DE102008023052B4

DE102008023052B4 - Brennkammerwand bzw. Heißgaswand einer Brennkammer und Brennkammer mit einer Brennkammerwand

Info

Publication number: DE102008023052B4
Application number: DE102008023052A
Authority: DE
Inventors: Johannes Dr. San Francisco Vlcek
Original assignee: EADS Deutschland GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 2008-05-09
Filing date: 2008-05-09
Publication date: 2011-02-10
Anticipated expiration: 2028-05-10
Also published as: DE102008023052A1

Abstract

Brennkammerwand (12) für eine Brennkammer (10), mit einer inneren Wand (14), einer äußeren Wand (16) und zumindest einem Kühlkanal (20), der sich zwischen der inneren Wand (14) und der äußeren Wand (16) befindet, wobei zwischen der inneren Wand (14) und der äußeren Wand (16) Stege (18) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass eine Verformungen und/oder Verschiebungen von zumindest einer der Wände (14, 16) kompensierende biegeweiche Struktur entsteht, wobei die Stege (18) überkreuzend, wabenförmig, Y-förmig, mäanderförmig, bogenförmig, gezackt, gewellt, blitzförmig oder gestuft angeordnet sind und die Brennkammerwand (12) durch ein generatives Verfahren hergestellt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkammerwand bzw. Heißgaswand für eine Brennkammer und eine Brennkammer mit einer Brennkammerwand.
Die Wand einer Brennkammer, beispielsweise einer Turbine oder eines Raketentriebwerks, muss während des Betriebs der Turbine oder des Raketentriebwerks gekühlt werden. Die Brennkammerwand weist üblicherweise eine Struktur von Kühlkanälen auf, die an die Brennkammerwand angrenzen bzw. in dieser ausgebildet sind. Die Kühlkanäle haben das Ziel die Brennkammerwand gegenüber den heißen Verbrennungsgasen so kühl zu halten, dass eine ausreichende Lebensdauer der Brennkammer erzielt wird.
Üblicherweise werden die Kühlkanäle in der Brennkammerwand durch zerspanende Bearbeitung, wie z. B. Fräsen, hergestellt, wie beispielsweise in der DE 28 27 228 A1 beschrieben ist. Diese Art der Erzeugung von Kühlkanälen ist nur bei einer starren bzw. steifen Brennkammerwandstruktur möglich, da ansonsten die Struktur der Bearbeitung nachgeben würde. Während des Betriebs der Brennkammer erwärmt sich der innere Bereich der Brennkammerwand, d. h. der Bereich, der näher an der Brennkammer ist und auch als Heißgaswand bezeichnet wird, stärker als der äußere Bereich. Dadurch dehnt sich die Brennkammerwand in inneren Zonen unterschiedlich gegenüber äußeren Zonen aus. Unzureichende bzw. fehlende Ausdehnungsmöglichkeiten in diesen Bereichen führen zum sogenannten Fließen des Werkstoffs. Insbesondere beim Abkühlen sind dann in diesen Bereichen bzw. Stellen Thermalspannungen lokalisiert. Demzufolge treten bei starren Strukturen einer Brennkammerwand die Thermalspannungen in der Brennkammerwand auf. Dabei besteht bereits nach wenigen Zyklen aus Erhitzen und Abkühlen die Gefahr, dass die Brennkammerwandstruktur durch die im Betrieb auftretenden Thermalspannungen beschädigt oder gar zerstört wird.
Die DE 699 28 200 T2 offenbart eine wärmebewegliche Auskleidung mit einer äußeren Wand, einer inneren Wand, die radial nach innen von der äußeren Wand beabstandet ist und einen Kanal dazwischen definiert, und einer Mehrzahl von Versteifungen, die in dem Kanal angeordnet sind, wobei die Versteifungen mindestens Endbereiche, die an den Wänden angebracht sind, und einen Mittelbereich mit nachgiebigen Abschnitt aufweisen, wobei der nachgiebige Mittelabschnitt der Versteifungen unterschiedliche thermische Ausdehnungsraten zwischen der äußeren und der inneren Wand aufnimmt.
