EP2898269A2 - Retaining element for retaining a heat shield block and method for cooling the supporting structure of a heat shield - Google Patents

Retaining element for retaining a heat shield block and method for cooling the supporting structure of a heat shield

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EP2898269A2
EP2898269A2 EP13762847.5A EP13762847A EP2898269A2 EP 2898269 A2 EP2898269 A2 EP 2898269A2 EP 13762847 A EP13762847 A EP 13762847A EP 2898269 A2 EP2898269 A2 EP 2898269A2
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cooling air
heat shield
support structure
air passage
cooling
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Abstract

The invention relates to a retaining element (22, 54) for retaining a heat shield block on a supporting structure (43), comprising at least one fastening section (23) that can be fastened to the supporting structure and at least one retaining section (24) having a retaining head (25), which is designed to engage in an engagement device present on the heat shield block. The fastening section (23) has a top side (28) that faces the cold side of the heat shield block when the fastening section is fastened to the supporting structure (43) and the retaining section engages on the heat shield block. Scaling of the supporting structure due to the entry of hot gas can be avoided particularly effectively by means of the retaining element. For this purpose, at least one cooling-air passage (34, 55) is arranged in the fastening section (23), which cooling-air passage comprises an inlet opening (35, 68) and at least one outlet opening (37, 38, 62) which is arranged in a lateral surface (32) and/or on the top side (28) of the fastening section. Cooling air, which enters the inlet opening (35, 68) and exits from the at least one outlet opening, can be conducted in a respective outflow direction (50, 51, 59, 63, 61) by means of the cooling-air passage, which outflow direction comprises a velocity component parallel to the cold side and avoids impingement cooling of the heat shield block retained by the retaining section. The fastening section can be arranged on the supporting structure in such a way that the cooling-air passage (34, 55) corresponds to at least one cooling-air channel (45) arranged in the supporting structure.

Description

Beschreibung description
Halteelement zum Halten eines Hitzeschildsteines und Verfahren zum Kühlen der Tragstruktur eines Hitzeschildes Holding element for holding a heat shield brick and method for cooling the support structure of a heat shield
Die Erfindung bezieht sich auf ein Halteelement zum Halten eines an einer Tragstruktur gehaltenen Hitzeschildsteines und auf ein Verfahren zum Kühlen der Tragstruktur eines Hitzeschildes. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein derartiges Hitzeschild sowie eine von dem Hitzeschild ausgekleidete Brennkammer und eine Gasturbine. The invention relates to a holding element for holding a heat shield brick held on a support structure and to a method for cooling the support structure of a heat shield. The invention also relates to such a heat shield and a combustion chamber lined by the heat shield and a gas turbine.
In vielen technischen Anwendungen werden Hitzeschilde verwendet, welche Heißgasen von 1000 bis 1600 Grad Celsius wider- stehen müssen. Insbesondere Gasturbinen, wie sie in stromerzeugenden Kraftwerken und in Flugzeugtriebwerken Verwendung finden, weisen entsprechend große durch Hitzeschilde abzuschirmende Flächen im Innern der Brennkammern auf. Wegen der thermischen Ausdehnung und wegen großer Abmessungen muss das Hitzeschild aus einer Vielzahl einzelner, im Allgemeinen keramischer Hitzeschildsteine zusammengesetzt werden, die voneinander mit einem ausreichenden Spalt beabstandet an einer Tragstruktur befestigt sind. Dieser Spalt bietet den Hitzeschildelementen ausreichenden Raum für die thermische Ausdeh- nung . Da jedoch der Spalt auch einen direkten Kontakt der heißen Verbrennungsgase mit der metallischen Tragstruktur und den Halteelementen ermöglicht, wird als eine Gegenmaßnahme durch die Spalte in Richtung der Brennkammer Kühlluft In many technical applications, heat shields are used, which must withstand hot gases of 1000 to 1600 degrees Celsius. In particular, gas turbines, such as those used in power-generating power plants and in aircraft engines, have correspondingly large surfaces to be shielded by heat shields in the interior of the combustion chambers. Because of thermal expansion and large dimensions, the heat shield must be composed of a plurality of individual, generally ceramic heat shield bricks, spaced apart from each other with a sufficient gap to a support structure. This gap offers the heat shield elements sufficient space for the thermal expansion. However, since the gap also allows direct contact of the hot combustion gases with the metallic support structure and the support members, cooling air is introduced as a countermeasure by the gaps in the direction of the combustion chamber
eingedüst . injected.
