EP1591724A1 - Gap sealing element for a heat shield - Google Patents

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EP1591724A1
EP1591724A1 EP04010306A EP04010306A EP1591724A1 EP 1591724 A1 EP1591724 A1 EP 1591724A1 EP 04010306 A EP04010306 A EP 04010306A EP 04010306 A EP04010306 A EP 04010306A EP 1591724 A1 EP1591724 A1 EP 1591724A1
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EP
European Patent Office
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heat shield
gap
sealing element
elements
gap sealing
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EP04010306A
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German (de)
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EP1591724B1 (en
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Andreas Heilos
Stefan Dr. Hoffmann
Gerald Lauer
Roland Dr. Liebe
Bernd Dr. Prade
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/007—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel constructed mainly of ceramic components
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M5/00—Casings; Linings; Walls
    • F23M5/04—Supports for linings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M2900/00—Special features of, or arrangements for combustion chambers
    • F23M2900/05005—Sealing means between wall tiles or panels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/00012—Details of sealing devices

Definitions

  • the present invention relates to a gap sealing element for Sealing the gaps between peripheral surfaces one another adjacent heat shield elements and one with such Hatching plate equipped heat shield.
  • the walls of high temperature reactors e.g. the walls of pressurized gas turbine combustors with a suitable thermal shielding of its supporting Structure to be protected against hot gas attack.
  • the thermal shielding may e.g. be achieved by that to be protected from the hot gas wall by a Variety of individualized in their size Heat shield elements is lined.
  • Ceramic materials lend themselves to the construction of a Heat shield in comparison to metallic materials due to their high temperature resistance, Corrosion resistance and low thermal conductivity ideally. Because of material typical Thermal expansion properties and in the context of operation typically occurring temperature differences, such as between the ambient temperature at standstill Gas turbine combustion chamber and the maximum temperature at Full load, the thermal mobility must be ceramic Heat shields as a result of temperature-dependent strain be assured so that no destructive the heat shield Thermal stresses due to obstruction of the temperature-dependent Elongation occur. Between the individual ceramic Heat shield elements are therefore Dehnspalte available to the Allow thermal expansion of the heat shield elements. Out For safety reasons, the expansion gaps are designed so that the never completely at maximum hot gas temperature are closed.
  • the ceramic heat shield elements have a hot gas facing hot side and one of the support structure zuillerende Cold side up. They are typically by means of Retaining elements attached to a support structure. Grab it Engaging portions of the holding elements in grooves, which in between the hot side and the cold side Peripheral surfaces of the heat shield elements are formed.
  • the Holding elements also have holding sections by means of which they connected to the support structure, for example, screwed, be so that the heat shield elements by means of Holding elements are fixed to the support structure.
  • the penetration of To avoid hot gas in the Dehnspalte - one speaks in this connection of blocking the expansion column - is that Rinsing the expansion gaps with sufficient air, the so-called cooling or blocking air.
  • the support structure typically Cooling air openings, through the cooling air in the expansion column can flow.
  • EP 1 302 723 A1 a combustion chamber lining with Heat shields described in which flow barriers arranged in the expansion gaps between the heat shield bricks are to the penetration of hot gas in the Dehnspalte too Reduce.
  • the heat shields of this Combustor lining have grooves on their peripheral surfaces in which one in the gap between two heat shields arranged flow barrier engages.
  • the Flow barriers are made by means of retaining anchors in the expansion gap fixed.
  • the first object is achieved by a gap sealing element Claim 1 and the second task by a heat shield solved according to claim 10.
  • An inventive gap sealing element for sealing Includes gaps between adjacent heat shield elements at least one elastic section, which is such designed to exert a spring force that in a gap between adjacent heat shield elements inserted gap sealing element by means of a press fit in the gap is held.
  • the gap sealing element according to the invention can in particular such as for sealing gaps between each other opposite and each having a groove Peripheral surfaces of adjacent heat shield elements designed be it in the grooves of the circumferential surfaces one another adjacent heat shield elements sealing the gap so to insert that part of it in the groove of the one Peripheral surface and another part in the groove of opposite peripheral surface is arranged.
  • Flow barriers have the inventive Gap sealing an alternative form of attachment. While the flow barriers in the prior art means Retaining anchors need to be attached, need the Slit sealing elements according to the invention only in the column and / or the grooves between the heat shield elements to be used. In the columns and / or in the grooves they are then held by means of clamping fit. Retaining anchors and corresponding counterparts for fixing the retaining anchor are therefore not necessary in the gap sealing element according to the invention.
  • the gap sealing elements according to the invention are avoided the contact between the hot gas and the holding elements above the retaining elements in the column or grooves used.
  • the spring force of the resilient sections is included chosen so that they are for a secure press fit necessary clamping force provides.
  • the Dimensions of the gap sealing element chosen such that the thermal expansion of the heat shield elements not hindered so that neither in the gap sealing element nor in the ceramic impermissible tensions due to the reduction of Dehnspaltab distren arise.
  • Gap sealing element designed such that the at least a resilient section has a camber, which in the direction of the spring force for producing the clamping seat projects.
  • the bulge can then have a support section form, which acts on a groove wall, for example.
  • the groove wall which to the support structure facing portion of Hitzeschildiatas heard, and the gap sealing element against the opposite groove wall, i. against the wall of the Gas turbine combustor facing section of the Heat shield element pushes.
  • the curvature instead of on the groove wall, which to the the Support structure facing portion of the heat shield element also belongs to the supporting structure.
  • the gap sealing element preferably designed such that it is not up to the groove bottoms of the grooves extends.
  • the elastic Section a curvature, which is perpendicular to the direction of Spring force for producing the clamping seat protrudes.
  • the Gap-sealing element can in particular two support sections for Supporting on the groove bottoms of the grooves include, through the domed elastic section joined together are.
  • the curvature can in particular a profile possess, which approximated a circle with an opening angle ⁇ and a curvature radius R equivalent.
  • the opening angle includes preferably a value in the range of 50 ° to 60 °, the Radius R is a value in the range of 30 to 40 mm and the Camber radius L a value in the range of 8 to 10 mm.
  • the material thickness in the region of the curvature can be larger be than in the other areas of the gap sealing element.
  • the gap sealing element according to the just described Design has a particularly high sealing effect.
  • the Spring force is to be chosen so that they are for a secure clamping can apply necessary clamping force,
  • neither in the spring element nor in the ceramic impermissible Tensions arise when the adjacent ceramic Heat shield elements expand due to high temperatures and the support sections of the gap sealing element to each other to move.
  • An inventive heat shield on a supporting structure for Protection of the support structure and / or a support structure comprehensive or connected to the support structure wall against a hot gas includes a number under gap deposition adjacent heat shield elements, in particular can be configured as ceramic heat shield elements. According to the invention, in the gaps between each other opposite heat shield elements according to the invention Gap sealing elements arranged.
  • the cooling / sealing air consumption of a gas turbine combustion chamber can be reduced. This lowers the combustion temperature and reduces the thermal stress in the ceramic heat shields. As a result, the NO x emissions and the stress of the ceramic heat shields are reduced.
  • the heat shield elements can restrict the expansion gaps and having grooves provided peripheral surfaces, wherein a Gap sealing element sealing a gap in each case in such a way the grooves of the gap limiting peripheral surfaces to insert that part of it in the groove of the one Peripheral surface and another part in the groove of opposite peripheral surface is arranged.
  • Heat shield acts the spring force producing the clamping seat between the support structure and each of the hot side Slot wall of the slots acts in an alternative embodiment the spring force between the cold side groove walls and the hot side groove walls, in particular the cold side Groove walls and the hot side groove walls of the same groove.
  • the clamping seat acts producing spring force between the groove bottoms of two each other opposite grooves. The last two alternatives allow a favorable flow of cooling air in the expansion gap, since no portion of the gap sealing element in between the Support structure and the groove located area of the expansion gap needs to intervene.
  • the heat shield according to the invention has the support structure cooling air openings for supplying a Cooling fluid in the direction of the gap sealing elements.
  • the cooling air openings can with the gap sealing elements Impinging jets are blown to cool them.
  • the outflowing Baffle air is used in addition to convective cooling.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of the Slit sealing element according to the invention.
  • Fig. 2 shows the gap sealing element of Figure 1 in a Heat shield built-in condition.
  • Fig. 3 shows a second embodiment of the Slit sealing element according to the invention.
  • Fig. 4 shows the gap sealing element of Figure 3 in a Heat shield built-in condition.
  • Fig. 5 shows a third embodiment of the Slit sealing element according to the invention.
  • Fig. 6 shows the gap sealing element of Figure 5 in a Heat shield built-in condition.
  • Fig. 7 shows a fourth embodiment of the Slit sealing element according to the invention.
  • Fig. 8 shows the gap sealing element of Figure 7 in a Heat shield built-in condition.
  • Fig. 9 shows a fifth embodiment of the Slit sealing element according to the invention
  • Fig. 10 shows the gap sealing element of Figure 9 in a Heat shield built-in condition.
  • Fig. 11 shows the cooling air flow along a ceramic Heat shield element using a novel Gap sealing element.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the inventive gap sealing element in a perspective View.
  • the gap sealing element 10 comprises a metallic Sealing plate 12 and a curved metal strip 14, whose both ends 15 are attached to the sealing plate 12, for example. by being welded to the sealing plate 12.
  • the curved metal strip 14 forms a resilient Projection, which after installation of the gap sealing element 10th in a heat shield for a press fit of Gap sealing element 10 ensures.
  • FIG. 1a An alternative embodiment of that shown in Fig. 1 Sealing element shows Fig. 1a.
  • Sealing element 10a is the curved metal strip 14a instead of its ends 15a in the middle 17a with the sealing plate 12a connected. Its free ends 15a form spring elements, which after the installation of the gap sealing element 10a in a Heat shield for a clamping fit of the gap sealing element 10a to care.
  • FIG. 1 Another alternative embodiment of that shown in Fig. 1 Sealing element, Fig. 1b.
  • Sealing element 10b is the curved metal strip 14b as the Metal strip 14 formed in Fig. 1.
  • Metal strip 14 it is not at both ends 15b, 15c welded to the sealing plate 12b, but only at one End 15b.
  • the other end 15c is loose and can at the Slide sealing plate 12b along.
  • the arched metal strip 14b, as in FIG. 1, forms a spring-elastic projection, which after the installation of the gap sealing element 10b in a Heat shield for a clamping fit of the gap sealing element 10b provides.
  • metal strip 14 or 14a can also be present two separate metal strips, the one half of the metal strip 14 and des Metal strip 14a correspond and at the edge or in the middle the sealing plate 12 and 12a are welded.
  • FIG. 2 shows the gap-sealing element 10 of the first Embodiment in built in a heat shield Status.
  • the figure shows a ceramic heat shield element 16, which by means of metallic element holder 18 at the Supporting structure 20 is attached to a gas turbine combustor.
  • the heat shield element 16 has one of the support structure 20 zuitchde cold side 22 and one in the hot gas in the Gas turbine combustor facing hot side 24 on.
  • Between the hot side 24 and the cold side 22 extend first circumferential surfaces 26 and second peripheral surfaces 28, wherein the first peripheral surfaces of the second Circumferential differ in that they have a groove 30th in which an engagement portion (in the figure not visible) of the element holder 18 for holding the ceramic heat shield element 16 engages.
  • circumferential surfaces 28 are as a rule groove-free educated.
  • the metallic support members 18 each in addition to the engagement portion for engaging in the groove 30 of the Heat shield element 16 a mounting portion (not shown) for insertion into a groove 32 of the support structure 20th on.
  • the mounting portions are then fixed for example by means of screws, in particular on Bottom of the groove 32.
  • the ceramic heat shield elements 16 arranged so comprehensively that they are with their Circumferential surfaces 26, 28 adjoin one another, wherein between the adjoining peripheral surfaces remain expansion column, so that the heat shield elements 16 at the transition from cold in the hot (operating) state can expand.
  • the dimension of the expansion column is dimensioned such that neighboring heat shield elements 16 even in the hottest State not collide, so tensions, which too Cracks could lead to avoid.
  • the of the first peripheral surfaces 26 extend limited expansion column usually at radially symmetrical combustion chambers - but not necessarily - in the circumferential direction of the combustion chamber and the expansion gaps bounded by the second peripheral surfaces in the axial direction of the combustion chamber.
  • Figure 2 is the For clarity, only one heat shield element 16 of the Heat shield shown.
  • the Cleavage sealing elements 10 In those expansion columns of the heat shield, by two first peripheral surfaces 26 are limited, are the Cleavage sealing elements 10 according to the invention arranged to prevent hot gas from passing from the hot side 24 through the Stretching column in the direction of the support structure 20 can flow.
  • a portion of the sealing plate 12 of the gap sealing elements 10 engages, as shown in Figure 2, while in the groove 30 a first expansion gap bounding peripheral surface 26 of a ceramic heat shield element 16, whereas a another portion of the sealing plate 12 in the groove of opposite first peripheral surface of another ceramic heat shield element (not shown) intervenes.
  • the gap sealing element 12 is by means of a press fit in fixed in position.
  • the dimensions of the sealing plate 12 are chosen so that the Side surfaces 13 of the sealing plate 12, the groove bottom 31 of the grooves 30, even if the heat shield elements 16 have their largest thermal expansion. This can be prevented that the gap sealing element or the ceramic heat shield elements 16 are damaged.
  • the gap sealing element 10 is made of metal, can the temperatures of the combustion chamber through the Dehnspalte the sealing plate 12 flowing hot gas not without be further exposed.
  • cooling holes 34 available through the the sealing plate 12 is blown with cooling air.
  • the blown cooling air flows along the sealing plate 12th in the direction of between the second peripheral surfaces 28th existing expansion column and enters through this in the Combustion chamber of the gas turbine, wherein the between the second peripheral surfaces 28 located Dehnspalte against the Entry of hot gas shut off.
  • the cooling air flow is will be explained in more detail later with reference to FIG.
  • Gap sealing element 110 includes as shown in FIG Gap sealing element 10 a sealing plate 112. In contrast to first embodiment, however, are to the sealing plate 112 two curved metal strips 114, which are elastic are formed and a spring force for a clamping fit of Gap sealing element 110 provide, by far welded side by side.
  • FIG. 4 shows the gap-sealing element 110 of the second Embodiment after installation in a ceramic Heat shield, which except for the gap sealing element 110 in Essentially with reference to FIG. 2 described Heat shield corresponds.
  • the ceramic heat shield elements 16, the support structure 20 and the holding elements 18th do not differ from the heat shield elements 16, the Support structure 20 and the support members 18 of the reference to The first embodiment described heat shield. Structures that are not different from those shown in FIG Structures are therefore different with the same Reference numeral as indicated in Figure 2.
  • the gap seal member 110 is inserted into the grooves 30 of opposite circumferential surfaces 26 so as to be pressed against the groove walls 33 of the hot side portions of the ceramic heat shield members 16 and does not contact the groove bottoms 31.
  • the domed metal strips 114 do not abut the support structure 20 to make the press fit. Instead, they are supported on the groove walls 35 of the cold side portions of the heat shield members 16 to press the sealing plate 112 against the groove walls 33 of the hot side portions of the ceramic heat shield members 16 by their spring force. Due to the spring force, the gap sealing element 110 is securely fixed in the grooves 30 of the ceramic heat shield elements 16 by means of a clamping fit, which acts between the groove walls 35 and the groove walls 33.
  • the gap sealing element 110 is blown with cooling air, which exits through cooling air holes 134 in the support structure. Since the curved metal strips 114 in the second embodiment obstruct the cooling air flow through the expansion gaps less than the extending to the support structure 20 metal strip 14 of the first embodiment, the cooling air consumption can be further reduced compared to the first embodiment.
  • FIG. 5 shows the gap-sealing element 210 of the third Embodiment in a perspective view
  • Figure 6 the gap sealing element of Figure 5 after Represents installation in a ceramic heat shield.
  • the ceramic heat shield corresponds to the exception Gap sealing element 210 substantially with respect to the first embodiment described heat shield. Structures of the heat shield similar to those with reference to FIG. 2 therefore correspond with described structures the same reference numerals as in Fig. 2 designates.
  • the gap sealing member 210 of the third embodiment essentially corresponds to a sealing plate 214, the one Profile with bent in a first direction of expansion A. Profile course and in a second, the first Extension direction vertical extension direction B straight Profile profile has. It points in the direction of extension A Ends 212, which are both bent in the same direction and its bend in a semi-circular course have.
  • the bent ends 212 form support sections, which in the installed state (see Figure 6) over a large area the groove bottoms 31 of the grooves 30 opposite each other Surrounding surfaces 26 abut.
  • the support portions 212 are in Expansion direction A over a curved spring portion 214 connected with each other.
  • the domed spring portion 214 has a cross-section, which is a substantially Circle section with the radius R and the opening angle ⁇ corresponds, wherein the curvature with respect to the curvature of Bend the support portions 212 another sign has.
  • the gap sealing element 210 which consists of a metal sheet with has a constant thickness of about 1 mm, points due to its curved spring portion 214 elastic properties on.
  • the gap sealing element 210 in opposing grooves of Heat shield elements 16 is inserted, so leads the Spring force of the spring portion 214 to the that Support portions 212 against the groove bottoms 31 of the grooves 30th are pressed, so that the gap sealing element 210 with Clamp seat is fixed in the grooves.
  • the Heat shield elements 16 expand due to high temperatures and therefore the groove bottoms 31 of the grooves 30 towards each other move, so the gap sealing element 210 due to the resilient properties of the spring portion 214 be compressed.
  • the spring elasticity of the gap sealing element 210 depends on Radius R of the arched spring portion 214, from Opening angle ⁇ of the curved spring portion 214, of the Material thickness of the gap sealing element 210 and of a Lever L off.
  • the lever L results as the distance of the Center of the curved spring portion 214 of a imaginary connecting line between the support sections 212, those points of the support portions 212 with each other connects, at which when heating the heat shield elements 16th the heat shield element compressing force vectors attack.
  • the Radius R of the domed spring portion 214 is large in comparison to the distance between the support portions 212. Accordingly is the opening angle ⁇ relatively small.
  • the material thickness the gap sealing element 210 is over the entire Cross section of the element constant and is about 1 mm. Of the Lever L is also about 1 mm.
  • FIG. 7 shows the gap-sealing element 310 of the fourth Embodiment in a perspective view
  • Figure 8 the gap sealing element 310 of Figure 7 after the installation in a ceramic heat shield represents.
  • the ceramic heat shield corresponds to the exception Gap sealing element 310 substantially with respect to the first embodiment described heat shield. Structures of the heat shield similar to those with reference to FIG. 2 therefore correspond with described structures the same reference numerals as in Fig. 2 designates.
  • the gap sealing element 310 shown in FIG. 7 is similar in FIG its basic structure that shown in Figure 5 Gap sealing element 210. Like this, it has two curved ones Support sections 312, which over a curved Spring section 314 are interconnected. Compared to the curved spring portion 214 of the gap sealing element 210 from the third embodiment, the curved Spring portion 314 of the gap sealing element 310 a Cross section with a smaller radius of curvature R, one larger opening angle ⁇ and a larger lever L. In addition, the cross section of the support portions 312 is not more semi-circular as the gap sealing element 210 from the Figures 5 and 6.
  • the Material thickness of the gap sealing element 310 corresponds to Essentially the gap sealing element 210 of the third Embodiment.
  • the Gap sealing element 310 in opposite orientation in the grooves 30 of the ceramic heat shield elements 16th used (see Figures 6 and 8). While at Gap sealing element 210 in the inserted state, the curvature of curved spring portion 214 in the direction of the Retaining elements 18 protrudes and the support portions 212 in Direction to the support members 18 are bent, bulges the domed spring portion 314 in the fourth Embodiment of the holding elements 18 away, and the Supporting portions 312 of the gap sealing element 310 are in inserted state of the holding elements 18 bent away.
  • the support sections 312 are also not so large on the groove bottoms 31, as the support portions 212 of the third Embodiment. The plant is limited at the Support portions 312 of the fourth embodiment in Essentially on the the hot side section of the Heat shield element facing portions of the groove bottom 31st
  • the Gap sealing element 310 has a lower rigidity.
  • the groove bottoms 31 due to the Thermal expansion of the heat shield elements 16 towards each other move, in the gap sealing element 310 generates less voltages as in the gap sealing element 210.
  • FIG. 9 shows the gap sealing element 410 of the fifth Embodiment in a perspective view
  • Figure 10 the gap sealing element 410 of Figure 9 after the installation in a ceramic heat shield represents.
  • the ceramic heat shield corresponds to the exception Gap sealing element 410 substantially with respect to the first embodiment described heat shield. Structures of the heat shield similar to those with reference to FIG. 2 therefore correspond with described structures the same reference numerals as in Fig. 2 designates.
  • the gap sealing element 410 has the same as the gap sealing elements 210 and 310 of the third and the fourth embodiment a curved spring portion 414 and two support portions 412 on.
  • the domed spring portion 414 has a Radius of curvature, which is about that of the fourth Embodiment corresponds.
  • the opening angle ⁇ and the Lever L are significantly larger than the fourth Embodiment.
  • the support portions 412 are in the fifth Embodiment merely as kinking edges of the Gap sealing element 410 formed. They only have one slight curvature on the contour of the groove bottom 31st is adapted (see Figure 10).
  • the material thickness of the gap sealing element 410 along the Extension direction A is not constant, but points in the Center of the arched spring portion 414 with about 1.2 mm the largest material thickness.
  • Towards the Support sections 412 decreases the material thickness from linear and reaches approximately one value near the support portions 412 of 0.6 mm.
  • Along the expansion direction B is the Material thickness as in the embodiments three and four constant.
  • the gap sealing element 410 is used with the same orientation the gap sealing element 310 of the fourth embodiment in the grooves 30 of the ceramic heat shield elements 16 of a Hiteschildes used.
  • the Support portions 412 substantially in the direction of the Groove wall 35 of the cold side portion of Heat shield elements 16 pushed towards the groove bottom 31 at.
  • the arched spring section 414 spans the Engagement portions of the holding elements 18 practically Completely.
  • the geometry of the fifth embodiment has a particularly good sealing function as well as particularly favorable Stiffness and tension properties.
  • the radius of curvature R of the domed Spring section 414 in the range between 30 and 40 mm, preferably at about 35 mm, the opening angle in the range between 50 ° and 60 °, preferably at about 56 °, and the lever in the range between 8 and 10 mm, preferably at about 9 mm.
  • the material thickness of the gap sealing element 410 decreases from approx. 1.2 mm in the center of the arched spring section to approx. 0.6 mm at the edge of the curved spring portion 414 from. In the area the support sections 412 then takes the material thickness again something to.
  • FIG. 11 The flow conditions along a ceramic Heat shield element 16 with built-in gap sealing element are shown in FIG. In FIG. 11 is a Gap sealing element of the fifth embodiment installed. However, it could also gap sealing elements of the rest Be incorporated embodiments.
  • each Cooling air openings 34 in the support structure 20 in the region of by first peripheral surfaces 26 limited expansion gap of the ceramic heat shield is cooling air to the appropriate Gap sealing elements 410 blown.
  • the cooling air flows essentially deflected at right angles so that they below the gap sealing element 410 parallel to Gap sealing element 410 flow.
  • the cooling air flows an expansion gap between two opposite ones reach second peripheral surfaces 28, they enter into this Expansion gap and change its direction of flow again by approx. 90 °, so that you are back from the support structure 20 to flow away, i. towards the gas turbine combustor.
  • the expansion gaps between two opposite second peripheral surfaces 28 through the Cooling air against the penetration of hot gas from the Gas turbine combustion chamber shut off.
  • the flow conditions along the ceramic heat shield elements also of the shape of the Gap sealing elements and of the arrangement of Depend on outlet openings 34 for the cooling air streams.
  • Gap sealing elements 410 according to the fifth embodiment Use find and the support structure 20 in the area between the element holders 18 contains six cooling air openings 34, the extending linearly between the element holders 18, a Outlet opening of about 2.25 mm and about 3.8 mm spaced apart from each other. It is assumed that the ceramic heat shield elements a square structure with an edge length of 200 mm and a thickness of 38 mm exhibit.