Die FR 2 271 405 A1 offenbart eine Auskleidung mit einer inneren und einer äußeren Wand und dazwischen befindlichen Versteifungen, die zumindest mit der äußeren Wand verschraubt sind.
Die US 6 041 590 A offenbart eine Auskleidung für eine Turbine mit einer inneren und einer äußeren Wand und dazwischen befindlichen Rahmenbauteilen. Die Rahmenbauteile sind mit der inneren Wand vernietet und mit der äußeren Wand verschraubt.
Die WO 2006/059119 A1 offenbart eine Auskleidung für eine Gasturbine mit einer äußeren und einer inneren Wand und dazwischen befindlichen, sich radial erstreckenden Blechen. Jedes Blech ist an einem Bereich an der äußeren Wand und mit einem anderen Bereich an der inneren Wand angebracht. Die Bleche sind so angeordnet, dass sie Räume schaffen, die sich in Umfangsrichtung erstrecken und eine axiale Luftzufuhr zum Kühlen ermöglichen.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Brennkammerwand für eine Brennkammer und eine Brennkammer mit einer Brennkammerwand anzugeben, bei der keine Thermalspannungen auftreten bzw. diese abgebaut werden können.
Die Aufgabe wird durch eine Brennkammerwand für eine Brennkammer mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Brennkammer mit den Merkmalen des Anspruchs 8 und ein Verfahren nach Anspruch 9 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, eine Brennkammerwand mit ein Kühlkanal im Inneren derselben so auszubilden, dass sie zumindest in einem Bereich einer Heißgaswand, d. h. in einem Bereich in der Nähe einer Brennkammer, eine Struktur mit einer gewissen Elastizität aufweist, d. h. dass sich die Elemente der Wand einer thermisch bedingten Formänderung anpassen und auch wieder in ihre ursprüngliche Form im Wesentlichen zurückkehren können, so dass die Brennkammerwandstruktur bzw. die Brennkammer nicht beschädigt werden. Das heißt es wird eine gegenüber Last flexible oder elastische Struktur hergestellt, die durch Fräsen, Drehen oder Gießen nicht herstellbar ist. Gleichzeitig werden dabei Kühlkanäle bzw. Kanal ähnliche Geometrieteile vorgesehen, durch die die Kühlfunktion erfüllt wird. Insbesondere kann durch eine biegeweiche, Spannungen oder Verformungen kompensierende Zone dafür gesorgt werden, dass eine gewisse strukturelle Entkopplung zwischen den Zonen stattfindet und somit auch bei stark unterschiedlichen Verformungen oder Verschiebungen in unterschiedlichen Zonen die Belastung auf die jeweilige sich verformende Zone weitgehend beschränkt bleibt. Zur Herstellung derartiger Strukturen können insbesondere additive bzw. generative Verfahren im Pulverbett angewendet werden.
Vorteilhafterweise weist eine Brennkammerwand für eine Brennkammer eine innere Wand, eine äußere Wand und zumindest einen Kühlkanal auf, der sich zwischen den Wänden befindet. Zwischen der inneren Wand und der äußeren Wand sind Stege derart ausgebildet und angeordnet, dass eine Verformungen und/oder Verschiebungen von zumindest einer der Wände kompensierende biegeweiche Struktur entsteht. Aufgrund dieser biegweichen Struktur können während eines Betriebs der Brennkammer auftretende Thermalspannungen von der Wand abgebaut werden und so der Kammer und der Wand keine Beschädigungen zugefügt werden.
Vorteilhafterweise sind die Stege aus einem biegeweichen Material, wodurch Thermalspannungen sehr gut aufgenommen werden können.
Vorteilhafterweise sind die Stege überkreuzend angeordnet, wodurch auf die Schichten wirkende Kräfte aufgenommen werden können und die Brennkammerwand insgesamt stabilisiert wird.
Vorteilhafterweise sind die Stege wabenförmig angeordnet, wodurch eine besonders gute Stabilisierung erreicht wird.
Vorteilhafterweise sind die Stege Y-förmig, mäanderförmig, bogenförmig, gezackt, gewellt, blitzförmig oder gestuft angeordnet, so dass für jede Form an zu erwartender Materialbelastung eine individuelle, geeignete Lösung zur Aufnahme von auf die Schichten wirkenden Kräften geschaffen wird.