Ein gattungsgemäßes Hitzeschild umfasst somit eine Tragstruktur und eine Anzahl von Hitzeschildsteinen, welche an der Tragstruktur mittels Halteelementen lösbar befestigt sind, wobei jeder Hitzeschildstein eine der Tragstruktur zugewandte Kaltseite und eine der Kaltseite gegenüberliegende, mit einem heißen Medium beaufschlagbare Heißseite aufweist. Zum Schutz vor Heißgasen ist mindestens eine Kühlluftpassage in der Tragstruktur vorgesehen. Das gattungsgemäße Halteelement weist einen an der Tragstruktur befestigbaren Befestigungsabschnitt und einen Halteabschnitt mit einem Haltekopf auf, der zum Eingriff in eine am Hitzeschildstein vorhandene Eingriffeinrichtung ausgebildet ist. Der Befestigungsabschnitt weist bei an der Tragstruktur befestigtem Befestigungsabschnitt und am Hitzeschildstein eingreifendem Halteabschnitt eine Oberseite auf, welche einer Kaltseite des Hitzeschildsteins zugewandt ist. Die EP 1 701 095 AI offenbart ein eingangs genanntes Hitzeschild einer Brennkammer einer Gasturbine mit einer Tragstruktur und einer Anzahl von lösbar an der Tragstruktur angeordneten Hitzeschildsteinen. Zum Schutz der Brennkammerwand sind die Hitzeschildsteine flächendeckend unter Belassung von Dehnungsspalten an der Tragstruktur angeordnet, wobei jeder Hitzeschildstein eine der Tragstruktur zugewandte Kaltseite und eine der Kaltseite gegenüberliegende, mit einem heißen Medium beaufschlagbare Heißseite aufweist. Die Hitzeschildsteine sind mit je zwei metallischen Halteelementen federnd an der Tragstruktur befestigt. Hierzu umfasst jedes Halteelement einen Halteabschnitt mit einem Greifabschnitt und einen Befestigungsabschnitt. In jeden Hitzeschildstein sind an zwei gegenüberliegenden Umfangsseiten Haltenuten eingebracht, so dass zum Halten des Hitzeschildsteins die Greifabschnitte der Halteelemente gegenüberliegend in die Haltenuten eingreifen können. Die derart am Hitzeschildstein gegenüberliegend befestigten Halteelemente sind mit ihrem Befestigungsabschnitt in einer unterhalb des Hitzeschildsteins verlaufenden Befestigungs-Nut in der Tragstruktur geführt. Zum Schutz vor Heiß- gasen sind die Greifabschnitte der metallischen Steinhalter gekühlt. Hierzu sind in die Steinhalter im Bereich des Halteabschnitts und in die Halteriegel der Hitzeschildsteine Öffnungen eingebracht, welche mit einer in der Tragstruktur angeordneten Kühlluftbohrung fluchten, so dass Kühlluft aus der Kühlluftbohrung strömend in direkter Linie auf eine Kaltseite des Greifabschnittes prallt. Trotz dieser Kühlung der Greifabschnitte gemäß dem Stand der Technik kann es bei Beaufschlagung des Hitzeschildes mit Heißgas zu Heißgaseinzug im Bereich der Dehnungsspalten zwischen den Hitzeschildsteinen kommen. Das Heißgas kann sich sodann unterhalb der Hitzeschildsteine ausbreiten und zur Verzunderung der Tragstruktur führen. A generic heat shield thus comprises a support structure and a number of heat shields, which are releasably secured to the support structure by means of holding elements, each heat shield brick having a support structure facing cold side and the cold side opposite, acted upon by a hot medium hot side. For protection against hot gases, at least one cooling air passage is provided in the support structure. The generic holding element has a fastening portion attachable to the support structure and a holding portion with a holding head, which is designed to engage in an existing on the heat shield stone engaging device. When the attachment section is fastened to the support structure and the retaining section engaging the heat shield block, the attachment section has an upper side which faces a cold side of the heat shield block. EP 1 701 095 A1 discloses an initially mentioned heat shield of a combustion chamber of a gas turbine having a support structure and a number of heat shield bricks arranged detachably on the support structure. To protect the combustion chamber wall, the heat shield bricks are arranged across the surface, leaving expansion gaps on the support structure, wherein each heat shield brick has a cold-side facing the support structure and a hot side which is opposite to the cold side and can be charged with a hot medium. The heat shield bricks are resiliently fastened to the support structure with two metallic holding elements each. For this purpose, each retaining element comprises a holding portion with a gripping portion and a fixing portion. In each heat shield brick retaining grooves are introduced on two opposite circumferential sides, so that for holding the heat shield brick, the gripping portions of the holding elements opposite can engage in the retaining grooves. The holding elements which are fastened on the heat shield block in opposite directions are guided with their attachment section in a fastening groove extending below the heat shield block in the support structure. To protect against hot gases, the gripping sections of the metallic stone holders are cooled. For this purpose, openings are made in the stone holder in the region of the holding section and in the retaining bolts of the heat shield bricks, which are aligned with a cooling air hole arranged in the support structure, so that cooling air from the cooling air bore flows in a direct line against a cold side of the gripping section. Despite this cooling of the gripping sections according to the prior art, when hot gas is applied to the heat shield, hot gas intake may occur in the area of the expansion gaps between the heat shield bricks. The hot gas can then spread below the heat shield bricks and lead to scaling of the support structure.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Halteelement für einen an einer Tragstruktur gehaltenen Hitze- schildstein, ein Hitzeschild mit einer Tragstruktur und einIt is therefore an object of the present invention, a holding element for a held on a support structure heat shield stone, a heat shield with a support structure and a
