CN104718412A - 用于冷却热屏的支承结构的装置以及热屏 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于冷却热屏(33、60)的支承结构的装置(20、29、48、64)。采用用于热屏的支承结构的冷却装置，可以特别有效地避免支承结构由于高温燃气的进入而起氧化皮。为此，所述装置包括纵轴线(21)和冷却空气通道(22)，其中，所述装置可以以纵轴线(21)垂直于支承结构(34)的表面(51)地安置在支承结构上，以及在此位置，冷却空气通道(22)从装置的面朝支承结构的那一端(23)出发延伸，并在下游包括至少一个出口通道，其中，所述至少一个出口通道相对于纵轴线(21)从装置(20、29、48、64)的侧向通出，以及，冷却空气通道(22)与至少一个设置在支承结构(34)内的冷却空气过道(50)相对应。

Description

用于冷却热屏的支承结构的装置以及热屏
技术领域
本发明涉及一种冷却热屏的支承结构的装置，以及涉及一种热屏，尤其涉及燃气轮机燃烧室的热屏。
本发明还涉及具有这种热屏的燃烧室和燃气轮机。
背景技术
在许多工业应用中使用热屏，它们必须能经受住1000至1600℃的高温燃气。尤其如在发电厂和航空发动机中使用的燃气轮机，在燃烧室内部有比较大的面积要通过热屏防护。由于热膨胀和大的尺寸，热屏必须由许多单个的通常陶瓷制的热屏砖组成，它们彼此以足够间隙间隔地固定在支承结构上。这种间隙为热屏元件提供足够用于热膨胀的空间。然而由于这种间隙，高温燃气也有可能与金属支承结构和固定元件直接接触，所以作为应对措施通过间隙朝燃烧室方向吹入冷却空气。
因此上述类型的热屏包括支承结构和一些热屏砖，它们借助砖支架可拆式固定在支承结构上，其中每块热屏砖有一个面朝支承结构的冷侧和一个与冷侧相对置可以施加热介质的热侧。每个砖支架有至少一个用于固定在热屏砖上的支持段以及可以固定在支承结构上的固定段。为了防护高温燃气，在支承结构内设至少一个冷却空气过道。
为了将砖支架固定在支承结构上，可以在支承结构内设置圆环形和平行的固定槽。在这种情况下砖支架以其固定段并列地插入固定槽内，以及，后来的砖支架锁定之前已定位的砖支架的位置。以此方式可以将圆环形的一排热屏砖固定在燃气轮机燃烧室内部的支承结构上。
EP1701095A1公开了一种燃气轮机燃烧室的热屏，包括支承结构和一些可拆式安装在支承结构上的热屏砖。为保护燃烧室的壁，热屏砖在留有膨胀间隙的情况下表面覆盖地安装在支承结构上，其中，每块热屏砖有一个面朝支承结构的冷侧和一个与冷侧相对置地可以施加热介质的热侧。这些热屏砖各用四个金属砖支架弹性地固定在支承结构上。为此，每个砖支架包括一个形式上为抓钳的支持段和一个固定段。在热屏砖的每一侧内，在两个相对置的周缘侧加工支持槽，从而为了支持热屏砖，砖支架的抓钳可以相对置地啮合在支持槽内。以此方式相对置地固定在热屏砖上的砖支架，将其固定段插入支承结构中的一个在热屏砖下方延伸的固定槽内。为防护高温燃气，冷却金属砖支架的抓钳。为此，在砖支架内支持段的区域内以及在热屏砖制动锁内加工孔，它们与设置在支承结构中的冷却空气孔对齐，从而使冷却空气从冷却空气孔流出沿直线冲击在抓钳的冷侧上。
尽管按现有技术抓钳有这种冷却，然而当高温燃气施加在热屏上时，仍能导致热燃气进入热屏砖之间的膨胀间隙区域内。于是高温燃气可在热屏下方扩散并导致支承结构起氧化皮。
发明内容
因此本要解决的技术问题是，提供一种用于上述类型的热屏支承结构的冷却装置和一种热屏，借助这种热屏能特别有效地避免支承结构由于高温燃气进入而起氧化皮。
按本发明在一种前言所提及类型的用于冷却热屏支承结构的装置中，采取下述措施解决所述技术问题：所述装置包括纵轴线和冷却空气通道，其中，所述装置可以以纵轴线垂直于支承结构表面地安置在支承结构上。在此位置，冷却空气通道从装置的面朝支承结构的那一端出发延伸，以及在下游包括至少一个出口通道。所述至少一个出口通道相对于纵轴线从装置的侧向通出。所述装置能以这样的方式安置在支承结构上，亦即使冷却空气通道与至少一个设置在支承结构内的冷却空气过道相对应。
因此按本发明，对于设置在支承结构上的热屏砖，冷却空气可以流入在热屏砖冷侧与支承结构之间的间隙内。在这里，冷却空气可以借助所述装置从一个高出支承结构的位置排出加入间隙内。此外，冷却空气在侧向从所述装置流入间隙中。这避免因冲击式冷却损坏热屏砖，以及将冷却空气分布在热屏砖下方，并不立即通过热屏砖之间的膨胀间隙泄出。其结果是，既能有效冷却热屏的支承结构，同时又避免损坏热屏砖。