Vorteilhafterweise sind die Stege hohl, wodurch Materialkosten gespart und das Gewicht der Brennkammerwand verringert werden kann.
Vorteilhafterweise ist die Brennkammerwand ringförmig ausgebildet, wodurch die im Betrieb der Brennkammer auftretenden Kräfte gleichmäßig verteilt bzw. wirken können.
Vorteilhafterweise ist die Brennkammerwand aus Segmenten, wodurch ein Austausch von einzelnen Segmenten, z. B. bei Abnutzung oder Verschleiß, möglich ist.
Vorteilhafterweise sind die die Brennkammerwand ausbildenden Elemente, wie Stege und Wände, zumindest teilweise aus einem biegeweichen Material, wie beispielsweise Kupfer, Kupferlegierung, Aluminium, Aluminiumlegierung oder dergleichen, wodurch eine einfache Herstellung der Brennkammerwand möglich ist und die Thermalspannungen noch besser aufgenommen werden können.
Vorteilhafterweise ist die Brennkammerwand durch ein generatives Verfahren hergestellt, wodurch die Geometrie der Brennkammerwand einfacher nach Bedarf gestaltet werden kann als bei herkömmlichen Herstellungsverfahren.
Vorteilhafterweise ist das generative Verfahren selektives Laserschmelzen oder selektives Elektronenstrahlschmelzen, da sich diese besonders gut anwendbare Verfahren sind.
Vorteilhafterweise weist eine Brennkammer eine der vorstehend genannten Brennkammerwände auf, wodurch die Brennkammer eine längere Lebensdauer aufweisen kann.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen anhand der Figuren, von denen zeigen:
1 einen Ausschnitt einer Brennkammer mit Brennkammerwand gemäß einer ersten Ausführungsform,
2 einen Ausschnitt einer Brennkammer mit Brennkammerwand gemäß einer zweiten Ausführungsform,
3 einen Ausschnitt einer Brennkammer mit Brennkammerwand gemäß einer dritten Ausführungsform,
4 einen Ausschnitt einer Brennkammer mit Brennkammerwand gemäß einer vierten Ausführungsform, und
5 einen Ausschnitt einer Brennkammer mit Brennkammerwand mit unterschiedlich ausgebildeten Stegen.
1 zeigt einen Ausschnitt einer Brennkammer 10 mit einer Brennkammerwand 12, die die Brennkammer 10 ring- bzw. kreisringförmig umgibt. Die Brennkammerwand 12 ist in radialer Richtung gesehen aus einer inneren Wand 14 und einer äußeren Wand 16 gebildet, die im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.
Zwischen den Wänden 14, 16 sind Stege 18, z. B. Stäbe, so angeordnet, dass sie in überkreuzender Weise mit den Wänden 14, 16 verbunden sind. Die Wände 14, 16 und die Stege 18 sind aus einem biegeweichen Werkstoff, wie beispielsweise Kupfer, Kupferlegierung, Aluminium, Aluminiumlegierung oder dergleichen ausgebildet. Durch die Stege 18 werden die Wände 14, 16 voneinander beabstandet gehalten bzw. gestützt, so dass zwischen ihnen ein ringförmiger Hohlraum 20 gebildet ist. Der Hohlraum 20 dient als Kühlkanal 20. Der Kühlkanal 20 ist von einem Kühlmedium, wie beispielsweise Luft, zum Kühlen der Brennkammer 10 durchströmbar.
Die Struktur der Brennkammerwand 12 wird durch generative Fertigungsverfahren, insbesondere durch selektives Laserschmelzen (SLM) oder selektives Elektronenstrahlschmelzen (SEBM) ausgebildet. Diese Verfahren sind an sich bekannt, wurden aber bislang nicht zum Herstellen von Brennkammerwänden verwendet. Im Gegensatz zu den bekannten subtraktiv arbeitenden Herstellungsverfahren, wie z. B. den zerspanenden Verfahren Drehen und Fräsen, basiert die additive Fertigung auf dem, meist schichtweisen, Aufbau von Bauteilen aus flüssigen Werkstoffen oder aus Pulverwerkstoffen. Aufgrund der Entstehung von Bauteilen aus einzelnen Schichten unterschiedlicher Konturen spricht man auch von generativer Fertigung. Die Stärke dieser Verfahren liegt darin, aus einem zunächst formlosen Werkstoff nahezu jede beliebige Geometrie herstellen zu können. Insbesondere komplexe Geometrien mit Hinterschnitten oder innenliegende Freiformgeometrien in Hohlbauteilen lassen sich mit subtraktiven Verfahren nicht realisieren.