Verfahren zur Kühlung der Tragstruktur anzugeben, mit welchem eine Verzunderung der Tragstruktur aufgrund von Heißgaseinzug besonders effektiv vermieden werden kann. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Brennkammer und eine Gasturbine anzugeben, mit welcher eine Verzunderung der Tragstruktur eines von der Brennkammer umfassten Hitzeschildes besonders effektiv vermieden werden kann. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Halteelement der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass mindestens eine Kühlluftpassage im Befestigungsabschnitt angeordnet ist. Die Kühlluftpassage umfasst eine Eintrittsöffnung und mindestens eine in einer Seitenfläche und/oder auf der Oberseite des Be- festigungsabschnitts angeordnete Austrittsöffnung. In dieSpecify method for cooling the support structure, with which a scaling of the support structure can be particularly effectively avoided due to hot gas intake. Another object of the invention is to provide a combustion chamber and a gas turbine, with which a scaling of the support structure of a heat shield covered by the combustion chamber can be particularly effectively avoided. The object is achieved in a holding element of the type mentioned above in that at least one cooling air passage is arranged in the attachment portion. The cooling air passage comprises an inlet opening and at least one outlet opening arranged in a side surface and / or on the top side of the fastening section. In the
Eintrittsöffnung eintretende Kühlluft tritt aus der mindestens einen Austrittsöffnung aus, wobei der Kühlluft mittels der Kühlluftpassage jeweils eine Ausströmrichtung aufprägbar ist, welche eine Geschwindigkeitskomponente parallel zur Kaltseite umfasst und eine Prallkühlung des vom Halteabschnitt gehaltenen Hitzeschildsteines vermeidet. Cooling air entering from the inlet opening exits from the at least one outlet opening, whereby an outflow direction can be imposed on the cooling air by means of the cooling air passage, which comprises a velocity component parallel to the cold side and avoids impact cooling of the heat shield brick held by the holding section.
Der Befestigungsabschnitt ist hierzu derart an der Tragstruktur anordenbar, dass die Kühlluftpassage mit mindestens einem in der Tragstruktur angeordneten Kühlluftkanal korrespon- diert. For this purpose, the attachment section can be arranged on the support structure such that the cooling air passage corresponds to at least one cooling air passage arranged in the support structure.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Halteelementes ermöglicht es Kühlluft im Bereich des Befestigungsabschnittes un- terhalb eines Hitzeschildsteins eines Hitzeschildes zuzuführen. Aufgrund dieser im Wesentlichen mittig unter dem Hitzeschildstein einströmenden Kühlluft lässt sich die Tragstruktur effektiv in den Bereichen kühlen, welche der Befestigung der Hitzeschildsteine dienen. Die federnden Halteelemente, welche auch mit Steinhaltern bezeichnet werden, sind im Wesentlichen mittig unterhalb der Hitzeschildsteine befestigt. Mit der Erfindung wird dieser Bereich effektiv gekühlt, wobei eine direkte Anströmung der Hitzeschildsteine mittels der er- findungsgemäß ausgebildeten Steinhalter unterbunden ist. Eine Schädigung der Hitzeschildsteine wird somit sicher vermieden. Die Hitzeschildsteine bestehen im Allgemeinen aus einem keramischen Material und sind im Betrieb auf Ihrer Heißseite direkt mit den Heißgasen in der Brennkammer in Berührung. Eine Prallkühlung der Hitzeschildsteine von der Kaltseite aus könnte zu thermisch induzierten Spannungen im Hitzeschildstein und damit zu erhöhter Rissbildung in diesem führen. Erfindungsgemäß ist die in den Befestigungsabschnitt integrierte Kühlluftpassage bei geeigneter Positionierung des Stein- halters an der Tragstruktur durch mindestens einen Kühlluftkanal in der Tragstruktur speisbar. Dass die Kühlluftpassage mit dem Kühlluftkanal korrespondiert ist derart zu verstehen, dass der Steinhalter an der Tragstruktur derart The configuration of the retaining element according to the invention allows cooling air in the region of the fastening section to be removed. to feed below a heat shield of a heat shield. Because of this cooling air flowing in substantially centrally under the heat shield brick, the support structure can be effectively cooled in the areas which serve to secure the heat shield stones. The resilient retaining elements, which are also referred to with stone holders, are mounted substantially centrally below the heat shield bricks. With the invention, this area is effectively cooled, with a direct flow of the heat shield bricks is prevented by means of the inventively designed stone holder. Damage to the heat shield stones is thus safely avoided. The heat shield bricks are generally made of a ceramic material and are in operation on your hot side directly in contact with the hot gases in the combustion chamber. An impingement cooling of the heat shield bricks from the cold side could lead to thermally induced stresses in the heat shield brick and thus to increased crack formation in the latter. According to the invention, the cooling air passage integrated in the attachment section can be fed by at least one cooling air channel in the support structure with suitable positioning of the stone support on the support structure. That the cooling air passage corresponds to the cooling air passage is to be understood such that the stone holder on the support structure in such a way
positionierbar ist, dass aus dem Kühlluftkanal strömende Kühlluft zumindest teilweise in die Eintrittsöffnung der Kühlluftpassage eintritt. can be positioned that at least partially enters the inlet opening of the cooling air passage from the cooling air channel flowing cooling air.