对于(在安置在支承结构上的装置中的)冷却空气通道与至少一个设置在支承结构内的冷却空气过道相对应，应理解为，从所述至少一个冷却空气过道排出的冷却空气，至少部分进入冷却空气通道中。例如，冷却空气通道与冷却空气过道可以互相对齐或彼此邻接。所述冷却空气过道可例如涉及设置在支承结构中的冷却空气孔，所述装置可以以其面朝支承结构的那一端旋入此冷却空气孔中。
装置的纵轴线不必与由物体的形状所规定的纵轴线一致。它是虚拟的，以及在安置在支承结构上的装置中穿过装置的固定区并垂直于支承结构表面延伸。在这里可以不考虑表面不平度。
所述可以安置在支承结构上用于冷却支承结构的装置，在概念上还包括这些装置，它们部分沉入支承结构内地固定在支承结构中，或它们安置在一个在支承结构中延伸的孔内部。
可以有利地规定，所述装置是冷却空气通道集成在内的螺旋销钉。
本发明的这种进一步发展有特别简单的结构，并因而与低的生产成本相关联。
此外可以有利地规定，所述至少一个出口通道沿径向朝纵轴线延伸。
因此从出口通道排出的冷却空气，平行于支承结构从一个加高的位置排出，流入热屏砖与支承结构之间的间隙内。这就有可能冷却支承结构宽大的区域，并与此同时避免热屏砖的冲击式冷却。
也可以认为有利的是，所述装置包括至少两个相对置的出口通道。
本发明的这种设计特别适用于冷却支承结构中的固定槽。
还可以认为有利的是，所述装置有四个出口通道。
这样做能够均匀地冷却围绕所述装置布置的支承结构区。
本发明另一个要解决的技术问题是提供一种前言提及类型的热屏，借助它能特别有效地避免支承结构由于高温燃气进入而起氧化皮。
为此，为了防护高温燃气，热屏在支承结构内包括至少一个冷却空气过道，在该冷却空气过道上安置按照权利要求1至5之一所述的装置。
术语“将装置安置在冷却空气过道上”在这里应理解为，包括在所述装置内的冷却空气通道与冷却空气过道相对应。
所述装置可例如在两个膨胀间隙的交叉区下方安置在支承结构上。在该区域内只借助一个装置，便能在有相应数量的出口通道的情况下，便能在四个相邻热屏砖的下方，将冷却空气吹入各自在热屏砖冷侧与支承结构之间的间隙内。
但优选的是，所述装置在热屏砖下方安置在支承结构上。
术语“在热屏砖下方”在这里应理解为，所述装置安置在支承结构的一个面朝热屏砖冷侧的区域内。
相应于本发明的这种扩展设计，所述装置尤其可以在热屏砖下方，安置在砖支架固定段的附近。在这种情况下，侧向排出的出口通道可以朝支承结构的方向倾斜，并定位为，使所述至少一个排出的冷却空气流，对准砖支架在其固定时所支持的那个结构。
有利地，砖支架的固定段可拆式固定在在支承结构内延伸的固定槽内部，以及，冷却空气过道汇入固定槽的槽底。在这里，所述装置在槽底内安置在冷却空气过道上。
按本发明的这种扩展设计，为了装入和拆除热屏砖，所述装置必须或拆除，或将它以这样的方式安置在槽底内，亦即使砖支架能够在所述装置上面通过固定槽移走。
按本发明一种有利的扩展设计，所述装置在热屏砖下面，基本上安置在砖支架两个固定段之间的中央。
换句话说，所述装置处于两个相对置的砖支架两个固定段之间，它们在热屏砖相对置的侧壁共同支持一个热屏砖。以此方式可以将从该装置排出的冷却空气吹入热屏砖下方，砖支架并不阻塞冷却空气的流动路径。
还可以有利地规定，冷却空气槽在固定槽的槽底内延伸，以及所述装置在冷却空气孔内至少下沉到槽底的高度，其中，所述装置的出口通道在冷却空气槽内开口。
尤其是，按本发明此项设计的装置可以在冷却空气槽内设置为，使之不超过固定槽的槽底伸出。因此砖支架能够在固定槽内在所述装置上面移走。其结果是，为了修理和维护，热屏砖能方便地装入和拆除。
也可以认为有利的是，冷却空气槽在其端部包括出口。
这样做可以在流动技术上改善从冷却空气槽排出冷却空气。
按本发明一种有利的扩展设计，支承结构和所述装置可以相互对应为，使所述装置为了装入和拆除热屏砖可以下沉到支承结构内。
为了将所述装置下沉到支承结构内，装置可以例如能完全旋入支承结构中。按所述扩展设计的另一项设计，所述装置可以在支承结构上安置在两个可互相转移的位置。在这里，第一个将纵轴线垂直于支承结构表面的位置用于引入冷却空气，而第二个将纵轴线平行于支承结构表面的位置用于装置的下沉。
本发明另一个要解决的技术问题是，提供一种燃烧室和有至少一个燃烧室的燃气轮机，借助它可以特别有效地避免由于高温燃气进入包括在燃烧室内的热屏而使支承结构起氧化皮。
按本发明在一种前言所提及类型的燃烧室和燃气轮机中采取下述措施解决上述技术问题：热屏按照权利要求6至12中任意一项来设计。
附图说明
本发明其他恰当的设计和优点，是参见附图对本发明实施例所作说明的技术主题，图中同样的附图标记表示作用相同的结构部分。
其中：
图1示意表示按现有技术的燃气轮机；