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Abstract

The seal (10) includes a resilient section (14) for ensuring that it remains press-fitted inside the gap. The resilient section is curved. An independent claim is also included for a heat shield mounted on a support structure (20) and comprising a number of sections (16) separated by gaps containing these seals.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spaltdichtelement zum Abdichten von den Spalten zwischen Umfangsflächen einander benachbarter Hitzeschildelemente sowie ein mit derartigen Spaltdichtelementen ausgestatteter Hitzeschild.The present invention relates to a gap sealing element for Sealing the gaps between peripheral surfaces one another adjacent heat shield elements and one with such Hatching plate equipped heat shield.

Die Wände von Hochtemperatur-Reaktoren, wie z.B. die Wände von unter Druck betriebenen Gasturbinenbrennkammern, müssen mit einer geeigneten thermischen Abschirmung ihrer tragenden Struktur gegen Heißgasangriff geschützt werden. Die thermische Abschirmung kann z.B. dadurch erreicht werden, dass die vor dem Heißgas zu schützende Wand durch eine Vielzahl von in ihrer Größe begrenzten einzelnen Hitzeschildelementen ausgekleidet wird.The walls of high temperature reactors, e.g. the walls of pressurized gas turbine combustors with a suitable thermal shielding of its supporting Structure to be protected against hot gas attack. The thermal shielding may e.g. be achieved by that to be protected from the hot gas wall by a Variety of individualized in their size Heat shield elements is lined.