In dieser Position können die Eintrittsöffnung der Kühlluftpassage und die Austrittsöffnung des Kühlluftkanals beispielsweise miteinander fluchten. Es muss somit keine physi- kaiisch feste Verbindung zwischen Kühlluftkanal in der Tragstruktur und Kühlluftpassage im Steinhalter existieren. Der Steinhalter ist lediglich an einer geeigneten Stelle an der Tragstruktur zu positionieren, wodurch ein einfacher Ein- oder Ausbau der Hitzeschildsteine zu Wartungszwecken ermög- licht ist. Beispielsweise können die Halteelemente in Befestigungs-Nuten geführt sein, wobei die in der Tragstruktur angeordneten Kühlluftkanäle in einem Nutboden der Befestigungs- Nut angeordnet sind. Die Steinhalter können hierbei zu Wartungszwecken über die Kühlluftkanäle hinweg geschoben werden. Die Kühlluftpassage kann beispielsweise in dem dem Halteabschnitt abgewandten Endbereich des Befestigungsabschnitts an- geordnet sein. In this position, the inlet opening of the cooling air passage and the outlet opening of the cooling air passage can be aligned with each other, for example. There is thus no need for a physically fixed connection between the cooling air duct in the supporting structure and the cooling air passage in the brick holder. The stone holder is only to be positioned at a suitable location on the support structure, whereby a simple installation or removal of the heat shield bricks is made possible for maintenance purposes. For example, the retaining elements may be guided in fastening grooves, wherein the cooling air channels arranged in the supporting structure are arranged in a groove bottom of the fastening Groove are arranged. The stone holders can be pushed over the cooling air channels for maintenance purposes. The cooling air passage can be arranged, for example, in the end region of the fastening section facing away from the holding section.
Die Strömungsrichtung der Kühlluft beim Verlassen einer Austrittsöffnung der Kühlluftpassage kann durch entsprechende Ausbildung der Kühlluftpassage auf einen zu kühlenden Bereich der Tragstruktur gerichtet werden. Die Richtung des Gesamtim- pulses eines aus einer Austrittsöffnung der Kühlluftpassage austretenden Kühlluftstroms ist hierbei nicht auf das Hitzeschild gerichtet. Insofern weist die jeweilige  The flow direction of the cooling air when leaving an outlet opening of the cooling air passage can be directed by appropriate design of the cooling air passage on a region to be cooled of the support structure. The direction of the total momentum of a cooling air flow emerging from an outlet opening of the cooling air passage is not directed to the heat shield. In this respect, the respective
Ausströmrichtung eine Geschwindigkeitskomponente auf, welche parallel zur Kaltseite des Hitzeschildsteines verläuft und eine Prallkühlung des Hitzeschildsteines vermeidet. Outflow direction to a velocity component, which runs parallel to the cold side of the heat shield brick and avoids impact cooling of the heat shield brick.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung korrespondiert die Kühlluftpassage mit einer auf der Oberseite des Befestigungsabschnitts ausgebildeten Erhebung. According to an advantageous embodiment, the cooling air passage corresponds to a survey formed on the top of the mounting portion survey.
Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht es, die mindestens eine Auslassöffnung der Kühlluftpassage seitlich in der Erhebung anzuordnen. Es kann auch als vorteilhaft angesehen werden, dass der Befestigungsabschnitt im Bereich der Erhebung verdickt ist. This embodiment of the invention makes it possible to arrange the at least one outlet opening of the cooling air passage laterally in the survey. It can also be considered advantageous that the attachment portion is thickened in the region of the survey.
Da auf diese Weise mehr Material zur Verfügung steht, kann die Kühlluftpassage beispielsweise innerhalb des Befesti- gungsabschnitts angeordnet werden. Beispielsweise in Form einer im Befestigungsabschnitt angeordneten Kühlluftbohrung, welche mindestens eine in einer Seitenfläche der Erhebung angeordnete Ausgangsöffnung umfasst. Die Kühlluftbohrung kann beispielsweise einen T-förmigen Verlauf aufweisen. Since more material is available in this way, the cooling air passage can be arranged, for example, within the fastening section. For example, in the form of a cooling air hole arranged in the fastening section, which comprises at least one outlet opening arranged in a side surface of the elevation. The cooling air bore may, for example, have a T-shaped profile.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung verläuft der Befestigungsabschnitt im Bereich der Erhebung stufenförmig versetzt. Entsprechend dieser Ausgestaltung kann die Kühlluftpassage als unterhalb der Stufe angeordnete Nut ausgebildet sein. Die Nut kann zwei gegenüberliegende Seitenflächen aufweisen. Die Nut könnte aber auch nur eine Seitenfläche umfassen. Die Kühlluftpassage umfasst somit zwei Auslassöffnungen, welche in einer Seitenfläche des Befestigungsabschnitts angeordnet sind. Die Kühlluftpassage kann weitere in der Erhebung angeordnete Auslassöffnungen umfassen. Vorteilhafterweise ist die Erhebung stufenförmig ausgebildet und umfasst mindestens eine in Richtung Halteabschnitt weisende Seitenfläche. Gemäß dieser Weiterbildung der Erfindung ist mindestens eine Ausgangsöffnung der Kühlluftpassage in dieser Seitenfläche angeordnet. According to one embodiment of the invention, the attachment portion is stepped in the region of the survey. According to this embodiment, the cooling air passage may be formed as arranged below the step groove. The groove may have two opposite side surfaces. The groove could also include only one side surface. The cooling air passage thus comprises two outlet openings, which are arranged in a side surface of the fastening portion. The cooling air passage may include further outlet openings arranged in the elevation. Advantageously, the elevation is step-shaped and comprises at least one side surface pointing in the direction of the holding section. According to this embodiment of the invention, at least one outlet opening of the cooling air passage is arranged in this side surface.