图2示意表示按本发明用于冷却热屏支承结构的装置按第一种实施例的剖视图；
图3示意表示通过按本发明用于冷却支承结构的装置剖开示出的按第二种实施例的横截面；
图4示意表示按本发明的装置按第三种实施例的横截面；
图5示意表示按本发明的热屏按第四种实施例的局部图，包括安置在支承结构上用于冷却支承结构的装置；
图6示意表示图5所示的热屏沿图5中用箭头Ⅵ-Ⅵ标示的平面剖开示出的另一个剖视图；
图7示意表示按本发明的热屏按第五种实施例的局部剖视图；以及
图8表示图7所示的热屏沿图7中用箭头Ⅷ-Ⅷ标示的平面剖开示出的剖视图。
具体实施方式
图1表示按现有技术的燃气轮机1的示意剖视图。燃气轮机1在内部有一个围绕旋转轴线2旋转支承的带有轴4的转子3，它也称为涡轮转子。沿转子3彼此相继的是进气机匣6、压气机8、燃烧系统9，它有一些分别包括燃烧器11和机匣12的燃烧室10、涡轮14以及排气机匣15。为了防护高温燃气，机匣12用热屏(图中没有表示)衬里。
燃烧系统9与例如环形的热燃气通道相连。在那里多个串联的涡轮级构成涡轮14。每个涡轮级由叶环构成。沿工质的流动方向看，在高温燃气通道内，一排工作叶片18跟随在一排导向叶片17后。在这里，导向叶片17固定在静子19的内机匣上，而一排工作叶片18例如借助涡轮盘安装在转子3上。例如发电机(图中没有表示)与转子3连接。
在燃气轮机运行期间，由压气机8通过进气机匣6抽吸并压缩空气。压气机8在涡轮侧的端部制备的压缩空气供给燃烧系统9，并在那里在燃烧器11的区域内与燃料混合。混合物然后借助燃烧器11在燃烧系统9内燃烧，形成工作燃气流。工作燃气流从那里，沿高温燃气通道，流过导向叶片17和工作叶片18。工作燃气流在工作叶片18上膨胀，传送冲量，从而使工作叶片18驱动转子3，以及转子3驱动与之连接的发电机(图中没有表示)。
图2示意表示按本发明用于冷却热屏支承结构的装置20按第一种实施例的剖视图。装置20有纵轴线21并包括冷却空气通道22。冷却空气通道22从装置的一端23起延伸，以及在下游包括两个出口通道25a和25b，它们相对于纵轴线21从装置侧向排出并相对置地布置。按图示的实施例，所述装置是螺旋销钉，它有一个在螺旋销钉内部延伸的冷却空气通道22。图示的装置20也可以称为制冷器(Kühlmade)。螺旋销钉在其外表面26上有螺纹(图中没有表示)。螺纹可例如在端部23的区域内在外表面26上延伸，或一直延长到相对置端27。装置20可以其端部23安装在热屏的支承结构上。例如通过将制冷器旋入支承结构制有内螺纹的冷却空气孔中。在此位置，从冷却空气孔排出的冷却空气可引入冷却空气通道22内，从而使冷却空气在下游流动通过出口通道25a和25b，以及沿图中用24a和24b表示的方向离开制冷器。
图3表示按本发明用于冷却支承结构的装置29按第二种实施例的横截面。在这里，此横截面在出口通道30a和30b所在的高度上垂直于纵轴线21延伸。图示的装置29与图2所示制冷器的差别，仅在于出口通道30a和30b相对于纵轴线21从装置侧向排出的角度。在图示的实施例中，这些出口通道沿径向朝纵轴线21延伸并相对置地布置。流动通过冷却空气通道22的冷却空气，在下游分配给出口通道30a和30b，以及沿图中表示的流出方向31a和31b离开制冷器。
图4示意表示按本发明用于冷却支承结构的装置64按第三种实施例的横截面。在这里的横截面在出口通道66a、66b、66c和66d所在的高度上垂直于纵轴线21延伸。图示的装置64与图3所示制冷器的差别，仅在于出口通道的数量。在图示的实施例中包括四个出口通道，它们沿径向朝纵轴线21延伸并成对地相对置排布。流动通过冷却空气通道22的冷却空气，在下游分配给出口通道66a、66b、66c、66d，以及沿图中表示的方向67a、67b、67c、67d离开制冷器64。
图5表示按本发明的热屏33的局部图，包括支承结构34和一些热屏砖，在图中作为示例表示了其中一块热屏砖35。热屏砖35有面朝支承结构34的冷侧36，以及与冷侧相对置可施加高温介质的热侧37。热屏砖35借助砖支架38和39固定在支承结构34上。为此，砖支架38、39一侧以其固定段40、41固定在支承结构34上，而另一侧以它们的支持段42、43啮合在热屏砖35相对置的侧壁上的支持槽44、47内。在以此方式弹性地支承在支承结构34上的热屏砖35中，当热侧37被施加高温燃气时，可导致高温燃气进入相邻热屏砖之间的膨胀间隙内。在这里，沿方向45侵入的燃气，在热屏砖35下方分布在间隙46内，间隙46从热屏砖35的冷侧36，朝支承结构35的面向热屏砖35的表面区延伸。由此可导致在热屏砖35下方的支承结构34起氧化皮。