Werden die vorstehend genannten generativen Verfahren zum Herstellen von Bauteilen in Verbindung mit den genannten biegeweichen Materialien mit gewissen Elastizitätseigenschaften verwendet, so weisen die sich ergebenden Bauteile, zumindest soweit die biegeweichen Materialien verwendet sind, ebenfalls eine gewissen Elastizität auf bzw. können biegeweich gefertigt werden. Dadurch weist in dem hier vorliegenden Fall die Struktur der Brennkammerwand 12 eine gewisse Beweglichkeit bzw. Elastizität auf, wie nachstehend näher erläutert wird. Insbesondere können z. B. zumindest die Stege 18 aus biegeweichem Material gebildet sein, so dass sie sich verhältnismäßig leicht verformen können, was, wie im Folgenden beschrieben wird, zur Kompensation von Verformungen und/oder Verschiebungen einer der Wände 14, 16 der Brennkammerwand 12 ausgenützt werden kann.
Während eines Betriebs der Brennkammer 10 kommt es zu einer thermisch bedingten Ausdehnung zumindest der inneren Wand 14. Dabei kommt es zu einer Aufweitung der inneren Wand 14 in radialer Richtung. Die Stege 18 sind z. B. wie ein Faltenbalg in einer sich stauchenden bzw. auseinanderziehenden oder durch Biegung verformenden Weise beweglich. Bei einer Ausdehnung der inneren Wand 14 erfahren die Stege 18 in ihren Bereichen, die sich an den Wänden 14 und 16 befinden, eine Art Schwenkbewegung in jeweils entgegengesetzten Umfangsrichtungen, was z. B. zu einer elastischen Biegung des einzelnen Stegs 18 führt. Des Weiteren kann sich der Bereich der Stege 18, der sich an der inneren Wand 14 befindet, in Richtung zu der äußeren Wand 16 bewegen, d. h. die Wände 14 und 16 nähern sich. Kommt es zu einer noch stärkeren Erwärmung der Brennkammerwand 12, dehnt sich auch die äußere Wand 16 aus. Dabei können die Stege 18 durch Formänderung auch hier der Bewegung der Wände 14, 16 folgen und diese so kompensieren, dass sie nicht oder nur wenig an die jeweils andere Wand übertragen wird.
Bei einem Abkühlen der Brennkammer 10 bzw. der Brennkammerwand 12 kehren die Wände 14, 16 und die Stege 18 im Wesentlichen in ihre ursprüngliche Form zurück. Dadurch kann die Brennkammerwand 12 thermisch bedingte Ausdehnungen bzw. Kontraktionen ausgleichen bzw. strukturelastisch abbauen. Das heißt die Beweglichkeit der Bauteile der Brennkammerwand 12 sorgt dafür, dass die Brennkammerwand 12 nicht durch die im Betrieb herrschenden hohen Temperaturen und der damit verbundenen Thermalspannungen beschädigt oder zerstört wird.
Es ist möglich, dass das Kühlmedium bzw. die Luft den Kühlkanal axial bezüglich der Brennkammer, in Umfangsrichtung oder spiralförmig um die Brennkammer durchströmt. Die Brennkammerwand weist dann einen Auslass für das Kühlmedium in im Wesentlichen radialer oder axialer Richtung der Brennkammer auf.
Die für die Kühlung der Brennkammer erforderliche Luft kann als sogenannte Sekundärluft, das heißt ein Teil der in eine Turbine entströmenden Luft, oder als überschüssig angesaugte Luft in den Kühlkanal eingelassen werden.