Auf diese Weise können Bereiche der Tragstruktur besonders effektiv gekühlt werden, an denen der Befestigungsabschnitt gehalten ist. Hierzu kann durch entsprechende Ausgestaltung der Kühlluftpassage die Strömungsrichtung der aus der Kühl- luftpassage austretenden Kühlluft auf die Seitenränder des Befestigungsabschnitts gerichtet sein. In this way, areas of the support structure can be cooled particularly effectively, in which the attachment portion is held. For this purpose, by appropriate design of the cooling air passage, the flow direction of the cooling air emerging from the cooling air passage can be directed towards the side edges of the fastening section.
Weiter kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Befestigungsabschnitt eine längliche Grundplatte umfasst, an deren einen Stirnseite sich der Halteabschnitt anschließt und an deren anderer Stirnseite zur Grundplatte in Richtung Hitzeschildstein versetzt eine Blockadeplatte angeordnet ist. Somit ist mittels der Blockadeplatte eine stufenförmige Erhebung in der Oberseite des Befestigungsabschnitts ausgebildet. In diesem Fall ist die Kühlluftpassage mindestens von der Unterseite der Blockadeplatte und dem unterhalb der Blockadeplatte verlaufenden Anteil der Stirnseite der Grundplatte begrenzt . Diese Ausgestaltung der Erfindung weist einen besonders einfachen Aufbau auf. Das erfindungsgemäße Halteelement könnte beispielsweise durch Befestigen einer Blockadeplatte auf der Oberfläche eines herkömmlichen Befestigungsabschnitts realisiert werden. Furthermore, it can be advantageously provided that the fastening section comprises an elongate base plate, at one end face of which the holding section adjoins and at the other end face of which the base plate is offset in the direction of heat shield block a blocking plate is arranged. Thus, a step-shaped elevation is formed in the top of the mounting portion by means of the blocking plate. In this case, the cooling air passage is bounded at least by the underside of the blockade plate and the portion of the end face of the base plate running below the blocking plate. This embodiment of the invention has a particularly simple structure. The holding element according to the invention, for example, by attaching a blockade plate on the Surface of a conventional mounting portion can be realized.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein eingangs ge- nanntes Hitzeschild anzugeben, mit welchem eine Verzunderung der Tragstruktur aufgrund von Heißgaseinzug besonders effektiv vermieden werden kann. A further object of the invention is to specify a heat shield mentioned at the beginning, with which a scaling of the support structure due to hot gas infeed can be avoided particularly effectively.
Hierzu ist mindestens ein von dem Hitzeschild umfasstes Hal- teelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet. Mindestens ein in der Tragstruktur angeordneter Kühlluftkanal korrespondiert mit dem Halteelement, so dass bei an der Tragstruktur befestigten Hitzeschildsteinen aus dem Kühlluftkanal strömende Kühlluft zumindest teilweise in die Eintrittsöff- nung der Kühlluftpassage eintritt. For this purpose, at least one retaining element encompassed by the heat shield is designed according to one of claims 1 to 7. At least one cooling air channel arranged in the supporting structure corresponds to the retaining element, so that cooling air flowing from the cooling air channel at the heat structure blocks attached to the supporting structure at least partially enters the inlet opening of the cooling air passage.
Dass ein in der Tragstruktur angeordneter Kühlluftkanal mit dem Halteelement korrespondiert ist derart zu verstehen, dass das Halteelement mit seinem Befestigungsabschnitt derart an der Tragstruktur positionierbar ist, dass die aus dem Kühlluftkanal ausströmende Kühlluft zumindest teilweise in die Eintrittsöffnung der Kühlluftpassage eintritt. That a cooling air channel arranged in the support structure corresponds to the retaining element is to be understood such that the retaining element with its fastening section can be positioned on the support structure such that the cooling air flowing out of the cooling air channel at least partially enters the inlet opening of the cooling air passage.