为了防护高温燃气，将按本发明用于冷却支承结构34的装置48在热屏砖35下方安置在支承结构34上。按图示的实施例，按本发明的装置48涉及螺旋销钉，它有纵轴线21和冷却空气通道22。因此，装置48也可以称为制冷器48。制冷器48以其纵轴线21垂直于支承结构表面51地安置在支承结构上，其中，制冷器48以面对支承结构的端部23，旋入支承结构的冷却空气过道50内。冷却空气过道50设计为冷却空气孔。冷却空气通道22从旋入端23起延伸，以及在下游包括两个出口通道52a、52b，它们在纵轴线21的侧面从制冷器48排出。冷却空气孔50和冷却空气通道22互相对应，所以从冷却空气孔流出的冷却空气进入冷却空气通道22，并借助制冷器48朝方向53a、53b流入间隙46中。因此冷却空气远离膨胀间隙在热屏砖35下方引入。这就能够特别有效地冷却支承结构。此外按本发明还避免了对热屏砖35的冲击式冷却。因为在图示的实施例中，在热屏砖35的下方，制冷器48安置在砖支架38、39的两个固定段40、41之间的中央，所以尤其冷却支承结构上固定砖支架的区域。冷却空气孔50的长度也可以选择为，使制冷器48在热屏砖装入和拆除期间，能完全下沉到冷却空气孔50中。
图6表示图5所示的热屏33沿图5中用箭头Ⅵ-Ⅵ标示的平面的另一个剖视图。本视图表示，砖支架以其固定段在支承结构34上固定在固定槽55内。冷却空气孔50汇入该固定槽55的槽底56内。制冷器48以纵轴线21垂直于支承结构34的表面51，在冷却空气孔50上安置在槽底56内，以及从槽底56伸出一个区段58。这一区段58在这里选择为，使制冷器48不接触热屏砖35的冷侧36，并使冷却空气从出口通道52a、52b流入固定槽55，以及基于制冷器48安置在砖支架之间的位置所以流到间隙46内。
图7表示按本发明的热屏60按第五种实施例的局部图。它与图5所示的区别在于，在固定槽的槽底内附加延伸一个冷却空气槽62。制冷器48在冷却空气孔50内下沉到固定槽槽底的高度，其中，制冷器48的出口通道52a、52b在冷却空气槽62中沿纵向打开。这样做的优点是，为了装入和拆除热屏砖35，砖支架可以在制冷器48上面通过固定槽移走。在这里保持制冷器48的功能。从制冷器48流出的冷却空气，它的流动方向作为示例用箭头表示，吹入冷却空气槽62内，并在其端部借助出口63流入在热屏砖35冷侧与支承结构34之间的间隙46，以及在热屏砖35下方冷却支承结构34，从而避免支承结构34的冲击式冷却。
图8表示图7所示的热屏60沿用箭头Ⅷ-Ⅷ标示的平面的剖视图。将热屏砖35固定在支承结构34上的砖支架(图中没有表示)，将它们的固定段在支承结构34上固定在固定槽55内。冷却空气孔50汇入该固定槽55的槽底56内。制冷器48以纵轴线21垂直于支承结构34的表面51，在冷却空气孔50上安置在槽底56内，并在冷却空气孔50内一直下沉到槽底56的高度。由此，为了装入和拆除热屏砖35，砖支架可以在固定槽55内自由移动。从制冷器48的出口通道52a、52b排出的冷却空气，首先流入冷却空气槽62，并从那里流到间隙46内。冷却空气可以分布在间隙46内，并能有效地冷却在热屏砖35下方的支承结构。

Claims (12)

1.一种用于冷却热屏(33、60)的支承结构的装置(20、29、48、64)，具有
-纵轴线(21)和冷却空气通道(22)，
-其中，所述装置(20、29、48、64)能够以纵轴线(21)垂直于支承结构(34)的表面(51)地安置在支承结构上，以及在此位置
-冷却空气通道(22)从装置(20、29、48、64)的面朝支承结构的那一端(23)出发延伸，以及在下游包括至少一个出口通道(25a、25b、30a、30b、52a、52b、66a、66b、66c、66d)，其中，所述至少一个出口通道相对于所述纵轴线(21)从装置(20、29、48、64)的侧向通出，以及
-冷却空气通道(22)与至少一个设置在支承结构(34)内的冷却空气过道(50)相对应，以及所述装置(20、29、48、64)是具有集成在内的冷却空气通道(22)的螺旋销钉。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征为，所述至少一个出口通道(30a、30b、52a、52b、66a、66b、66c、66d)沿径向朝所述纵轴线(21)延伸。
3.按照权利要求1或2所述的装置，其特征为，包括至少两个相对置的出口通道(25a、25b、30a、30b、52a、52b、66a、66b、66c、66d)。
4.按照权利要求3所述的装置，其特征为，所述装置具有四个出口通道(66a、66b、66c、66d)。