Des Weiteren ist es möglich, die Oberfläche der Brennkammerwand durch entsprechende Polierverfahren zu bearbeiten. Es kann auch eine Bearbeitung der Kühlstrukturen, wie beispielsweise der Innenseiten der Kühlkanäle, mit beispielsweise Polierpasten erfolgen. Ferner kann ein galvanischer Tragmantel für die Brennkammerwand vorgesehen sein. Der Tragmantel kann auch ein thermisch gespritzter Tragmantel sein.
Die Stege können nach Bedarf zwischen den Schichten angeordnet sein. Insbesondere ist eine Wabenstruktur möglich. Die Stege können auch hohl, d. h. Röhrchen, oder Lamellen, d. h. sehr dünne bzw. feine Stege, sein.
2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Brennkammerwand 12, die eine Modifikation der Brennkammerwand 12 der ersten Ausführungsform darstellt. Die Brennkammerwand 12 dieser Ausführungsform weist im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie die Brennkammerwand 12 der ersten Ausführungsform auf, so dass im Folgenden lediglich die Unterschiede beschrieben werden.
Die Brennkammerwand 12 dieser Ausführungsform ist in Segmente 22, 24 unterteilt. Die einzelnen Segmente 22, 24 werden durch entsprechende generative Fertigungsverfahren, wie das selektive Laserschmelzen oder das Elektronenstrahlschmelzen, hergestellt und im Anschluss daran zur Brennkammerwand 12 zusammengefügt bzw. -gesetzt. Die Segmente 22, 24 können miteinander durch Löten oder Kleben oder in jeder anderen Form miteinander verbunden werden, die es den Segmenten 22, 24 bzw. der sich ergebenden Brennkammerwand 12 ermöglichen, die strukturelastischen Eigenschaften beizubehalten.
Auch bei dieser Ausführungsform können die Stege nach Bedarf zwischen den Schichten angeordnet werden, solange sie die strukturelastischen Eigenschaften aufweisen. Insbesondere ist eine Wabenstruktur möglich. Die Stege können auch hohl, d. h. Röhrchen, oder Lamellen, d. h. sehr dünne bzw. feine Stege, sein.
Des Weiteren ist möglich, die Oberfläche der Brennkammerwand durch entsprechende Polierverfahren zu bearbeiten. Es kann auch eine Bearbeitung der Kühlstrukturen, wie beispielsweise der Innenseiten der Kühlkanäle, mit beispielsweise Polierpasten erfolgen. Ferner kann ein galvanischer Tragmantel für die Brennkammerwand vorgesehen sein. Der Tragmantel kann auch ein thermisch gespritzter Tragmantel sein.
3 zeigt eine dritte Ausführungsform der Brennkammerwand 12, die eine Modifikation der Brennkammerwand 12 der ersten oder der zweiten Ausführungsform darstellt. Die Brennkammerwand 12 dieser Ausführungsform weist im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie die Brennkammerwand 12 der ersten oder zweiten Ausführungsform auf, so dass im Folgenden lediglich die Unterschiede beschrieben werden.
Die Stege 18 dieser Ausführungsform sind Y-förmig ausgebildet und gabeln sich in Richtung zu der inneren Wand 14. Dadurch sind die Stege 18 jeweils an einer Stelle an der äußeren Wand 16 angebracht und an zwei Stellen an der inneren Wand 14 angebracht. Bei einer thermisch bedingten Ausdehnung bzw. Aufweitung der inneren Wand 14 in radialer Richtung während eines Betriebs der Brennkammer 10 werden die Stege 18 in ihren vergabelten Bereichen durch Biegung verformt. Dadurch entfernen sich die Stellen der jeweiligen Stege 18 voneinander, an denen die Stege 18 an der inneren Wand 14 angebracht sind. Das heißt bei einer Ausdehnung der inneren Wand 14 erfahren die Stege 18 in ihren vergabelten Bereichen, die sich an der inneren Wand 14 befinden, eine Art Schwenkbewegung um den Punkt der Vergabelung in jeweils entgegengesetzten Umfangsrichtungen. Des Weiteren kann sich der Bereich der Stege 18, der sich an der inneren Wand 14 befindet, in Richtung zu der äußeren Wand 16 bewegen, d. h. die Wände 14 und 16 nähern sich. Dabei können sich die Stege 18 in ihren vergabelten Bereichen nicht nur um den Punkt der Vergabelung schwenken, sondern sich auch insgesamt oder in Teilbereichen biegen bzw. krümmen.