Keramische Materialien bieten sich für den Aufbau eines Hitzeschildes im Vergleich zu metallischen Werkstoffen aufgrund ihrer hohen Temperaturbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und niedrigen Wärmeleitfähigkeit idealerweise an. Wegen materialtypischer Wärmedehnungseigenschaften und der im Rahmen des Betriebs typischerweise auftretenden Temperaturunterschiede, etwa zwischen der Umgebungstemperatur bei Stillstand der Gasturbinenbrennkammer und der maximalen Temperatur bei Volllast, muss die Wärmebeweglichkeit keramischer Hitzeschilde in Folge temperaturabhängiger Dehnung gewährleistet sein, damit keine den Hitzeschild zerstörenden Wärmespannungen durch Behinderung der temperaturabhängigen Dehnung auftreten. Zwischen den einzelnen keramischen Hitzeschildelementen sind daher Dehnspalte vorhanden, um die Wärmeausdehnung der Hitzeschildelemente zu ermöglichen. Aus Sicherheitsgründen sind die Dehnspalte so ausgelegt, dass die auch bei maximaler Temperatur des Heißgases nie völlig geschlossen sind. Ceramic materials lend themselves to the construction of a Heat shield in comparison to metallic materials due to their high temperature resistance, Corrosion resistance and low thermal conductivity ideally. Because of material typical Thermal expansion properties and in the context of operation typically occurring temperature differences, such as between the ambient temperature at standstill Gas turbine combustion chamber and the maximum temperature at Full load, the thermal mobility must be ceramic Heat shields as a result of temperature-dependent strain be assured so that no destructive the heat shield Thermal stresses due to obstruction of the temperature-dependent Elongation occur. Between the individual ceramic Heat shield elements are therefore Dehnspalte available to the Allow thermal expansion of the heat shield elements. Out For safety reasons, the expansion gaps are designed so that the never completely at maximum hot gas temperature are closed.

Die keramischen Hitzeschildelemente weisen eine dem Heißgas zuzuwendende Heißseite und eine der Tragstruktur zuzuwendende Kaltseite auf. Sie werden typischerweise mittels Halteelemente an einer Tragstruktur befestigt. Dabei greifen Eingriffsabschnitte der Halteelemente in Nuten ein, die in zwischen der Heißseite und der Kaltseite befindlichen Umfangsflächen der Hitzeschildelemente ausgebildet sind. Die Haltelemente weißen außerdem Halteabschnitte auf, mittels derer sie mit der Tragstruktur verbunden, bspw. verschraubt, werden, sodass die Hitzeschildelemente mittels der Halteelemente an der Tragstruktur fixiert sind.The ceramic heat shield elements have a hot gas facing hot side and one of the support structure zuwendenende Cold side up. They are typically by means of Retaining elements attached to a support structure. Grab it Engaging portions of the holding elements in grooves, which in between the hot side and the cold side Peripheral surfaces of the heat shield elements are formed. The Holding elements also have holding sections by means of which they connected to the support structure, for example, screwed, be so that the heat shield elements by means of Holding elements are fixed to the support structure.

Ohne weitere Maßnahmen sind die Halteelemente im Betriebszustand der Gasturbinen-Brennkammer dem Heißgas ausgesetzt, welches in die Dehnspalte zwischen den Hitzeschildelementen eindringt. Da die Halteelemente aus Zuverlässigkeitsgründen üblicherweise aus metallischen Werkstoffen hergestellt sind, sind sie bezüglich ihrer Einsatztemperatur auf ein im Vergleich zu keramischen Werkstoffen niedrigeres Temperaturniveau begrenzt. In den Gasturbinenbrennkammern soll daher vermieden werden, dass Heißgas in die Dehnspalte eindringt, weil sonst die Halteelemente bzw. die Tragstruktur, die in der Regel ebenfalls aus Metall besteht, übermäßig erwärmt würden. Ein häufig zur Anwendung kommendes Mittel, das Eindringen von Heißgas in die Dehnspalte zu vermeiden - man spricht in diesem Zusammenhang vom Sperren der Dehnspalte - ist das Spülen der Dehnspalte mit ausreichend Luft, der sog. Kühl- oder Sperrluft. Dazu weist die Tragstruktur typischerweise Kühlluftöffnungen auf, durch die Kühlluft in die Dehnspalte strömen kann.Without further action, the retaining elements in Operating state of the gas turbine combustor the hot gas exposed, which in the Dehnspalte between the Heat shield elements penetrates. Since the retaining elements off Reliability usually made of metallic Materials are manufactured, they are relative to theirs Operating temperature on a compared to ceramic Materials lower temperature level limited. In the Gas turbine combustors should therefore be avoided that Hot gas penetrates into the Dehnspalte, because otherwise the Retaining elements or the support structure, usually also made of metal, would be overheated. One frequently used agent, the penetration of To avoid hot gas in the Dehnspalte - one speaks in this connection of blocking the expansion column - is that Rinsing the expansion gaps with sufficient air, the so-called cooling or blocking air. For this purpose, the support structure typically Cooling air openings, through the cooling air in the expansion column can flow.

Bisher wurden insbesondere die metallischen Halteelemente mittels unterhalb der Halteelemente eingeblasener Kühlluft gekühlt. Beim Anblasen der Halteelemente erfolgt jedoch die Sperrung der Spalte zwischen den keramischen Hitzeschildelementen nicht gleichmäßig. Dies führt dazu, dass für eine sichere Sperrung des Spaltes gegen das Eindringen des Heißgases mehr Kühlluft erforderlich ist, als theoretisch zur Sperrung des Spaltes nötig wäre. Des Weiteren ist aufgrund der Geometrie und der Anordnung der Halteelemente eine effektive Kühlung der dem Heißgas am ehesten ausgesetzten Halteabschnitte der Halteelemente erschwert.So far, in particular, the metallic holding elements by means of injected below the holding elements cooling air cooled. When blowing the retaining elements, however, the Blocking the gap between the ceramic Heat shield elements not even. This leads to for a secure blocking of the gap against penetration the hot gas requires more cooling air than theoretically would be necessary to block the gap. Furthermore is due to the geometry and the arrangement of the holding elements An effective cooling of the hot gas most likely exposed holding portions of the holding elements difficult.

In der EP 1 302 723 A1 ist eine Brennkammerauskleidung mit Hitzeschildsteinen beschrieben, in welcher Strömungsbarrieren in den Dehnspalten zwischen den Hitzeschildsteinen angeordnet sind, um das Eindringen von Heißgas in die Dehnspalte zu vermindern. Die Hitzeschildsteine dieser Brennkammerauskleidung weisen an ihren Umfangsflächen Nuten auf, in welche eine im Spalt zwischen zwei Hitzeschildsteinen angeordnete Strömungsbarriere eingreift. Die Strömungsbarrieren werden mittels Halteankern im Dehnspalt fixiert.In EP 1 302 723 A1 a combustion chamber lining with Heat shields described in which flow barriers arranged in the expansion gaps between the heat shield bricks are to the penetration of hot gas in the Dehnspalte too Reduce. The heat shields of this Combustor lining have grooves on their peripheral surfaces in which one in the gap between two heat shields arranged flow barrier engages. The Flow barriers are made by means of retaining anchors in the expansion gap fixed.

Gegenüber dem genannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Spaltdichtelement mit einer alternativen Befestigungsmöglichkeit zur Verfügung zu stellen.Compared to the cited prior art, it is an object the present invention, a gap sealing element with a alternative mounting option available too put.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Hitzeschild mit verbesserten Spaltdichtelementen zur Verfügung zu stellen.It is another object of the present invention to provide a Heat shield with improved gap sealing elements for To make available.

Die erste Aufgabe wird durch ein Spaltdichtelement nach Anspruch 1 und die zweite Aufgabe durch einen Hitzeschild nach Anspruch 10 gelöst.The first object is achieved by a gap sealing element Claim 1 and the second task by a heat shield solved according to claim 10.

Ein erfindungsgemäßes Spaltdichtelement zum Abdichten von Spalten zwischen benachbarten Hitzeschildelementen umfasst mindestens einen federelastischen Abschnitt, welcher derart zum Ausüben einer Federkraft ausgestaltet ist, dass das in einen Spalt zwischen benachbarten Hitzeschildelementen eingesetzte Spaltdichtelement mittels Klemmsitz im Spalt gehalten wird.An inventive gap sealing element for sealing Includes gaps between adjacent heat shield elements at least one elastic section, which is such designed to exert a spring force that in a gap between adjacent heat shield elements inserted gap sealing element by means of a press fit in the gap is held.

Das erfindungsgemäße Spaltdichtelement kann insbesondere derart zum Abdichten von Spalten zwischen einander gegenüberliegenden und jeweils eine Nut aufweisenden Umfangsflächen benachbarter Hitzeschildelemente ausgestaltet sein, dass es in die Nuten der Umfangsflächen einander benachbarter Hitzeschildelemente den Spalt abdichtend derart einzusetzen ist, dass ein Teil von ihm in der Nut der einen Umfangsfläche und ein anderer Teil in der Nut der gegenüberliegenden Umfangsfläche angeordnet ist.The gap sealing element according to the invention can in particular such as for sealing gaps between each other opposite and each having a groove Peripheral surfaces of adjacent heat shield elements designed be it in the grooves of the circumferential surfaces one another adjacent heat shield elements sealing the gap so to insert that part of it in the groove of the one Peripheral surface and another part in the groove of opposite peripheral surface is arranged.

Im Vergleich zu den in EP 1 302 723 A1 beschriebenen Strömungsbarrieren weisen die erfindungsgemäßen Spaltdichtelemente eine alternative Form der Befestigung auf. Während die Strömungsbarrieren im Stand der Technik mittels Halteankern befestigt werden müssen, brauchen die erfindungsgemäßen Spaltdichtelemente lediglich in die Spalte und/oder die Nuten zwischen den Hitzeschildelementen eingesetzt zu werden. In den Spalten und/oder in den Nuten werden sie dann mittels Klemmsitz gehalten. Halteanker und entsprechende Gegenstücke zum Fixieren der Halteanker sind daher beim erfindungsgemäßen Spaltdichtelement nicht nötig.Compared to those described in EP 1 302 723 A1 Flow barriers have the inventive Gap sealing an alternative form of attachment. While the flow barriers in the prior art means Retaining anchors need to be attached, need the Slit sealing elements according to the invention only in the column and / or the grooves between the heat shield elements to be used. In the columns and / or in the grooves they are then held by means of clamping fit. Retaining anchors and corresponding counterparts for fixing the retaining anchor are therefore not necessary in the gap sealing element according to the invention.

Die erfindungsgemäßen Spaltdichtelemente werden zum Vermeiden des Kontaktes zwischen Heißgas und den Halteelementen oberhalb der Halteelemente in die Spalte bzw. Nuten eingesetzt. Die Federkraft der federnden Abschnitte ist dabei derart gewählt, dass sie die für einen sicheren Klemmsitz notwendige Klemmkraft zur Verfügung stellt. Außerdem sind die Abmessungen des Spaltdichtelementes derart gewählt, dass die thermische Dehnung der Hitzeschildelemente nicht behindert wird, sodass weder im Spaltdichtelement noch in der Keramik unzulässige Spannungen aufgrund der Verringerung der Dehnspaltabmessungen entstehen. The gap sealing elements according to the invention are avoided the contact between the hot gas and the holding elements above the retaining elements in the column or grooves used. The spring force of the resilient sections is included chosen so that they are for a secure press fit necessary clamping force provides. In addition, the Dimensions of the gap sealing element chosen such that the thermal expansion of the heat shield elements not hindered so that neither in the gap sealing element nor in the ceramic impermissible tensions due to the reduction of Dehnspaltabmessungen arise.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Spaltdichtelement derart ausgestaltet, dass der mindestens eine federelastische Abschnitt eine Wölbung aufweist, welche in Richtung der Federkraft zum Herstellen des Klemmsitzes vorspringt. Die Wölbung kann dann einen Stützabschnitt bilden, der an einer Nutwand angreift, bspw. an der Nutwand, welche zu dem der Tragstruktur zugewandten Abschnitt des Hitzeschildelementes gehört, und das Spaltdichtelement gegen die gegenüberliegende Nutwand, d.h. gegen die Wand des der Gasturbinenbrennkammer zugewandten Abschnittes des Hitzeschildelementes drückt. Alternativ kann die Wölbung jedoch auch statt an der Nutwand, welche zu dem der Tragstruktur zugewandten Abschnitt des Hitzeschildelementes gehört, auch an der Tragstruktur angreifen. In der beschriebenen Ausgestaltung ist das Spaltdichtelement vorzugsweise derart ausgestaltet, dass es sich nicht bis zu den Nutböden der Nuten erstreckt. So verbleibt zwischen den Nutböden und dem Spaltdichtelement genügend Raum, damit das Spaltdichtelement bei einer Ausdehnung der keramischen Hitzeschildelemente aufgrund hoher Temperaturen nicht an die Nutböden anstößt. Spannungen in den Spaltdichtelementen bzw. in den keramischen Hitzeschildelementen aufgrund des Kontaktes zwischen den Enden der Spaltdichtelemente und den Nutböden können so vermieden werden.In one embodiment of the invention that is Gap sealing element designed such that the at least a resilient section has a camber, which in the direction of the spring force for producing the clamping seat projects. The bulge can then have a support section form, which acts on a groove wall, for example. At the groove wall, which to the support structure facing portion of Hitzeschildelementes heard, and the gap sealing element against the opposite groove wall, i. against the wall of the Gas turbine combustor facing section of the Heat shield element pushes. Alternatively, the curvature However, instead of on the groove wall, which to the the Support structure facing portion of the heat shield element also belongs to the supporting structure. In the described embodiment is the gap sealing element preferably designed such that it is not up to the groove bottoms of the grooves extends. So remains between the Groove bottoms and the gap sealing element enough space for the Gap sealing element with an expansion of the ceramic Heat shield elements not due to high temperatures Groove bottoms abuts. Tensions in the gap sealing elements or in the ceramic heat shield elements due to Contact between the ends of the gap sealing elements and the Grooved floors can be avoided in this way.