Es ist auch eine Aufgabe der Erfindung, eine eingangs genann- te Brennkammer und eine eingangs genannte Gasturbine mit mindestens einer Brennkammer anzugeben, mit welcher eine Verzunderung der Tragstruktur aufgrund von Heißgaseinzug besonders effektiv vermieden werden kann. Hierzu ist das Hitzeschild gemäß Anspruch 8 ausgebildet bzw. mindestens eine Brennkammer gemäß Anspruch 9 ausgebildet. It is also an object of the invention to specify an initially mentioned combustion chamber and an initially mentioned gas turbine with at least one combustion chamber, with which a scaling of the support structure due to hot gas intake can be avoided particularly effectively. For this purpose, the heat shield according to claim 8 is formed or formed at least one combustion chamber according to claim 9.
Es ist auch eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren It is also an object of the invention to provide a method
zum Kühlen der Tragstruktur eines Hitzeschildes anzugeben, mit welchem eine Verzunderung der Tragstruktur aufgrund vonfor cooling the support structure of a heat shield, with which a scaling of the support structure due to
Heißgaseinzug besonders effektiv vermieden werden kann. Das bei dem Verfahren verwendete Hitzeschild umfasst eine Anzahl von an der Tragstruktur lösbar befestigbaren Hitzeschildsteinen. Die Hitzeschildsteine sind mittels Halteelementen an der Tragstruktur befestigt. Hot gas intake can be avoided particularly effectively. The heat shield used in the method comprises a number of heat shield bricks releasably attachable to the support structure. The heat shield bricks are fastened by means of retaining elements on the support structure.
Zur Lösung der Aufgabe wird Kühlluft von der Tragstruktur aus entlang einer durch den Befestigungsabschnitt eines Halteelementes ausgebildeten Kühlluftpassage zu mindestens einer Oberseite und/oder Seitenfläche des Befestigungsabschnitts geleitet. Der Kühlluft wird hierbei mittels der Kühlluftpassage eine Strömungsrichtung aufgeprägt, welche eine Prallkühlung des Hitzeschildsteines vermeidet. To achieve the object, cooling air is conducted from the supporting structure along at least one upper side and / or side surface of the fastening section along a cooling air passage formed by the fastening section of a retaining element. The cooling air is hereby impressed by means of the cooling air passage a flow direction, which avoids an impact cooling of the heat shield brick.
Dass der Kühlluft eine Strömungsrichtung aufgeprägt wird, ist derart zu verstehen, dass die Kühlluft aus einer oder mehreren Austrittsöffnungen der Kühlluftpassage austritt. Jeder dieser Kühlluftströme weist beim Austritt einen gegebenenfalls in unterschiedliche Richtungen weisenden Gesamtimpuls auf. Diesen ist allerdings gemeinsam, dass eine Prallkühlung des Hitzeschildes vermieden ist. Ein derartiger Gesamtimpuls weist somit immer eine Geschwindigkeitskomponente parallel zur Kaltseite des Hitzeschildsteines auf und ist nicht direkt auf dieses gerichtet. Vorteilhafterweise ist die Kühlluft bei Austritt aus derThat the cooling air is impressed on a flow direction is to be understood such that the cooling air exits from one or more outlet openings of the cooling air passage. Each of these cooling air flows at the exit on an optionally pointing in different directions total pulse. However, this is common that an impingement cooling of the heat shield is avoided. Such a total pulse thus always has a velocity component parallel to the cold side of the heat shield brick and is not directed directly to this. Advantageously, the cooling air at the exit from the
Kühlluftpassage auf mindestens einen Bereich der Tragstruktur gerichtet, an welchem ein Befestigungsabschnitt eines Halteelementes befestigt ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die entlang der Kühlluftpassage strömende Kühlluft auf einen Nutrand einer Befestigungs-Nut gerichtet ist. Cooling air passage directed to at least a portion of the support structure to which a mounting portion of a holding element is attached. In particular, it can be provided that the cooling air flowing along the cooling air passage is directed to a groove edge of a fastening groove.
Hierzu ist der Verlauf der Kühlluftpassage entsprechend aus- gebildet. For this purpose, the course of the cooling air passage is designed accordingly.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der Beschreibung von Ausführungsbeispie- len der Erfindung unter Bezug auf die Figur der Zeichnung, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleich wirkende Bauteile verweisen . Further expedient refinements and advantages of the invention are the subject of the description of exemplary embodiments. len of the invention with reference to the figure of the drawing, wherein like reference numerals refer to the same components.
Dabei zeigt die It shows the
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Gasturbine nach dem Stand der Technik, 1 is a schematic representation of a gas turbine according to the prior art,
Fig.2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen A schematic representation of an inventive
Halteelementes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Ansicht,  Holding element according to a first embodiment in a perspective view,
Fig.3 das in Fig.2 gezeigte Halteelement angeordnet an einer 3, the holding element shown in Figure 2 arranged on a
Tragstruktur eines erfindungsgemäßen Hitzeschildes in einer Schnittansicht,  Support structure of a heat shield according to the invention in a sectional view,
Fig.4 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen 4 shows a schematic representation of an inventive
Halteelementes gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Ansicht und  Holding element according to a second embodiment in a perspective view and
Fig.5 das in Fig.4 gezeigte Halteelement angeordnet an einer 5 shows the holding element shown in Figure 4 arranged on a
Tragstruktur eines erfindungsgemäßen Hitzeschildes in einer Schnittansicht.  Support structure of a heat shield according to the invention in a sectional view.