Bei einem Abkühlen der Brennkammer 10 bzw. der Brennkammerwand 12 kehren die Wände 14, 16 und die Stege 18 im Wesentlichen in ihre ursprüngliche Form zurück, so dass die Brennkammerwand 12 thermisch bedingte Ausdehnungen bzw. Kontraktionen ausgleichen bzw. strukturelastisch abbauen kann.
Auch bei dieser Ausführungsform können die Stege nach Bedarf zwischen den Schichten angeordnet werden, solange sie die strukturelastischen Eigenschaften aufweisen. Insbesondere ist es möglich, dass sich die Stege in Richtung zu der äußeren Wand vergabeln. Die Stege können auch hohl, d. h. Röhrchen, oder Lamellen, d. h. sehr dünne bzw. feine Stege, sein.
Des Weiteren ist möglich, die Oberfläche der Brennkammerwand durch entsprechende Polierverfahren zu bearbeiten. Es kann auch eine Bearbeitung der Kühlstrukturen, wie beispielsweise der Innenseiten der Kühlkanäle, mit beispielsweise Polierpasten erfolgen. Ferner kann ein galvanischer Tragmantel für die Brennkammerwand vorgesehen sein. Der Tragmantel kann auch ein thermisch gespritzter Tragmantel sein.
4 zeigt eine vierte Ausführungsform der Brennkammerwand 12, die eine Modifikation der Brennkammerwand 12 der ersten oder der zweiten Ausführungsform darstellt. Die Brennkammerwand 12 dieser Ausführungsform weist im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie die Brennkammerwand 12 der ersten oder zweiten Ausführungsform auf, so dass im Folgenden lediglich die Unterschiede beschrieben werden.
Die Stege 18 dieser Ausführungsform sind mäanderförmig zwischen der inneren Wand 14 und der äußeren Wand 16 angeordnet. Bei einer thermisch bedingten Ausdehnung bzw. Aufweitung der inneren Wand 14 in radialer Richtung während eines Betriebs der Brennkammer 10 werden die Stege 18 durch Biegung insbesondere in den Bereichen verformt, in denen sich Richtungsänderungen der Mäanderform befinden. Des Weiteren kann sich der Bereich der Stege 18, der sich an der inneren Wand 14 befindet, in Richtung zu der äußeren Wand 16 bewegen, d. h. die Wände 14 und 16 nähern sich.
Bei einem Abkühlen der Brennkammer 10 bzw. der Brennkammerwand 12 kehren die Wände 14, 16 und die Stege 18 im Wesentlichen in ihre ursprüngliche Form zurück, so dass die Brennkammerwand 12 thermisch bedingte Ausdehnungen bzw. Kontraktionen ausgleichen bzw. strukturelastisch abbauen kann.
Auch bei dieser Ausführungsform können die Stege nach Bedarf zwischen den Schichten angeordnet werden, solange sie die strukturelastischen Eigenschaften aufweisen. Die Stege können auch hohl, d. h. Röhrchen, oder Lamellen, d. h. sehr dünne bzw. feine Stege, sein.
Des Weiteren ist möglich, die Oberfläche der Brennkammerwand durch entsprechende Polierverfahren zu bearbeiten. Es kann auch eine Bearbeitung der Kühlstrukturen, wie beispielsweise der Innenseiten der Kühlkanäle, mit beispielsweise Polierpasten erfolgen. Ferner kann ein galvanischer Tragmantel für die Brennkammerwand vorgesehen sein. Der Tragmantel kann auch ein thermisch gespritzter Tragmantel sein.
5 zeigt weitere Modifikationen der Stege 18, die bei der Brennkammerwand 12 der ersten oder der zweiten Ausführungsform zur Anwendung kommen können. 5 soll dabei lediglich verschiedene Möglichkeiten zeigen, wie die Stege 18 ausgebildet werden können. Im Folgenden werden lediglich die Unterschiede zu der ersten oder zweiten Ausführungsform beschrieben.