In einer alternativen Ausgestaltung weist der federelastische Abschnitt eine Wölbung auf, welche senkrecht zur Richtung der Federkraft zum Herstellen des Klemmsitzes vorspringt. Das Spaltdichtelement kann insbesondere zwei Stützabschnitte zum Abstützen an den Nutböden der Nuten umfassen, die durch den gewölbten federelastischen Abschnitt miteinander verbunden sind. Die Wölbung kann dabei insbesondere ein Profil besitzen, welches näherungsweise einem Kreisausschnitt mit einem Öffnungswinkel ϕ sowie einem Wölbungsradius R entspricht. Sie kann außerdem einen Wölbungshebel L aufweisen, welcher der Länge einer Strecke entspricht, die in senkrechter Richtung von einer gedachten Verbindungslinie ausgeht, welche diejenigen Punkte der Stützabschnitte miteinander verbindet, an denen bei Ausdehnung der Hitzeschildelemente der Kraftvektor einer das Spaltdichtelement komprimierenden Kraft angreift, und zu demjenigen Punkt der Wölbung führt, der am weitesten von der Verbindungslinie entfernt ist. Der Öffnungswinkel umfasst vorzugsweise einen Wert im Bereich von 50° bis 60°, der Radius R einen Wert im Bereich von 30 bis 40 mm und der Wölbungsradius L einen Wert im Bereich von 8 bis 10 mm. Außerdem kann die Materialdicke im Bereich der Wölbung größer sein als in den übrigen Bereichen des Spaltdichtelementes. Das Spaltdichtelement gemäß der soeben beschriebenen Ausgestaltung weist eine besonders hohe Dichtwirkung auf. Die Federkraft ist dabei so zu wählen, dass sie die für ein sicheres Klemmen notwendige Klemmkraft aufbringen kann, jedoch weder im Federelement noch in der Keramik unzulässige Spannungen entstehen, wenn sich die benachbarten keramischen Hitzeschildelemente aufgrund hoher Temperaturen ausdehnen und sich die Stützabschnitte des Spaltdichtelementes aufeinander zu bewegen.In an alternative embodiment, the elastic Section a curvature, which is perpendicular to the direction of Spring force for producing the clamping seat protrudes. The Gap-sealing element can in particular two support sections for Supporting on the groove bottoms of the grooves include, through the domed elastic section joined together are. The curvature can in particular a profile possess, which approximated a circle with an opening angle φ and a curvature radius R equivalent. It can also have a buckle lever L which corresponds to the length of a route which in vertical direction from an imaginary connecting line emanating which ones points the support sections connects to each other, at which when expanding the Heat shield elements the force vector one that Gap sealing element compresses compressive force, and to leading to the point of curvature furthest from the Connecting line is removed. The opening angle includes preferably a value in the range of 50 ° to 60 °, the Radius R is a value in the range of 30 to 40 mm and the Camber radius L a value in the range of 8 to 10 mm. In addition, the material thickness in the region of the curvature can be larger be than in the other areas of the gap sealing element. The gap sealing element according to the just described Design has a particularly high sealing effect. The Spring force is to be chosen so that they are for a secure clamping can apply necessary clamping force, However, neither in the spring element nor in the ceramic impermissible Tensions arise when the adjacent ceramic Heat shield elements expand due to high temperatures and the support sections of the gap sealing element to each other to move.

Ein erfindungsgemäßer Hitzeschild an einer Tragstruktur zum Schutz der Tragstruktur und/oder einer die Tragstruktur umfassenden oder mit der Tragstruktur verbundenen Wand gegen ein Heißgas umfasst eine Anzahl unter Spaltbelassung aneinander grenzender Hitzeschildelemente, die insbesondere als keramische Hitzeschildelemente ausgestaltet sein können. Erfindungsgemäß sind in den Spalten zwischen einander gegenüberliegenden Hitzeschildelementen erfindungsgemäße Spaltdichtelemente angeordnet.An inventive heat shield on a supporting structure for Protection of the support structure and / or a support structure comprehensive or connected to the support structure wall against a hot gas includes a number under gap deposition adjacent heat shield elements, in particular can be configured as ceramic heat shield elements. According to the invention, in the gaps between each other opposite heat shield elements according to the invention Gap sealing elements arranged.

Mit dem erfindungsgemäßen Hitzeschild kann der Kühl-/Sperrluftverbrauch einer Gasturbinenbrennkammer verringert werden. Dadurch wird die Verbrennungstemperatur abgesenkt und die thermische Spannungsbelastung in den keramischen Hitzeschilden vermindert. Als Folge werden die NOx-Emissionen sowie die Beanspruchung der keramischen Hitzeschilde verringert.With the heat shield according to the invention, the cooling / sealing air consumption of a gas turbine combustion chamber can be reduced. This lowers the combustion temperature and reduces the thermal stress in the ceramic heat shields. As a result, the NO x emissions and the stress of the ceramic heat shields are reduced.

Es lassen sich daher entweder bei gleicher Leistung die Nox-Emissionen verringern oder die Leistung und der Wirkungsgrad bei gleich bleibenden Emissionen erhöhen. Aufgrund der Verringerung der thermischen Belastung der Hitzeschildelemente ergeben sich verringerte Austauschraten der Elemente sowie eine mögliche Verlängerung der Inspektionsintervalle der Brennkammer. Außerdem wirkt sich die Verringerung der Belastung auch positiv auf die Dauer von Inspektionen aus.It is therefore possible either to reduce No x emissions or to increase power and efficiency while maintaining the same emissions. Due to the reduction of the thermal load of the heat shield elements results in reduced exchange rates of the elements and a possible extension of the inspection intervals of the combustion chamber. In addition, reducing the burden also has a positive effect on the duration of inspections.

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hitzeschildes können die Hitzeschildelemente die Dehnspalte begrenzende und mit Nuten versehene Umfangsflächen aufweisen, wobei ein Spaltdichtelement einen Spalt abdichtend jeweils derart in die Nuten der den Spalt begrenzenden Umfangsflächen einzusetzen ist, dass ein Teil von ihm in der Nut der einen Umfangsfläche und ein anderer Teil in der Nut der gegenüberliegenden Umfangsfläche angeordnet ist.In one embodiment of the heat shield according to the invention the heat shield elements can restrict the expansion gaps and having grooves provided peripheral surfaces, wherein a Gap sealing element sealing a gap in each case in such a way the grooves of the gap limiting peripheral surfaces to insert that part of it in the groove of the one Peripheral surface and another part in the groove of opposite peripheral surface is arranged.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hitzeschildes wirkt die den Klemmsitz herstellende Federkraft zwischen der Tragstruktur und jeweils der heißseitigen Nutwand der Nuten In einer alternativen Ausgestaltung wirkt die Federkraft zwischen den kaltseitigen Nutwänden und den heißseitigen Nutwänden, insbesondere den kaltseitigen Nutwänden und den heißseitigen Nutwänden derselben Nut. In noch einer alternativen Ausgestaltung wirkt die den Klemmsitz herstellende Federkraft zwischen den Nutböden zweier einander gegenüberliegender Nuten. Die letzten beiden Alternativen ermöglichen eine günstige Kühlluftströmung im Dehnspalt, da kein Abschnitt des Spaltdichtelementes in den zwischen der Tragstruktur und den Nuten gelegenen Bereich des Dehnspaltes einzugreifen braucht. In a further embodiment of the invention Heat shield acts the spring force producing the clamping seat between the support structure and each of the hot side Slot wall of the slots acts in an alternative embodiment the spring force between the cold side groove walls and the hot side groove walls, in particular the cold side Groove walls and the hot side groove walls of the same groove. In Yet another alternative embodiment, the clamping seat acts producing spring force between the groove bottoms of two each other opposite grooves. The last two alternatives allow a favorable flow of cooling air in the expansion gap, since no portion of the gap sealing element in between the Support structure and the groove located area of the expansion gap needs to intervene.

In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Hitzeschildes weist die Tragstruktur Kühlluftöffnungen zum Zuführen eines Kühlfluids in Richtung auf die Spaltdichtelemente auf. Durch die Kühlluftöffnungen können die Spaltdichtelemente mit Prallstrahlen angeblasen werden, um sie zu kühlen. Auf diese Weise kann ein Verzundern oder Schmelzen der metallischen Spaltdichtelemente vermieden werden. Die abströmende Prallluft dient zusätzlich zur konvektiven Kühlung.In a further development of the heat shield according to the invention has the support structure cooling air openings for supplying a Cooling fluid in the direction of the gap sealing elements. By the cooling air openings can with the gap sealing elements Impinging jets are blown to cool them. To this Way can be a scaling or melting of the metallic Gap sealing elements are avoided. The outflowing Baffle air is used in addition to convective cooling.

Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren.Other features, characteristics and advantages of the present Invention will become apparent from the following description of Embodiments with reference to the accompanying Characters.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Spaltdichtelement.Fig. 1 shows a first embodiment of the Slit sealing element according to the invention.

Fig. 2 zeigt das Spaltdichtelement aus Figur 1 im in einen Hitzeschild eingebauten Zustand.Fig. 2 shows the gap sealing element of Figure 1 in a Heat shield built-in condition.

Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Spaltdichtelement.Fig. 3 shows a second embodiment of the Slit sealing element according to the invention.

Fig. 4 zeigt das Spaltdichtelement aus Figur 3 im in einen Hitzeschild eingebauten Zustand.Fig. 4 shows the gap sealing element of Figure 3 in a Heat shield built-in condition.

Fig. 5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Spaltdichtelement.Fig. 5 shows a third embodiment of the Slit sealing element according to the invention.

Fig. 6 zeigt das Spaltdichtelement aus Figur 5 im in einen Hitzeschild eingebauten Zustand.Fig. 6 shows the gap sealing element of Figure 5 in a Heat shield built-in condition.

Fig. 7 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Spaltdichtelement.Fig. 7 shows a fourth embodiment of the Slit sealing element according to the invention.

Fig. 8 zeigt das Spaltdichtelement aus Figur 7 im in einen Hitzeschild eingebauten Zustand. Fig. 8 shows the gap sealing element of Figure 7 in a Heat shield built-in condition.

Fig. 9 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße SpaltdichtelementFig. 9 shows a fifth embodiment of the Slit sealing element according to the invention

Fig. 10 zeigt das Spaltdichtelement aus Figur 9 im in einen Hitzeschild eingebauten Zustand.Fig. 10 shows the gap sealing element of Figure 9 in a Heat shield built-in condition.

Fig. 11 zeigt die Kühlluftströmung entlang eines keramischen Hitzeschildelementes bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Spaltdichtelementes.Fig. 11 shows the cooling air flow along a ceramic Heat shield element using a novel Gap sealing element.

Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Spaltdichtelement in einer perspektivischen Ansicht. Das Spaltdichtelement 10 umfasst eine metallische Dichtplatte 12 und einen gewölbten Metallstreifen 14, dessen beiden Enden 15 an der Dichtplatte 12 befestigt sind, bspw. indem sie mit der Dichtplatte 12 verschweißt sind. Der gewölbte Metallstreifen 14 bildet einen federelastischen Vorsprung, welcher nach dem Einbau des Spaltdichtelementes 10 in einen Hitzeschild für einen Klemmsitz des Spaltdichtelementes 10 sorgt.Figure 1 shows a first embodiment of the inventive gap sealing element in a perspective View. The gap sealing element 10 comprises a metallic Sealing plate 12 and a curved metal strip 14, whose both ends 15 are attached to the sealing plate 12, for example. by being welded to the sealing plate 12. Of the curved metal strip 14 forms a resilient Projection, which after installation of the gap sealing element 10th in a heat shield for a press fit of Gap sealing element 10 ensures.

