Basisabschnitt 76 des Kühlstreifens 68, der im wesentlichen an der radial äußeren Wand 34 befestigt ist, wie in Figur 5 gezeigt ist, mit Öffnungen 78 versehen sein, die eine im wesentlichen ähnliche Größe wie die Öffnungen 74 aufweisen und die sich ebenfalls durch die radial äußere Wand 34 erstrecken. Hierdurch entsteht eine weitere Reinigungswirkung.If desired, a base portion 76 of the cooling strip 68, which is substantially secured to the radially outer wall 34, as shown in Figure 5, may be provided with openings 78 which have a substantially similar size to the openings 74 and which also extend through the radially outer wall 34. This provides a further cleaning effect.

Es kann wiederholt werden, daß die Verlagerung der Kühlungsluftöffnungen in die radiale Wand 39 des Brennraums 26 eine Reduktion des Kohlenstoffaufbaus in dem Brennraum in der Größenordnung von 65 % hervorruft. Somit erlaubt die Erfindung mit einer relativ einfachen und leicht auszuführenden, preiswerten Verbesserung in ganz unerwarteter Weise eine wesentliche Reduktion des Kohlenstoffaufbaus und der damit verbundenen Probleme.It can be reiterated that the relocation of the cooling air openings into the radial wall 39 of the combustion chamber 26 causes a reduction in carbon build-up in the combustion chamber of the order of 65%. Thus, with a relatively simple and easily implemented, inexpensive improvement, the invention allows, quite unexpectedly, a substantial reduction in carbon build-up and the problems associated with it.

Claims

1. Turbine engine with a compressor (16) connected to a turbine wheel (22) which is mounted for rotation about an axis, a nozzle (24) which is arranged to direct gas to the turbine wheel in order to drive it, an annular combustion chamber (26) which is arranged about said axis in fluid communication with the nozzle (24) and has a radially inner wall (32), a radially outer wall (34) and a substantially radially extending wall (39) connecting the inner and outer walls on a side opposite the nozzle (24), a plurality of fuel injection devices (48) for injecting a carbonaceous fuel substantially axially between the inner and outer walls (32, 34) near the radial wall (39), a space filled with compressed air which is in fluid communication with the compressor (16) and the walls of the combustion chamber (26), a plurality of circumferentially spaced openings (66) in the radial wall (39) for allowing cooling air to flow from the filled space to the interior of the combustion chamber (26), and a cooling strip (68) within the combustion chamber for directing air passing through the openings (66) along the radial wall (39), characterized in that in order to substantially reduce carbon buildup within the combustion chamber (26), said openings (66) are arranged in the radially outer part of the radial wall (39) and that the cooling strip (68) is positioned to direct air passing through the openings (66) radially inward along the radial wall (39) and that the radially inner part of the radial wall (39) is free of openings (66).

2. Turbine machine according to claim 1, in which the cooling strip (68) has a radial wall (39) near the openings (66) spaced and substantially parallel portion (70) provided with a plurality of openings (74) that are smaller and more numerous than the openings (66) in the radial wall.

3. Turbine engine according to claim 1 or 2, in which the cooling strip (68) has a base portion (76) abutting one of the walls of the combustion chamber (26) and additional openings (78) extend through the base portion and said wall in the abutment area between the two.

4. Turbine machine according to one of the preceding claims, in which the turbine wheel (22) is a turbine wheel with a radial inflow and the nozzle (24) is an annular nozzle surrounding the turbine wheel.

5. Turbine engine according to one of the preceding claims, in which the fuel injection devices (48) are arranged so that they inject the carbonaceous fuel substantially axially, but also somewhat radially inwardly.