Die Figur 1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Gasturbine 1 nach dem Stand der Technik. Die Gasturbine 1 weist im Inneren einen um eine Rotationsachse 2 drehgelagerten Rotor 3 mit einer Welle 4 auf, der auch als Turbinenläufer bezeichnet wird. Entlang des Rotors 3 folgen aufeinander ein Ansauggehäuse 6, ein Verdichter 8, ein Verbrennungssystem 9 mit einer Anzahl an Brennkammern 10, die jeweils eine Brenneranordnung 11 und ein Gehäuse 12 umfassen, eine Turbine 14 und ein Abgasgehäuse 15. Das Gehäuse 12 ist zum Schutz vor Heißgasen mit einem Hitzeschild (nicht dargestellt) ausgekleidet . Das Verbrennungssystem 9 kommuniziert mit einem beispielsweise ringförmigen Heißgaskanal. Dort bilden mehrere hintereinander geschaltete Turbinenstufen die Turbine 14. Jede Turbinenstufe ist aus Schaufelringen gebildet. In Strömungsrich- tung eines Arbeitsmediums gesehen folgt im Heißkanal einer aus Leitschaufeln 17 gebildeten Reihe eine aus Laufschaufeln 18 gebildete Reihe. Die Leitschaufeln 17 sind dabei an einem Innengehäuse eines Stators 19 befestigt, wohingegen die Lauf- schaufeln 18 einer Reihe beispielsweise mittels einer Turbi- nenscheibe am Rotor 3 angebracht sind. An dem Rotor 3 angekoppelt ist beispielsweise ein Generator (nicht dargestellt) . FIG. 1 shows a schematic sectional view of a gas turbine 1 according to the prior art. The gas turbine 1 has inside a rotatably mounted about a rotation axis 2 rotor 3 with a shaft 4, which is also referred to as a turbine runner. Along the rotor 3 successively follow an intake housing 6, a compressor 8, a combustion system 9 with a number of combustion chambers 10, each comprising a burner assembly 11 and a housing 12, a turbine 14 and an exhaust housing 15. The housing 12 is for protection Hot gases lined with a heat shield (not shown). The combustion system 9 communicates with an annular hot gas duct, for example. There, a plurality of successively connected turbine stages form the turbine 14. Each turbine stage is formed of blade rings. As seen in the flow direction of a working medium, a row formed of rotor blades 18 follows in the hot runner of a row formed by vanes 17. The guide vanes 17 are fastened to an inner housing of a stator 19, whereas the rotor blades 18 of a row are attached to the rotor 3, for example by means of a turbine disk. Coupled to the rotor 3 is, for example, a generator (not shown).
Während des Betriebes der Gasturbine wird vom Verdichter 8 durch das Ansauggehäuse 6 Luft angesaugt und verdichtet . Die am turbinenseitigen Ende des Verdichters 8 bereitgestellte verdichtete Luft wird zu dem Verbrennungssystem 9 geführt und dort im Bereich der Brenneranordnung 11 mit einem Brennstoff vermischt. Das Gemisch wird dann mit Hilfe der Brenneranordnung 11 unter Bildung eines Arbeitsgasstromes im Verbren- nungssystem 9 verbrannt. Von dort strömt der Arbeitsgasstrom entlang des Heißgaskanals an den Leitschaufeln 17 und den Laufschaufeln 18 vorbei. An den Laufschaufeln 18 entspannt sich der Arbeitsgasstrom impulsübertragend, so dass die Laufschaufeln 18 den Rotor 3 antreiben und dieser den an ihn an- gekoppelten Generator (nicht dargestellt) . During operation of the gas turbine, air is sucked in and compressed by the compressor 8 through the intake housing 6. The compressed air provided at the turbine-side end of the compressor 8 is led to the combustion system 9 where it is mixed with a fuel in the area of the burner assembly 11. The mixture is then burned by means of the burner assembly 11 to form a working gas stream in the combustion system 9. From there, the working gas stream flows along the hot gas channel past the guide vanes 17 and the rotor blades 18. On the rotor blades 18, the working gas stream relaxes in a pulse-transmitting manner so that the rotor blades 18 drive the rotor 3 and drive the rotor (not shown) to the generator coupled thereto.