Eine alternative Ausführung des in Fig. 1 gezeigten Dichtelementes zeigt Fig. 1a. Beim in Fig. 1a dargestellten Dichtelement 10a ist der gewölbte Metallstreifen 14a statt an seinen Enden 15a in der Mitte 17a mit der Dichtplatte 12a verbunden. Seine freien Enden 15a bilden Federelemente, welche nach dem Einbau des Spaltdichtelementes 10a in einen Hitzeschild für einen Klemmsitz des Spaltdichtelementes 10a sorgen.An alternative embodiment of that shown in Fig. 1 Sealing element shows Fig. 1a. When in Fig. 1a shown Sealing element 10a is the curved metal strip 14a instead of its ends 15a in the middle 17a with the sealing plate 12a connected. Its free ends 15a form spring elements, which after the installation of the gap sealing element 10a in a Heat shield for a clamping fit of the gap sealing element 10a to care.

Eine weitere alternative Ausführung des in Fig. 1 gezeigten Dichtelementes zeigt Fig. 1b. Beim in Fig. 1b dargestellten Dichtelement 10b ist der gewölbte Metallstreifen 14b wie der Metallstreifen 14 in Fig. 1 geformt. Im Unterschied zum Metallstreifen 14 ist er jedoch nicht an beiden Enden 15b, 15c mit der Dichtplatte 12b verschweißt, sondern nur an einem Ende 15b. Das andere Ende 15c ist lose und kann an der Dichtplatte 12b entlanggleiten. Der gewölbte Metallstreifen 14b bildet wie in Fig. 1 einen federelastischen Vorsprung, welcher nach dem Einbau des Spaltdichtelementes 10b in einen Hitzeschild für einen Klemmsitz des Spaltdichtelementes 10b sorgt.Another alternative embodiment of that shown in Fig. 1 Sealing element, Fig. 1b. When shown in Fig. 1b Sealing element 10b is the curved metal strip 14b as the Metal strip 14 formed in Fig. 1. In contrast to Metal strip 14, however, it is not at both ends 15b, 15c welded to the sealing plate 12b, but only at one End 15b. The other end 15c is loose and can at the Slide sealing plate 12b along. The arched metal strip 14b, as in FIG. 1, forms a spring-elastic projection, which after the installation of the gap sealing element 10b in a Heat shield for a clamping fit of the gap sealing element 10b provides.

Statt eines einstückigen Metallstreifens 14 bzw. 14a können auch zwei getrennte Metallstreifen vorhanden sein, die jeweils einer Hälfte des Metallstreifens 14 bzw. des Metallstreifens 14a entsprechen und am Rand oder in der Mitte der Dichtplatte 12 bzw. 12a angeschweißt sind.Instead of a one-piece metal strip 14 or 14a can also be present two separate metal strips, the one half of the metal strip 14 and des Metal strip 14a correspond and at the edge or in the middle the sealing plate 12 and 12a are welded.

Figur 2 zeigt das Spaltdichtelement 10 des ersten Ausführungsbeispiels im in einen Hitzeschild eingebauten Zustand. Die Figur zeigt ein keramisches Hitzeschildelement 16, welches mittels metallischer Elementhalter 18 an der Tragstruktur 20 einer Gasturbinenbrennkammer befestigt ist. Das Hitzeschildelement 16 weist eine der Tragstruktur 20 zuzuwendende Kaltseite 22 sowie eine im Heißgas in der Gasturbinenbrennkammer zuzuwendende Heißseite 24 auf. Zwischen der Heißseite 24 und der Kaltseite 22 erstrecken sich erste Umfangsflächen 26 und zweite Umfangsflächen 28, wobei sich die ersten Umfangsflächen von den zweiten Umfangsflächen dadurch unterscheiden, dass sie eine Nut 30 aufweisen, in welcher ein Eingriffsabschnitt (in der Figur nicht zu erkennen) der Elementhalter 18 zum Halten des keramischen Hitzeschildelementes 16 eingreift. Die zweiten Umfangsflächen 28 sind dagegen in der Regel nutfrei ausgebildet.FIG. 2 shows the gap-sealing element 10 of the first Embodiment in built in a heat shield Status. The figure shows a ceramic heat shield element 16, which by means of metallic element holder 18 at the Supporting structure 20 is attached to a gas turbine combustor. The heat shield element 16 has one of the support structure 20 zuwendende cold side 22 and one in the hot gas in the Gas turbine combustor facing hot side 24 on. Between the hot side 24 and the cold side 22 extend first circumferential surfaces 26 and second peripheral surfaces 28, wherein the first peripheral surfaces of the second Circumferential differ in that they have a groove 30th in which an engagement portion (in the figure not visible) of the element holder 18 for holding the ceramic heat shield element 16 engages. The second On the other hand, circumferential surfaces 28 are as a rule groove-free educated.

Zum Fixieren des keramischen Hitzeschildelementes 16 an der Tragstruktur weisen die metallischen Halteelemente 18 jeweils neben dem Eingriffsabschnitt zum Eingriff in die Nut 30 des Hitzeschildelementes 16 einen Befestigungsabschnitt (nicht dargestellt) zum Einsetzen in eine Nut 32 der Tragstruktur 20 auf. In der Nut 32 sind die Befestigungsabschnitte dann beispielsweise mittels Schrauben fixiert, insbesondere am Boden der Nut 32.For fixing the ceramic heat shield element 16 to the Carrying structure, the metallic support members 18 each in addition to the engagement portion for engaging in the groove 30 of the Heat shield element 16 a mounting portion (not shown) for insertion into a groove 32 of the support structure 20th on. In the groove 32, the mounting portions are then fixed for example by means of screws, in particular on Bottom of the groove 32.

Im Hitzeschild sind die keramischen Hitzeschildelemente 16 derart flächendeckend angeordnet, dass sie mit ihren Umfangsflächen 26, 28 aneinander grenzen, wobei zwischen den aneinandergrenzenden Umfangsflächen Dehnspalte verbleiben, damit sich die Hitzeschildelemente 16 beim Übergang vom kalten in den heißen (Betriebs-) Zustand ausdehnen können. Die Dimension der Dehnspalte ist dabei so bemessen, dass benachbarte Hitzeschildelemente 16 selbst im heißesten Zustand nicht aneinander stoßen, um so Spannungen, welche zu Rissbildungen führen könnten, zu vermeiden. Die von den ersten Umfangsflächen 26 begrenzten Dehnspalte erstrecken sich bei radialsymmetrischen Brennkammern in der Regel - aber nicht notwendigerweise - in Umfangsrichtung der Brennkammer und die von den zweiten Umfangsflächen begrenzten Dehnspalte in Axialrichtung der Brennkammer. In Figur 2 ist der Übersichtlichkeit halber nur ein Hitzeschildelement 16 des Hitzeschildes dargestellt.In the heat shield, the ceramic heat shield elements 16 arranged so comprehensively that they are with their Circumferential surfaces 26, 28 adjoin one another, wherein between the adjoining peripheral surfaces remain expansion column, so that the heat shield elements 16 at the transition from cold in the hot (operating) state can expand. The dimension of the expansion column is dimensioned such that neighboring heat shield elements 16 even in the hottest State not collide, so tensions, which too Cracks could lead to avoid. The of the first peripheral surfaces 26 extend limited expansion column usually at radially symmetrical combustion chambers - but not necessarily - in the circumferential direction of the combustion chamber and the expansion gaps bounded by the second peripheral surfaces in the axial direction of the combustion chamber. In Figure 2 is the For clarity, only one heat shield element 16 of the Heat shield shown.

In denjenigen Dehnspalten des Hitzeschildes, die durch zwei erste Umfangsflächen 26 begrenzt werden, sind die erfindungsgemäßen Spaltdichtelemente 10 angeordnet, um zu verhindern, dass Heißgas von der Heißseite 24 aus durch die Dehnspalte in Richtung auf die Tragstruktur 20 strömen kann. Ein Abschnitt der Dichtplatte 12 der Spaltdichtelemente 10 greift, wie in Figur 2 dargestellt, dabei in die Nut 30 einer ersten den Dehnspalt begrenzenden Umfangsfläche 26 eines keramischen Hitzeschildelementes 16 ein, wohingegen ein weiterer Abschnitt der Dichtplatte 12 in die Nut der gegenüberliegenden ersten Umfangsfläche eines weiteren keramischen Hitzeschildelementes (nicht dargestellt) eingreift. Das Spaltdichtelement 12 ist mittels Klemmsitz in seiner Position fixiert. Dabei stützt sich der gewölbte Metallstreifen 14 an der Tragstruktur 20 ab, um die Dichtplatte mittels seiner Federkraft gegen die Nutwände 33 der heißseitigen Abschnitte der keramischen Hitzeschildelemente 16 zu drücken, so dass ein Klemmsitz zwischen der Tragstruktur 20 einerseits und den Nutwänden 33 andererseits entsteht.In those expansion columns of the heat shield, by two first peripheral surfaces 26 are limited, are the Cleavage sealing elements 10 according to the invention arranged to prevent hot gas from passing from the hot side 24 through the Stretching column in the direction of the support structure 20 can flow. A portion of the sealing plate 12 of the gap sealing elements 10 engages, as shown in Figure 2, while in the groove 30 a first expansion gap bounding peripheral surface 26 of a ceramic heat shield element 16, whereas a another portion of the sealing plate 12 in the groove of opposite first peripheral surface of another ceramic heat shield element (not shown) intervenes. The gap sealing element 12 is by means of a press fit in fixed in position. This is supported by the arched Metal strip 14 on the support structure 20 from to the Sealing plate by means of its spring force against the groove walls 33rd the hot side sections of the ceramic Heat shield elements 16 to press, so that a clamping fit between the support structure 20 on the one hand and the groove walls 33rd on the other hand arises.

Die Abmessungen der Dichtplatte 12 sind so gewählt, dass die Seitenflächen 13 der Dichtplatte 12 die Nutboden 31 der Nuten 30 nicht berühren, selbst wenn die Hitzeschildelemente 16 ihre größte thermische Ausdehnung aufweisen. Dadurch kann verhindert werden, dass das Spaltdichtelement oder die keramische Hitzeschildelemente 16 beschädigt werden.The dimensions of the sealing plate 12 are chosen so that the Side surfaces 13 of the sealing plate 12, the groove bottom 31 of the grooves 30, even if the heat shield elements 16 have their largest thermal expansion. This can be prevented that the gap sealing element or the ceramic heat shield elements 16 are damaged.

Da das Spaltdichtelement 10 aus Metall hergestellt ist, kann es den Temperaturen des von der Brennkammer durch die Dehnspalte zur Dichtplatte 12 strömenden Heißgases nicht ohne weiteres ausgesetzt werden. Zur Prallluftkühlung sind in der Tragstruktur 20 daher Kühlbohrungen 34 vorhanden, durch die die Dichtplatte 12 mit Kühlluft angeblasen wird. Die angeblasene Kühlluft strömt dabei entlang der Dichtplatte 12 in Richtung auf die zwischen den zweiten Umfangsflächen 28 vorhandenen Dehnspalte und tritt durch diese in die Brennkammer der Gasturbine ein, wobei sie die zwischen den zweiten Umfangsflächen 28 befindlichen Dehnspalte gegen den Eintritt von Heißgas absperrt. Die Kühlluftströmung wird später mit Bezug auf Fig. 11 näher erläutert werden.Since the gap sealing element 10 is made of metal, can the temperatures of the combustion chamber through the Dehnspalte the sealing plate 12 flowing hot gas not without be further exposed. For the impact air cooling are in the Support structure 20 therefore cooling holes 34 available through the the sealing plate 12 is blown with cooling air. The blown cooling air flows along the sealing plate 12th in the direction of between the second peripheral surfaces 28th existing expansion column and enters through this in the Combustion chamber of the gas turbine, wherein the between the second peripheral surfaces 28 located Dehnspalte against the Entry of hot gas shut off. The cooling air flow is will be explained in more detail later with reference to FIG.

Ein zweites Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Spaltdichtelement ist in Figur 3 dargestellt. Das Spaltdichtelement 110 umfasst wie das in Figur 1 dargestellte Spaltdichtelement 10 eine Dichtplatte 112. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel sind an die Dichtplatte 112 jedoch zwei gewölbte Metallstreifen 114, welche federelastisch ausgebildet sind und eine Federkraft für einen Klemmsitz des Spaltdichtelementes 110 zur Verfügung stellen, mit Abstand nebeneinander angeschweißt. A second embodiment of the invention Gap sealing element is shown in FIG. The Gap sealing element 110 includes as shown in FIG Gap sealing element 10 a sealing plate 112. In contrast to first embodiment, however, are to the sealing plate 112 two curved metal strips 114, which are elastic are formed and a spring force for a clamping fit of Gap sealing element 110 provide, by far welded side by side.