5.一种用于燃气轮机(1)燃烧室(10)的热屏(33、60)，具有支承结构(34)和一些热屏砖(35)，所述热屏砖借助砖支架(38、39)可拆式固定在支承结构(34)上，其中每块热屏砖(35)有一个面朝支承结构(34)的冷侧(36)和一个与冷侧相对置的可以施加热介质的热侧(37)，以及每个砖支架(38、39)有至少一个用于固定在热屏砖上的支持段(42、43)和可以固定在支承结构(34)上的固定段(40、41)，其中，为了防护高温燃气，在支承结构(34)内设至少一个冷却空气过道(50)，其特征为：在至少一个冷却空气过道(50)上安置按照权利要求1至4之一所述的装置(20、29、48、64)，以及所述装置(20、29、48、64)在热屏砖(35)下方安置在所述支承结构(34)上。
6.按照权利要求5所述的热屏(33、60)，其特征为，砖支架(38、39)的固定段(40、41)可拆式固定在在支承结构(34)内延伸的固定槽(55)内部，其中，冷却空气过道(50)汇入固定槽(55)的槽底(56)，以及所述装置(29、48、64)在槽底(56)内安置在冷却空气过道(50)上。
7.按照权利要求6所述的热屏(33、60)，其特征为，所述装置(20、29、48、64)在热屏砖(35)下面，基本上安置在砖支架(38、39)的两个固定段(40、41)之间的中央。
8.按照权利要求6或7所述的热屏(60)，其特征为，冷却空气槽(62)在固定槽(55)的槽底(56)内延伸，以及所述装置(20、29、48、64)在冷却空气孔(50)内至少下沉到槽底(56)的高度，其中，所述装置(20、29、48、64)的出口通道(52a、52b)在冷却空气槽(62)内开口。
9.按照权利要求8所述的热屏(60)，其特征为，冷却空气槽(62)在其端部包括出口(63)。
10.按照权利要求5至9之一所述的热屏(33、60)，其特征为，支承结构(34)和所述装置(20、29、48、64)相互对应为，使所述装置(20、29、48、64)为了装入和拆除热屏砖(35)可以下沉到支承结构(34)内。
11.一种燃烧室(10)，它用热屏(33、60)衬里，其特征为：所述热屏(33、60)按照权利要求5至10中任意一项来设计。
12.一种燃气轮机(1)，它有至少一个燃烧室(10)，其特征为：至少一个燃烧室(10)按照权利要求11来设计。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109312922A (zh) * 2016-06-28 2019-02-05 西门子股份公司 燃烧室的具有盘簧组的热屏蔽组件
CN113124419A (zh) * 2019-12-31 2021-07-16 安萨尔多能源公司 燃气涡轮组件及用于其燃烧室的绝热砖瓦的支承装置

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015023576A1 (en) * 2013-08-15 2015-02-19 United Technologies Corporation Protective panel and frame therefor
DE102015206033A1 (de) 2015-04-02 2016-10-06 Siemens Aktiengesellschaft Steinhalter
US20160313005A1 (en) * 2015-04-23 2016-10-27 United Technologies Corporation Additive manufactured combustor heat shield with cooled attachment stud
US10670273B2 (en) * 2017-09-08 2020-06-02 Raytheon Technologies Corporation Cooling configurations for combustor attachment features
US10670274B2 (en) 2017-09-08 2020-06-02 Raytheon Technologies Corporation Cooling configurations for combustor attachment features
US10670275B2 (en) 2017-09-08 2020-06-02 Raytheon Technologies Corporation Cooling configurations for combustor attachment features