Die gezeigten Stege 18 weisen verschiedene Formen auf. Die Stege 18 erstrecken sich einmal in einer gekrümmten bzw. bogenförmigen Weise zwischen der inneren Wand 14 und der äußeren Wand 16. Zum anderen erstrecken sich die Stege 18 in einer gezackten oder gewellten Form zwischen der inneren Wand 14 und der äußeren Wand 16. Des Weiteren erstrecken sich die Stege 18 in einer gestuften oder blitzartigen Form zwischen der inneren Wand 14 und der äußeren Wand 16. Die Stege 18 können in einer einzigen der gezeigten Formen oder in einer Kombination aus verschiedenen der gezeigten Formen verwendet werden.
Die Stege können nach Bedarf zwischen den Schichten angeordnet werden, solange sie die strukturelastischen Eigenschaften aufweisen. Die Stege können auch hohl, d. h. Röhrchen, oder Lamellen, d. h. sehr dünne bzw. feine Stege, sein.
Des Weiteren ist möglich, die Oberfläche der Brennkammerwand durch entsprechende Polierverfahren zu bearbeiten. Es kann auch eine Bearbeitung der Kühlstrukturen, wie beispielsweise der Innenseiten der Kühlkanäle, mit beispielsweise Polierpasten erfolgen. Ferner kann ein galvanischer Tragmantel für die Brennkammerwand vorgesehen sein. Der Tragmantel kann auch ein thermisch gespritzter Tragmantel sein.
Bezugszeichenliste

10: Brennkammer
12: Brennkammerwand
14: innere Wand
16: äußere Wand
18: Steg
20: Kühlkanal
22: Segment
24: Segment

Claims

Brennkammerwand (12) für eine Brennkammer (10), mit einer inneren Wand (14), einer äußeren Wand (16) und zumindest einem Kühlkanal (20), der sich zwischen der inneren Wand (14) und der äußeren Wand (16) befindet, wobei zwischen der inneren Wand (14) und der äußeren Wand (16) Stege (18) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass eine Verformungen und/oder Verschiebungen von zumindest einer der Wände (14, 16) kompensierende biegeweiche Struktur entsteht, wobei die Stege (18) überkreuzend, wabenförmig, Y-förmig, mäanderförmig, bogenförmig, gezackt, gewellt, blitzförmig oder gestuft angeordnet sind und die Brennkammerwand (12) durch ein generatives Verfahren hergestellt ist.
Brennkammerwand (12) nach Anspruch 1, bei der die Stege (18) aus einem biegeweichen Material sind.
Brennkammerwand (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Stege (18) hohl sind.
Brennkammerwand (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ringförmig ausgebildet ist.
Brennkammerwand (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die aus Segmenten (22, 24) gebildet ist.
Brennkammerwand (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die innere Wand (14) und/oder die äußere Wand (16) aus einem biegeweichen Material ist.
Brennkammerwand (12) nach Anspruch 6, bei der das Material der Stege (18) und/oder der Wände (14, 16) Kupfer, Kupferlegierung, Aluminium, Aluminiumlegierung ist.
Brennkammer (10) mit einer Brennkammerwand (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zum Herstellen einer Brennkammerwand (12) für eine Brennkammer (10), mit einer inneren Wand (14), einer äußeren Wand (16) und zumindest einem Kühlkanal (20), der sich zwischen der inneren Wand (14) und der äußeren Wand (16) befindet, wobei zwischen der inneren Wand (14) und der äußeren Wand (16) Stege (18) derart ausgebildet und angeordnet werden, dass eine Verformungen und/oder Verschiebungen von zumindest einer der Wände (14, 16) kompensierende biegeweiche Struktur entsteht, wobei die Stege (18) überkreuzend, wabenförmig, Y-förmig, mäanderförmig, bogenförmig, gezackt, gewellt, blitzförmig oder gestuft angeordnet werden und das Verfahren ein generatives Verfahren ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das generative Verfahren selektives Laserschmelzen oder selektives Elektronenstrahlschmelzen ist.