Figur 4 zeigt das Spaltdichtelement 110 des zweiten Ausführungsbeispiels nach dem Einbau in einen keramischen Hitzeschild, der bis auf das Spaltdichtelement 110 im Wesentlichen dem mit Bezug auf Fig. 2 beschriebenen Hitzeschild entspricht. Die keramischen Hitzeschildelemente 16, die Tragstruktur 20 und die Halteelemente 18 unterscheiden sich nicht von den Hitzeschildelementen 16, der Tragstruktur 20 und den Halteelementen 18 des mit Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel beschriebenen Hitzeschildes. Strukturen, die sich nicht von den in Figur 2 dargestellten Strukturen unterscheiden sind daher mit denselben Bezugszeichen wie in Figur 2 bezeichnet.FIG. 4 shows the gap-sealing element 110 of the second Embodiment after installation in a ceramic Heat shield, which except for the gap sealing element 110 in Essentially with reference to FIG. 2 described Heat shield corresponds. The ceramic heat shield elements 16, the support structure 20 and the holding elements 18th do not differ from the heat shield elements 16, the Support structure 20 and the support members 18 of the reference to The first embodiment described heat shield. Structures that are not different from those shown in FIG Structures are therefore different with the same Reference numeral as indicated in Figure 2.

Ebenso wie beim ersten Ausführungsbeispiel ist das Spaltdichtelement 110 derart in die Nuten 30 einander gegenüberliegender Umfangsflächen 26 eingesetzt, dass es gegen die Nutwände 33 der heißseitigen Abschnitte der keramischen Hitzeschildelemente 16 gedrückt wird und die Nutböden 31 nicht berührt. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel stützen sich die gewölbten Metallstreifen 114 jedoch nicht an der Tragstruktur 20 ab, um den Klemmsitz herzustellen. Stattdessen stützen sie sich an den Nutwände 35 der kaltseitigen Abschnitte der Hitzeschildelemente 16 ab, um mittels ihrer Federkraft die Dichtplatte 112 gegen die Nutwände 33 der heißseitigen Abschnitte der keramischen Hitzeschildelemente 16 zu drücken. Aufgrund der Federkraft wird das Spaltdichtelement 110 sicher in den Nuten 30 der keramischen Hitzeschildelemente 16 mittels Klemmsitz, welcher zwischen den Nutwänden 35 und den Nutwänden 33 wirkt, fixiert.
Auch im zweiten Ausführungsbeispiel wird das Spaltdichtelement 110 mit Kühlluft angeblasen, die durch Kühlluftbohrungen 134 in der Tragstruktur austritt. Da die gewölbten Metallstreifen 114 im zweiten Ausführungsbeispiel die Kühlluftströmung durch die Dehnspalte weniger behindern als der sich bis zur Tragstruktur 20 erstreckende Metallstreifen 14 des ersten Ausführungsbeispiels, kann der Kühlluftverbrauch im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel weiter vermindert werden.As in the first embodiment, the gap seal member 110 is inserted into the grooves 30 of opposite circumferential surfaces 26 so as to be pressed against the groove walls 33 of the hot side portions of the ceramic heat shield members 16 and does not contact the groove bottoms 31. However, unlike the first embodiment, the domed metal strips 114 do not abut the support structure 20 to make the press fit. Instead, they are supported on the groove walls 35 of the cold side portions of the heat shield members 16 to press the sealing plate 112 against the groove walls 33 of the hot side portions of the ceramic heat shield members 16 by their spring force. Due to the spring force, the gap sealing element 110 is securely fixed in the grooves 30 of the ceramic heat shield elements 16 by means of a clamping fit, which acts between the groove walls 35 and the groove walls 33.
Also in the second embodiment, the gap sealing element 110 is blown with cooling air, which exits through cooling air holes 134 in the support structure. Since the curved metal strips 114 in the second embodiment obstruct the cooling air flow through the expansion gaps less than the extending to the support structure 20 metal strip 14 of the first embodiment, the cooling air consumption can be further reduced compared to the first embodiment.

Ein drittes Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Spaltdichtelement ist in den Figuren 5 und 6 dargestellt. Figur 5 zeigt das Spaltdichtelement 210 des dritten Ausführungsbeispiels in einer perspektivischen Darstellung, während Figur 6 das Spaltdichtelement aus Figur 5 nach dem Einbau in einen keramischen Hitzeschild darstellt. Der keramische Hitzeschild entspricht dabei bis auf das Spaltdichtelement 210 im Wesentlichen dem mit Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel beschriebenen Hitzeschild. Strukturen des Hitzeschildes, die denen mit Bezug auf Fig. 2 beschriebenen Strukturen entsprechen, sind daher mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 2 bezeichnet.A third embodiment of the invention Gap sealing element is shown in Figures 5 and 6. FIG. 5 shows the gap-sealing element 210 of the third Embodiment in a perspective view, while Figure 6, the gap sealing element of Figure 5 after Represents installation in a ceramic heat shield. Of the ceramic heat shield corresponds to the exception Gap sealing element 210 substantially with respect to the first embodiment described heat shield. Structures of the heat shield similar to those with reference to FIG. 2 therefore correspond with described structures the same reference numerals as in Fig. 2 designates.

Das Spaltdichtelement 210 des dritten Ausführungsbeispiels entspricht im Wesentlichen einem Dichtblech 214, das ein Profil mit in einer ersten Ausdehnungsrichtung A gebogenem Profilverlauf und in einer zweiten, zur ersten Ausdehnungsrichtung senkrechten Ausdehnungsrichtung B geradem Profilverlauf aufweist. Es weist in Ausdehnungsrichtung A Enden 212 auf, die beide in dieselbe Richtung umgebogen sind und deren Biegung einen in etwa halbkreisförmigen Verlauf besitzen. Die umgebogenen Enden 212 bilden Stützabschnitte, welche im eingebauten Zustand (siehe Figur 6) großflächig an den Nutböden 31 der Nuten 30 einander gegenüberliegender Umfangsflächen 26 anliegen. Die Stützabschnitte 212 sind in Ausdehnungsrichtung A über einem gewölbten Federabschnitt 214 miteinander verbunden. Der gewölbte Federabschnitt 214 weist einen Querschnitt auf, der im Wesentlichen einen Kreisausschnitt mit dem Radius R und dem Öffnungswinkel ϕ entspricht, wobei die Krümmung gegenüber der Krümmung der Biegung der Stützabschnitte 212 ein anderes Vorzeichen besitzt. The gap sealing member 210 of the third embodiment essentially corresponds to a sealing plate 214, the one Profile with bent in a first direction of expansion A. Profile course and in a second, the first Extension direction vertical extension direction B straight Profile profile has. It points in the direction of extension A Ends 212, which are both bent in the same direction and its bend in a semi-circular course have. The bent ends 212 form support sections, which in the installed state (see Figure 6) over a large area the groove bottoms 31 of the grooves 30 opposite each other Surrounding surfaces 26 abut. The support portions 212 are in Expansion direction A over a curved spring portion 214 connected with each other. The domed spring portion 214 has a cross-section, which is a substantially Circle section with the radius R and the opening angle φ corresponds, wherein the curvature with respect to the curvature of Bend the support portions 212 another sign has.

Das Spaltdichtelement 210, das aus einem Metallblech mit einer konstanten Dicke von ca. 1 mm hergestellt ist, weist aufgrund seines gewölbten Federabschnittes 214 federelastische Eigenschaften auf. Wenn das Spaltdichtelement 210 in einander gegenüberliegenden Nuten von Hitzeschildelementen 16 eingesetzt ist, so führt die Federkraft des Federabschnittes 214 dazu, dass die Stützabschnitte 212 gegen die Nutböden 31 der Nuten 30 gedrückt werden, sodass das Spaltdichtelement 210 mit Klemmsitz in den Nuten fixiert ist. Wenn sich die Hitzeschildelemente 16 aufgrund hoher Temperaturen ausdehnen und sich daher die Nutböden 31 der Nuten 30 aufeinander zu bewegen, so kann das Spaltdichtelement 210 aufgrund der federelastischen Eigenschaften des Federabschnittes 214 komprimiert werden. Ziehen sich die Hitzeschildelemente 16 beim Abkühlen wieder zusammen, sodass sich die Nutböden 31 wieder voneinander entfernen, sorgt die Federkraft des Federabschnittes 214 für eine Expansion des Spaltdichtelementes, so dass die Stützabschnitte 212 auch beim Abkühlen immer gegen die Nutböden 31 gedrückt bleiben und der Klemmsitz immer sicher erhalten bleibt.The gap sealing element 210, which consists of a metal sheet with has a constant thickness of about 1 mm, points due to its curved spring portion 214 elastic properties on. When the gap sealing element 210 in opposing grooves of Heat shield elements 16 is inserted, so leads the Spring force of the spring portion 214 to the that Support portions 212 against the groove bottoms 31 of the grooves 30th are pressed, so that the gap sealing element 210 with Clamp seat is fixed in the grooves. When the Heat shield elements 16 expand due to high temperatures and therefore the groove bottoms 31 of the grooves 30 towards each other move, so the gap sealing element 210 due to the resilient properties of the spring portion 214 be compressed. Do the heat shield elements 16 pull on cooling together again, so that the groove bottoms 31 remove again from each other, the spring force of the Spring section 214 for expansion of the Gap sealing element, so that the support portions 212 also always remain pressed against the groove bottoms 31 during cooling and the clamping seat always remains secure.

Die Federelastizität des Spaltdichtelementes 210 hängt vom Radius R des gewölbten Federabschnittes 214, vom Öffnungswinkel ϕ des gewölbten Federabschnittes 214, von der Materialstärke des Spaltdichtelementes 210 sowie von einem Hebel L ab. Der Hebel L ergibt sich dabei als der Abstand des Mittelpunktes des gewölbten Federabschnittes 214 von einer gedachten Verbindungslinie zwischen den Stützabschnitten 212, die diejenigen Punkte der Stützabschnitte 212 miteinander verbindet, an denen beim Erwärmen der Hitzeschildelemente 16 die das Hitzeschildelement komprimierende Kraftvektoren angreifen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Radius R des gewölbten Federabschnittes 214 groß im Vergleich zum Abstand zwischen den Stützabschnitten 212. Entsprechend ist der Öffnungswinkel ϕ relativ klein. Die Materialstärke des Spaltdichtelementes 210 ist über den gesamten Querschnitts des Elements konstant und beträgt ca. 1 mm. Der Hebel L beträgt ebenfalls ca. 1 mm.The spring elasticity of the gap sealing element 210 depends on Radius R of the arched spring portion 214, from Opening angle φ of the curved spring portion 214, of the Material thickness of the gap sealing element 210 and of a Lever L off. The lever L results as the distance of the Center of the curved spring portion 214 of a imaginary connecting line between the support sections 212, those points of the support portions 212 with each other connects, at which when heating the heat shield elements 16th the heat shield element compressing force vectors attack. In the illustrated embodiment, the Radius R of the domed spring portion 214 is large in comparison to the distance between the support portions 212. Accordingly is the opening angle φ relatively small. The material thickness the gap sealing element 210 is over the entire Cross section of the element constant and is about 1 mm. Of the Lever L is also about 1 mm.

Ein viertes Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Spaltdichtelement ist in den Figuren 7 und 8 dargestellt. Figur 7 zeigt das Spaltdichtelement 310 des vierten Ausführungsbeispiels in einer perspektivischen Darstellung, während Figur 8 das Spaltdichtelement 310 aus Figur 7 nach dem Einbau in einen keramischen Hitzeschild darstellt. Der keramische Hitzeschild entspricht dabei bis auf das Spaltdichtelement 310 im Wesentlichen dem mit Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel beschriebenen Hitzeschild. Strukturen des Hitzeschildes, die denen mit Bezug auf Fig. 2 beschriebenen Strukturen entsprechen, sind daher mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 2 bezeichnet.A fourth embodiment of the invention Gap sealing element is shown in Figures 7 and 8. FIG. 7 shows the gap-sealing element 310 of the fourth Embodiment in a perspective view, while Figure 8, the gap sealing element 310 of Figure 7 after the installation in a ceramic heat shield represents. Of the ceramic heat shield corresponds to the exception Gap sealing element 310 substantially with respect to the first embodiment described heat shield. Structures of the heat shield similar to those with reference to FIG. 2 therefore correspond with described structures the same reference numerals as in Fig. 2 designates.