US10619857B2 (en) * 2017-09-08 2020-04-14 United Technologies Corporation Cooling configuration for combustor attachment feature
GB201720121D0 (en) 2017-12-04 2018-01-17 Siemens Ag Heatshield for a gas turbine engine
EP3839347A1 (de) * 2019-12-20 2021-06-23 Siemens Aktiengesellschaft Hitzeschildkachel einer brennkammer
RU209216U1 (ru) * 2021-08-30 2022-02-07 Антон Владимирович Новиков Теплозащитный экран для камеры сгорания газовой турбины
CN114151227B (zh) * 2021-10-20 2023-05-05 中国航发四川燃气涡轮研究院 一种用于二元矢量喷管的隔热屏结构
RU209161U1 (ru) * 2021-12-01 2022-02-03 Антон Владимирович Новиков Теплозащитный экран для камеры сгорания газовой турбины

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4749029A (en) * 1985-12-02 1988-06-07 Kraftwerk Union Aktiengesellschaft Heat sheild assembly, especially for structural parts of gas turbine systems
CN88102602A (zh) * 1987-04-30 1988-11-23 联合工艺公司 耐高温紧固件装置
US4820097A (en) * 1988-03-18 1989-04-11 United Technologies Corporation Fastener with airflow opening
DE19730751A1 (de) * 1996-07-24 1998-01-29 Siemens Ag Keramisches Bauteil für eine Wärmeschutzschicht sowie Wärmeschutzschicht
CN101922728A (zh) * 2009-06-09 2010-12-22 西门子公司 隔热屏构件装置和用于装配隔热屏构件的方法
CN102356277A (zh) * 2009-03-17 2012-02-15 西门子公司 热屏装置的热屏元件
CN102356276A (zh) * 2009-03-18 2012-02-15 西门子公司 热屏元件的装配设备
CN102460022A (zh) * 2009-06-09 2012-05-16 西门子公司 带有螺栓穿引器件的热屏元件装置和安装热屏元件的方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03504999A (ja) * 1988-06-13 1991-10-31 シーメンス、アクチエンゲゼルシヤフト 高温流体を導く構造物のための熱遮蔽装置
US5431020A (en) * 1990-11-29 1995-07-11 Siemens Aktiengesellschaft Ceramic heat shield on a load-bearing structure
UA27772C2 (uk) * 1990-11-29 2000-10-16 Сіменс Аг Теплозахисний екран на несучій структурі
EP1126221A1 (de) * 2000-02-17 2001-08-22 Siemens Aktiengesellschaft Gepolsterter Hitzeschildstein zur Auskleidung einer Gasturbinenbrennkammerwand
EP1288601B1 (de) * 2001-08-28 2006-10-25 Siemens Aktiengesellschaft Hitzeschildstein sowie Verwendung eines Hitzeschildsteins in einer Brennkammer
EP1561997A1 (de) * 2004-01-27 2005-08-10 Siemens Aktiengesellschaft Hitzeschild
EP1701095B1 (de) 2005-02-07 2012-01-18 Siemens Aktiengesellschaft Hitzeschild
EP1715248A1 (de) * 2005-04-19 2006-10-25 Siemens Aktiengesellschaft Halteelement und Hitzeschildelement für einen Hitzeschild sowie mit einem Hitzeschild versehene Brennkammer

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4749029A (en) * 1985-12-02 1988-06-07 Kraftwerk Union Aktiengesellschaft Heat sheild assembly, especially for structural parts of gas turbine systems
CN88102602A (zh) * 1987-04-30 1988-11-23 联合工艺公司 耐高温紧固件装置
US4820097A (en) * 1988-03-18 1989-04-11 United Technologies Corporation Fastener with airflow opening
DE19730751A1 (de) * 1996-07-24 1998-01-29 Siemens Ag Keramisches Bauteil für eine Wärmeschutzschicht sowie Wärmeschutzschicht
CN102356277A (zh) * 2009-03-17 2012-02-15 西门子公司 热屏装置的热屏元件
CN102356276A (zh) * 2009-03-18 2012-02-15 西门子公司 热屏元件的装配设备
CN101922728A (zh) * 2009-06-09 2010-12-22 西门子公司 隔热屏构件装置和用于装配隔热屏构件的方法
CN102460022A (zh) * 2009-06-09 2012-05-16 西门子公司 带有螺栓穿引器件的热屏元件装置和安装热屏元件的方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109312922A (zh) * 2016-06-28 2019-02-05 西门子股份公司 燃烧室的具有盘簧组的热屏蔽组件
CN109312922B (zh) * 2016-06-28 2020-10-02 西门子股份公司 燃烧室的具有盘簧组的热屏蔽组件
US10989412B2 (en) 2016-06-28 2021-04-27 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Heat shield assembly of a combustion chamber having a disk spring set
CN113124419A (zh) * 2019-12-31 2021-07-16 安萨尔多能源公司 燃气涡轮组件及用于其燃烧室的绝热砖瓦的支承装置
CN113124419B (zh) * 2019-12-31 2024-05-24 安萨尔多能源公司 燃气涡轮组件及用于其燃烧室的绝热砖瓦的支承装置

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Publication number Publication date
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RU2635742C2 (ru) 2017-11-15
RU2015114794A (ru) 2016-11-10
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WO2014044654A2 (de) 2014-03-27

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