Das in Figur 7 dargestellte Spaltdichtelement 310 ähnelt in seiner Grundstruktur dem in Figur 5 dargestellten Spaltdichtelement 210. Wie dieses weist es zwei gebogene Stützabschnitte 312 auf, die über einen gewölbten Federabschnitt 314 miteinander verbunden sind. Im Vergleich zum gewölbten Federabschnitt 214 des Spaltdichtelementes 210 aus dem dritten Ausführungsbeispiel weist der gewölbte Federabschnitt 314 des Spaltdichtelementes 310 einen Querschnitt mit einem kleineren Krümmungsradius R, einem größeren Öffnungswinkel ϕ und einem größeren Hebel L auf. Außerdem ist der Querschnitt der Stützabschnitte 312 nicht mehr halbkreisförmig wie beim Spaltdichtelement 210 aus den Figuren 5 und 6. Stattdessen schließt sich in den Stützabschnitten 312 des Spaltdichtelementes 310 von den Kanten 315 aus gesehen an einen Abschnitt mit kreisförmigen Profil, das etwa einem Kreisausschnitt mit einem Winkel zwischen 45° und 60° entspricht, ein Abschnitt an, in dem sich der Krümmungsradius verringert, sodass die Stützabschnitte 312 im Vergleich zu den Stützabschnitten 212 einen ein zusammengedrückten Eindruck vermitteln. Die Materialdicke des Spaltdichtelementes 310 entspricht im Wesentlichen der Spaltdichtelementes 210 des dritten Ausführungsbeispiels.The gap sealing element 310 shown in FIG. 7 is similar in FIG its basic structure that shown in Figure 5 Gap sealing element 210. Like this, it has two curved ones Support sections 312, which over a curved Spring section 314 are interconnected. Compared to the curved spring portion 214 of the gap sealing element 210 from the third embodiment, the curved Spring portion 314 of the gap sealing element 310 a Cross section with a smaller radius of curvature R, one larger opening angle φ and a larger lever L. In addition, the cross section of the support portions 312 is not more semi-circular as the gap sealing element 210 from the Figures 5 and 6. Instead, closes in the Support portions 312 of the gap sealing element 310 of the Edges 315 seen from a section of circular Profile that is about a circle with an angle between 45 ° and 60 ° corresponds to a section in which the radius of curvature decreases so that the Support portions 312 compared to the support portions 212 to give a compressed impression. The Material thickness of the gap sealing element 310 corresponds to Essentially the gap sealing element 210 of the third Embodiment.

Im Vergleich zum Spaltdichtelement 210 wird das Spaltdichtelement 310 in entgegengesetzter Orientierung in die Nuten 30 der keramischen Hitzeschildelemente 16 eingesetzt (vergl. Figuren 6 und 8). Während beim Spaltdichtelement 210 im eingesetzten Zustand die Wölbung des gewölbten Federabschnittes 214 in Richtung auf die Halteelemente 18 vorspringt und die Stützabschnitte 212 in Richtung auf die Halteelemente 18 umgebogen sind, wölbt sich der gewölbte Federabschnitt 314 im vierten Ausführungsbeispiel von den Halteelementen 18 weg, und die Stützabschnitte 312 des Spaltdichtelementes 310 sind im eingesetzten Zustand von den Halteelementen 18 weg gebogen. Die Stützabschnitte 312 liegen zudem nicht so großflächig an den Nutböden 31 an, wie die Stützabschnitte 212 des dritten Ausführungsbeispiels. Die Anlage beschränkt sich bei den Stützabschnitten 312 des vierten Ausführungsbeispiels im Wesentlichen auf die dem heißseitigen Abschnitt des Hitzeschildelementes zugewandten Abschnitte der Nutböden 31.Compared to the gap sealing element 210 is the Gap sealing element 310 in opposite orientation in the grooves 30 of the ceramic heat shield elements 16th used (see Figures 6 and 8). While at Gap sealing element 210 in the inserted state, the curvature of curved spring portion 214 in the direction of the Retaining elements 18 protrudes and the support portions 212 in Direction to the support members 18 are bent, bulges the domed spring portion 314 in the fourth Embodiment of the holding elements 18 away, and the Supporting portions 312 of the gap sealing element 310 are in inserted state of the holding elements 18 bent away. The support sections 312 are also not so large on the groove bottoms 31, as the support portions 212 of the third Embodiment. The plant is limited at the Support portions 312 of the fourth embodiment in Essentially on the the hot side section of the Heat shield element facing portions of the groove bottom 31st

Gegenüber dem Spaltdichtelement 210 weist das Spaltdichtelement 310 eine geringere Steifigkeit auf. Außerdem werden, wenn sich die Nutböden 31 aufgrund der Wärmeausdehnung der Hitzeschildelemente 16 aufeinander zu bewegen, im Spaltdichtelement 310 weniger Spannungen erzeugt als im Spaltdichtelement 210.Compared to the gap sealing element 210 has the Gap sealing element 310 has a lower rigidity. In addition, when the groove bottoms 31 due to the Thermal expansion of the heat shield elements 16 towards each other move, in the gap sealing element 310 generates less voltages as in the gap sealing element 210.

Ein fünftes Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Spaltdichtelement ist in den Figuren 9 und 10 dargestellt. Figur 9 zeigt das Spaltdichtelement 410 des fünften Ausführungsbeispiels in einer perspektivischen Darstellung, während Figur 10 das Spaltdichtelement 410 aus Figur 9 nach dem Einbau in einen keramischen Hitzeschild darstellt. Der keramische Hitzeschild entspricht dabei bis auf das Spaltdichtelement 410 im Wesentlichen dem mit Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel beschriebenen Hitzeschild. Strukturen des Hitzeschildes, die denen mit Bezug auf Fig. 2 beschriebenen Strukturen entsprechen, sind daher mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 2 bezeichnet.A fifth embodiment of the invention Gap sealing element is shown in Figures 9 and 10. FIG. 9 shows the gap sealing element 410 of the fifth Embodiment in a perspective view, while Figure 10, the gap sealing element 410 of Figure 9 after the installation in a ceramic heat shield represents. Of the ceramic heat shield corresponds to the exception Gap sealing element 410 substantially with respect to the first embodiment described heat shield. Structures of the heat shield similar to those with reference to FIG. 2 therefore correspond with described structures the same reference numerals as in Fig. 2 designates.

Das Spaltdichtelement 410 weist wie die Spaltdichtelemente 210 und 310 des dritten bzw. des vierten Ausführungsbeispiels einen gewölbten Federabschnitt 414 sowie zwei Stützabschnitte 412 auf. Der gewölbte Federabschnitt 414 besitzt einen Krümmungsradius, der in etwa dem des vierten Ausführungsbeispiels entspricht. Der Öffnungswinkel ϕ und der Hebel L sind jedoch deutlich größer als beim vierten Ausführungsbeispiel. Die Stützabschnitte 412 sind im fünften Ausführungsbeispiel lediglich als abknickende Kanten des Spaltdichtelementes 410 ausgebildet. Sie weisen nur eine leichte Krümmung auf, die an die Kontur des Nutbodens 31 angepasst ist (siehe Figur 10).The gap sealing element 410 has the same as the gap sealing elements 210 and 310 of the third and the fourth embodiment a curved spring portion 414 and two support portions 412 on. The domed spring portion 414 has a Radius of curvature, which is about that of the fourth Embodiment corresponds. The opening angle φ and the Lever L, however, are significantly larger than the fourth Embodiment. The support portions 412 are in the fifth Embodiment merely as kinking edges of the Gap sealing element 410 formed. They only have one slight curvature on the contour of the groove bottom 31st is adapted (see Figure 10).

Im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen drei und vier ist die Materialstärke des Spaltdichtelementes 410 entlang der Ausdehnungsrichtung A nicht konstant, sondern weist in der Mitte des gewölbten Federabschnittes 414 mit ca. 1,2 mm die größte Materialstärke auf. In Richtung auf die Stützabschnitte 412 nimmt die Materialstärke linear ab und erreicht in der Nähe der Stützabschnitte 412 etwa einen Wert von 0,6 mm. Entlang der Ausdehnungsrichtung B ist die Materialstärke wie in den Ausführungsbeispielen drei und vier konstant.In contrast to the embodiments three and four is the material thickness of the gap sealing element 410 along the Extension direction A is not constant, but points in the Center of the arched spring portion 414 with about 1.2 mm the largest material thickness. Towards the Support sections 412 decreases the material thickness from linear and reaches approximately one value near the support portions 412 of 0.6 mm. Along the expansion direction B is the Material thickness as in the embodiments three and four constant.

Das Spaltdichtelement 410 wird mit derselben Orientierung wie das Spaltdichtelement 310 des vierten Ausführungsbeispiels in die Nuten 30 der keramischen Hitzeschildelemente 16 eines Hiteschildes eingesetzt. Im eingesetzten Zustand liegen die Stützabschnitte 412 im Wesentlichen in Richtung auf die Nutwand 35 des kaltseitigen Abschnittes der Hitzeschildelemente 16 hin verschoben am Nutboden 31 an. Der gewölbte Federabschnitt 414 überspannt dabei die Eingriffsabschnitte der Halteelemente 18 praktisch vollständig.The gap sealing element 410 is used with the same orientation the gap sealing element 310 of the fourth embodiment in the grooves 30 of the ceramic heat shield elements 16 of a Hiteschildes used. In the inserted state are the Support portions 412 substantially in the direction of the Groove wall 35 of the cold side portion of Heat shield elements 16 pushed towards the groove bottom 31 at. Of the arched spring section 414 spans the Engagement portions of the holding elements 18 practically Completely.

Die Geometrie des fünften Ausführungsbeispiels weist eine besonders gute Dichtfunktion sowie besonders günstige Steifigkeits- und Spannungseigenschaften auf. Im fünften Ausführungsbeispiel liegt der Krümmungsradius R des gewölbten Federabschnittes 414 im Bereich zwischen 30 und 40 mm, vorzugsweise bei ca. 35 mm, der Öffnungswinkel im Bereich zwischen 50° und 60°, vorzugsweise bei ca. 56°, und der Hebel im Bereich zwischen 8 und 10 mm, vorzugsweise bei ca. 9 mm. Die Materialdicke des Spaltdichtelementes 410 nimmt von ca. 1,2 mm im Zentrum des gewölbten Federabschnittes auf ca. 0,6 mm am Rand des gewölbten Federabschnittes 414 ab. Im Bereich der Stützabschnitte 412 nimmt die Materialstärke dann wieder etwas zu.The geometry of the fifth embodiment has a particularly good sealing function as well as particularly favorable Stiffness and tension properties. In the fifth Embodiment is the radius of curvature R of the domed Spring section 414 in the range between 30 and 40 mm, preferably at about 35 mm, the opening angle in the range between 50 ° and 60 °, preferably at about 56 °, and the lever in the range between 8 and 10 mm, preferably at about 9 mm. The material thickness of the gap sealing element 410 decreases from approx. 1.2 mm in the center of the arched spring section to approx. 0.6 mm at the edge of the curved spring portion 414 from. In the area the support sections 412 then takes the material thickness again something to.

Die Strömungsverhältnisse entlang eines keramischen Hitzeschildelementes 16 bei eingebautem Spaltdichtelement sind in Figur 11 dargestellt. In Figur 11 ist ein Spaltdichtelement des fünften Ausführungsbeispiels eingebaut. Es könnten jedoch auch Spaltdichtelemente der übrigen Ausführungsbeispiele eingebaut sein. Durch jeweils vier Kühlluftöffnungen 34 in der Tragstruktur 20 im Bereich eines durch erste Umfangsflächen 26 begrenzten Dehnspaltes des keramischen Hitzeschildes wird Kühlluft an die entsprechenden Spaltdichtelemente 410 angeblasen. Die Kühlluftströme - in Figur 11 sind dies entsprechend der Anzahl der Kühlluftöffnungen 34 vier Kühlluftströme - treten aus den Kühlluftöffnungen 34 in Richtung auf das Spaltdichtelement 410 aus. Vom Spaltdichtelement 410 werden die Kühlluftströme im Wesentlichen im rechten Winkel derart abgelenkt, dass sie unterhalb des Spaltdichtelementes 410 parallel zum Spaltdichtelement 410 strömen. Sobald die Kühlluftströme einen Dehnspalt zwischen zwei einander gegenüberliegenden zweiten Umfangsflächen 28 erreichen, treten sie in diesen Dehnspalt ein und ändern ihre Strömungsrichtung erneut um ca. 90°, sodass sie nun wieder von der Tragstruktur 20 wegströmen, d.h. in Richtung auf die Gasturbinenbrennkammer. Auf diese Weise werden die Dehnspalte zwischen zwei einander gegenüberliegenden zweiten Umfangsflächen 28 durch die Kühlluft gegen das Eindringen von Heißgas aus der Gasturbinenbrennkammer abgesperrt.The flow conditions along a ceramic Heat shield element 16 with built-in gap sealing element are shown in FIG. In FIG. 11 is a Gap sealing element of the fifth embodiment installed. However, it could also gap sealing elements of the rest Be incorporated embodiments. By four each Cooling air openings 34 in the support structure 20 in the region of by first peripheral surfaces 26 limited expansion gap of the ceramic heat shield is cooling air to the appropriate Gap sealing elements 410 blown. The cooling air flows - in FIG. 11, these are corresponding to the number of Cooling air openings 34 four cooling air streams - emerge from the Cooling air openings 34 in the direction of the gap sealing element 410 off. From the gap sealing element 410, the cooling air flows essentially deflected at right angles so that they below the gap sealing element 410 parallel to Gap sealing element 410 flow. As soon as the cooling air flows an expansion gap between two opposite ones reach second peripheral surfaces 28, they enter into this Expansion gap and change its direction of flow again by approx. 90 °, so that you are back from the support structure 20 to flow away, i. towards the gas turbine combustor. In this way, the expansion gaps between two opposite second peripheral surfaces 28 through the Cooling air against the penetration of hot gas from the Gas turbine combustion chamber shut off.

Um zu verhindern, dass die Kühlluftströme im Bereich der Dehnspalte zwischen zwei zweiten Umfangsflächen 28 statt in Richtung auf die Gasturbinenbrennkammer teilweise oder vollständig in Richtung auf die Tragstruktur 20 strömen, können an den Unterkanten der Umfangsflächen 28 sog. Kaltdichtungen 450 vorhanden sein, die einem Strömen der Kühlluftströme in Richtung der Tragstruktur 20 entgegenwirken. Zusätzlich können die zweiten Umfangsflächen 28 außerdem statt einer planaren Struktur eine konvexe Struktur besitzen, wodurch sich andere Geschwindigkeitsverteilungen der Kühlluftströmung ergeben. Mittels der Formgebung der zweiten Umfangsflächen kann dabei die Geschwindigkeitsverteilung beeinflusst und somit die Kühlwirkung optimiert werden.To prevent the cooling air flow in the area of Dehnspalte between two second peripheral surfaces 28 instead of in Direction to the gas turbine combustor partially or completely towards the support structure 20, can at the lower edges of the peripheral surfaces 28 so-called. Cold seals 450 may be present, which is a flow of Cooling air flows in the direction of the support structure 20th counteract. In addition, the second peripheral surfaces 28 also has a convex instead of a planar structure Own structure, which causes others Give velocity distributions of the cooling air flow. By means of the shaping of the second circumferential surfaces can thereby affects the velocity distribution and thus the Cooling effect can be optimized.

Es ist zu erwähnen, dass die Strömungsverhältnisse entlang der keramischen Hitzeschildelemente auch von der Form der Spaltdichtelemente sowie von der Anordnung der Austrittsöffnungen 34 für die Kühlluftströme abhängen. Zum Optimieren der Kühlluftströmung ist daher immer die Gesamtheit aus Spaltdichtelement, Anordnung der Kühlluftaustrittsöffnungen 34 und Formgebung des Hitzeschildelementes 16, insbesondere seiner zweiten Umfangsflächen 28, zu berücksichtigen. Beispielsweise können bei der Optimierung gute Ergebnisse erzielt werden, wenn Spaltdichtelemente 410 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel Verwendung finden und die Tragstruktur 20 im Bereich zwischen den Elementhaltern 18 sechs Kühlluftöffnungen 34 enthält, die sich linear zwischen den Elementhaltern 18 erstrecken, eine Austrittsöffnung von ca. 2,25 mm aufweisen und ca. 3,8 mm voneinander beabstandet sind. Dabei wird angenommen, dass die keramischen Hitzeschildelemente eine quadratische Struktur mit einer Kantenlänge von 200 mm und einer Dicke von 38 mm aufweisen.It should be noted that the flow conditions along the ceramic heat shield elements also of the shape of the Gap sealing elements and of the arrangement of Depend on outlet openings 34 for the cooling air streams. To the Optimizing the cooling air flow is therefore always the Entity of gap sealing element, arrangement of Cooling air outlet openings 34 and shaping of the Heat shield element 16, in particular its second Peripheral surfaces 28, to be considered. For example, you can good results are achieved in the optimization, though Gap sealing elements 410 according to the fifth embodiment Use find and the support structure 20 in the area between the element holders 18 contains six cooling air openings 34, the extending linearly between the element holders 18, a Outlet opening of about 2.25 mm and about 3.8 mm spaced apart from each other. It is assumed that the ceramic heat shield elements a square structure with an edge length of 200 mm and a thickness of 38 mm exhibit.

Claims (17)

Spaltdichtelement zum Abdichten von Spalten zwischen benachbarten Hitzeschildelementen (16) eines Hitzeschildes, dadurch gekennzeichnet , dass das Spaltdichtelement (10; 110; 210; 310; 410) mindestens einen federelastischen Abschnitt (14; 114; 214; 314; 414) umfasst, welcher derart zum Ausüben einer Federkraft ausgestaltet ist, dass das in einen Spalt zwischen benachbarten Hitzeschildelementen (16) eingesetzte Spaltdichtelement (10; 110; 210; 310; 410) mittels Klemmsitz im Spalt gehalten wird.A gap sealing element for sealing gaps between adjacent heat shield elements (16) of a heat shield, characterized in that the gap sealing element (10; 110; 210; 310; 410) comprises at least one resilient portion (14; 114; 214; 314; 414) which is such for exerting a spring force, the gap sealing element (10; 110; 210; 310; 410) inserted into a gap between adjacent heat shield elements (16) is held in the gap by means of a press fit. Spaltdichtelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es zum Abdichten von Spalten zwischen einander gegenüberliegenden und jeweils eine Nut (30) aufweisenden Umfangsflächen (26) benachbarter Hitzeschildelemente (16) derart ausgestaltet ist, dass es in die Nuten (30) der Umfangsflächen (26) einander benachbarter Hitzeschildelemente (16) den Spalt abdichtend derart einzusetzen ist, dass ein Teil von ihm in der Nut der einen Umfangsfläche (26) und ein anderer Teil in der Nut (30) der gegenüberliegenden Umfangsfläche (26) angeordnet ist.Gap-sealing element according to claim 1, characterized in that it is designed to seal gaps between oppositely disposed one groove (30) peripheral surfaces (26) of adjacent heat shield elements (16) such that it fits into the grooves (30) of the peripheral surfaces (26 ) of adjacent heat shield elements (16) sealingly inserting the gap is such that a part of it in the groove of a peripheral surface (26) and another part in the groove (30) of the opposite peripheral surface (26) is arranged. Spaltdichtelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine federelastische Abschnitt (14; 114) eine Wölbung aufweist, welche in die Richtung der Federkraft zum Herstellen des Klemmsitzes vorspringt.Gap-sealing element according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one resilient portion (14; 114) has a curvature which projects in the direction of the spring force for producing the clamping seat. Spaltdichtelement nach Anspruch 2 und Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Abmessung aufweist, die derart gewählt ist, dass es sich im heißesten Zustand der Hitzeschildelemente (16) nicht bis zu den Böden (31) der Nuten (30) der Umfangsflächen (26) erstreckt.Gap sealing element according to claim 2 and claim 3, characterized in that it has a dimension chosen such that, in the hottest state of the heat shield elements (16), not up to the bottoms (31) of the grooves (30) of the peripheral surfaces (26 ). Spaltdichtelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine federelastische Abschnitt (214; 314; 414) eine Wölbung aufweist, welche senkrecht zur Wirkrichtung der Federkraft zum Herstellen des Klemmsitzes vorspringt.Gap-sealing element according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one resilient portion (214; 314; 414) has a curvature which projects perpendicular to the effective direction of the spring force for producing the clamping seat. Spaltdichtelement nach Anspruch 2 und Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es zwei einander gegenüberliegende Stützabschnitte (212; 312; 412) zum Abstützen an den Nutböden (31) der Nuten (30) umfasst und der mindestens eine federelastische Abschnitt (214; 314; 414) die Stützabschnitte (212; 312; 412) miteinander verbindet.A gap sealing element according to claim 2 and claim 5, characterized in that it comprises two opposing support sections (212; 312; 412) for supporting on the groove bottoms (31) of the grooves (30) and the at least one resilient section (214; 314; 414 ) connects the support sections (212; 312; 412) together. Spaltdichtelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wölbung ein Profil besitzt, welches näherungsweise einem Kreisausschnitt mit einem Öffnungswinkels ϕ sowie einem Wölbungsradius R entspricht, und einen Wölbungshebel L aufweist.Gap sealing element according to claim 6, characterized in that the curvature has a profile which approximately corresponds to a circular cutout with an opening angle φ and a curvature radius R, and a buckle lever L has. Spaltdichtelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungswinkel ϕ einen Wert im Bereich von 50° bis 60° besitzt, der Radius R einen Wert im Bereich von 30 bis 40 mm besitzt und der Wölbungshebel L einen Wert im Bereich von 8 bis 10 mm besitzt.Gap sealing element according to claim 7, characterized in that the opening angle φ has a value in the range of 50 ° to 60 °, the radius R has a value in the range of 30 to 40 mm and the buckle lever L has a value in the range of 8 to 10 mm has. Spaltdichtelement nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialdicke im Bereich der Wölbung größer als in den übrigen Bereichen des Spaltdichtelements ist.Gap-sealing element according to one of claims 5 to 8, characterized in that the material thickness in the region of the curvature is greater than in the remaining regions of the gap-sealing element. Hitzeschild an einer Tragstruktur (20) zum Schutz der Tragstruktur (20) und/oder einer die Tragstruktur (20) umfassenden oder mit der Tragstruktur (20) verbundenen Wand gegen ein Heißgas, mit einer Anzahl unter Spaltbelassung aneinandergrenzender Hitzeschildelemente (16), dadurch gekennzeichnet , dass in den Spalten Spaltdichtelemente (10; 110; 210; 310; 410) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 angeordnet sind. Heat shield on a support structure (20) for protecting the support structure (20) and / or a wall comprising the support structure (20) or connected to the support structure (20) against a hot gas, with a number of heat shield elements (16) adjoining each other gap-splitting characterized in that gap-sealing elements (10; 110; 210; 310; 410) according to one of claims 1 to 9 are arranged in the gaps. Hitzeschild nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Hitzeschildelemente (16) die Spalte begrenzende und mit Nuten (30) versehene Umfangsflächen (26) aufweisen und dass in den Nuten (30) einander gegenüberliegender Umfangsflächen (26) Spaltdichtelemente (10; 110; 210; 310; 410) nach Anspruch 2 oder nach Anspruch 2 und einem der Ansprüche 3 bis 9 angeordnet und mittels Klemmsitz gehalten sind.Heat shield according to Claim 10, characterized in that the heat shield elements (16) have peripheral surfaces (26) delimiting the gaps and provided with grooves (30), and in the grooves (30) of opposing circumferential surfaces (26) gap sealing elements (10; 310; 410) according to claim 2 or according to claim 2 and one of claims 3 to 9 are arranged and held by means of clamping fit. Hitzeschild nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine federelastische Abschnitt (14; 114) der Spaltdichtelemente (10; 110) derart ausgestaltet ist, dass die den Klemmsitz herstellende Federkraft zwischen der Tragstruktur (20) und Nutwänden (33) der Nuten (30) von einen Spalt begrenzenden Umfangsflächen (26) wirkt.Heat shield according to claim 11, characterized in that the at least one resilient portion (14; 114) of the gap sealing elements (10; 110) is designed such that the spring force producing the clamping seat between the support structure (20) and groove walls (33) of the grooves ( 30) acts by a gap limiting peripheral surfaces (26). Hitzeschild nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine federelastische Abschnitt (114) der Spaltdichtelemente (110) derart ausgestaltet ist, dass die den Klemmsitz herstellende Federkraft zwischen zwei einander gegenüberliegenden Nutabschnitten (35, 33) der Nuten (30) von einen Spalt begrenzenden Umfangsflächen (26) wirkt.Heat shield according to claim 11, characterized in that the at least one resilient portion (114) of the gap sealing elements (110) is designed such that the clamping force producing spring force between two opposite groove portions (35, 33) of the grooves (30) of a gap delimiting peripheral surfaces (26) acts. Hitzeschild nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine federelastische Abschnitt (114) derart ausgestaltet ist, dass die den Klemmsitz herstellende Federkraft zwischen zwei einander gegenüberliegenden Nutwänden (35, 33) derselben Nut (30) wirkt.Heat shield according to claim 13, characterized in that the at least one resilient portion (114) is configured such that the spring force producing the clamping seat between two mutually opposite groove walls (35, 33) of the same groove (30) acts. Hitzeschild nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine federelastische Abschnitt (214; 314; 414) derart ausgestaltet ist, dass die den Klemmsitz herstellende Federkraft zwischen den Nutböden (31) der Nuten (30) von einen Spalt begrenzenden Umfangsflächen (26) wirkt.Heat shield according to claim 11, characterized in that the at least one spring-elastic portion (214; 314; 414) is designed such that the spring force producing the clamping seat between the groove bottoms (31) of the grooves (30) is bounded by a gap limiting peripheral surfaces (26). acts. Hitzeschild nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass in der Tragstruktur (20) Kühlluftöffnungen (34) zum Zuführen von Kühlluft in Richtung auf die Spaltdichtelemente (10; 110; 210; 310; 410) vorhanden sind.Heat shield according to one of Claims 10 to 15, characterized in that cooling air openings (34) for supplying cooling air in the direction of the gap sealing elements (10; 110; 210; 310; 410) are present in the support structure (20). Hitzeschild nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Hitzeschildelemente (16) keramische Hitzeschildelemente sind.Heat shield according to one of claims 10 to 16, characterized in that the heat shield elements (16) are ceramic heat shield elements.
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