Die Figur 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Halteelement 22 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Ansicht. Das Ausführungsbeispiel des Halteelements 22 umfasst einen rechteckigen, plattenförmigen Befestigungsabschnitt 23, an dessen einer Stirnseite rechtwinklig sich ein Halteabschnitt 24 anschließt. Der Halteabschnitt 24 umfasst einen Haltekopf 25, der zum Eingriff in eine an einem Hitzeschildstein (nicht dargestellt) vorhandene Eingriffseinrichtung ausgebildet ist. Der Befestigungsabschnitt 23 weist eineFIG. 2 shows a holding element 22 according to the invention in a perspective view according to a first exemplary embodiment. The exemplary embodiment of the retaining element 22 comprises a rectangular, plate-shaped fastening section 23, at one end face of which a retaining section 24 connects at right angles. The holding portion 24 comprises a holding head 25, which is designed to engage in an engagement device (not shown) on a heat shield brick. The attachment portion 23 has a
Oberseite 28 auf. Zum Befestigen des Halteelementes 22 an einer Tragstruktur (nicht dargestellt) ist der Befestigungsabschnitt 23 abschnittsweise verbreitert. Diese Verbreiterung des Befestigungsabschnitts 23 wird auch mit Schuh 29 bezeichnet. An den Schuh 29 schließt sich eine auf der Oberseite 28 des Befestigungsabschnitts 23 angeordnete Erhebung 30 an, so dass der Befestigungsabschnitt im Bereich der Erhebung 30 verdickt ist. Die Erhebung 30 ist stufenförmig ausgebildet, mit einer in Richtung Halteabschnitt 24 weisenden Seitenfläche 32. Im Rahmen der Erfindung umfasst der Begriff „Seitenfläche des Befestigungsabschnitts 23" auch die Seitenfläche 32. Der gezeigte Befestigungsabschnitt 23 umfasst eine Kühl- luftpassage, die durch den verdickten Bereich des Befestigungsabschnittes 23 verläuft. Die Kühlluftpassage 34 korrespondiert somit mit der auf der Oberseite des Befestigungsabschnitts ausgebildeten Erhebung 30. Die Kühlluftpassage 34 umfasst eine Eintrittsöffnung 35 und zwei Austrittsöffnungen 37 und 38. Die Austrittsöffnungen 37, 38 sind in gegenüberliegenden Seitenflächen 32, 39 des Befestigungsabschnitts angeordnet. Die dargestellte Kühlluftpassage 34 ist eine Kühlluftbohrung, welche eine in der in Richtung Halteabschnitt 24 weisenden Seitenfläche 32 der Erhebung 30 angeordnete Aus- trittsöffnung 38 aufweist. Top 28 on. For fixing the holding element 22 to a support structure (not shown), the attachment portion 23 is widened in sections. This broadening the attachment portion 23 is also referred to as shoe 29. The shoe 29 is adjoined by an elevation 30 arranged on the upper side 28 of the fastening section 23, so that the fastening section is thickened in the region of the elevation 30. In the context of the invention, the term "side surface of the fastening portion 23" also includes the side surface 32. The fastening portion 23 shown comprises a cooling air passage through the thickened region The cooling air passage 34 thus corresponds to the elevation 30 formed on the upper side of the attachment section. The cooling air passage 34 comprises an inlet opening 35 and two outlet openings 37 and 38. The outlet openings 37, 38 are arranged in opposite side surfaces 32, 39 of the fastening section The illustrated cooling air passage 34 is a cooling air bore which has an outlet opening 38 arranged in the side face 32 of the elevation 30 which points in the direction of the holding section 24.
Ein Kühlluftstrom, welcher durch die Eintrittsöffnung 35 in die Kühlluftpassage 34 eintritt, wird durch den Verlauf der T- förmigen Kühlluftpassage 34 in zwei Ströme aufgeteilt und tritt durch die Austrittsöffnungen 37 und 38 aus der Kühl- luftpassage 34 aus. Während des Durchströmens der Kühlluftpassage 34 wird der Kühlluft eine Ausströmrichtung aufgeprägt, welche parallel zur Oberseite des Befestigungsabschnitts 23 verläuft. Eine Prallkühlung von oberhalb des Halteelementes 22 angeordneten Strukturen (nicht dargestellt) wird hierdurch vermieden.  A cooling air flow, which enters the cooling air passage 34 through the inlet opening 35, is divided into two streams by the course of the T-shaped cooling air passage 34 and exits the cooling air passage 34 through the outlet openings 37 and 38. During the passage of the cooling air passage 34, an outflow direction is imparted to the cooling air, which runs parallel to the upper side of the fastening section 23. An impingement cooling of structures arranged above the holding element 22 (not shown) is thereby avoided.
Die Figur 3 zeigt einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Hitzeschildes 42 mit einer Tragstruktur 43 und einem an der Tragstruktur befestigten Halteelement 22, welches entspre- chend Fig.2 ausgestaltet ist. Das Halteelement 22 liegt mit seinem Befestigungsabschnitt 23 auf der Tragstruktur 43 auf und weist zum Halten eines Hitzeschildsteines (nicht dargestellt) einen Halteabschnitt 24 auf. In dieser Position ist die Oberseite 28 des Befestigungsabschnittes 23 einer Kaltseite eines von dem Halteabschnitt 24 gehaltenen Hitzeschildsteins (nicht dargestellt) zugewandt. FIG. 3 shows a section of a heat shield 42 according to the invention with a support structure 43 and a holding element 22 fastened to the support structure, which is designed in accordance with FIG. The holding element 22 rests with its attachment section 23 on the support structure 43 and has a holding section 24 for holding a heat shield block (not shown). In this position is the upper side 28 of the attachment portion 23 faces a cold side of a heat shield block held by the holding portion 24 (not shown).
In der gezeigten Schnittansicht ist die in Fig.2 näher be- schriebene Kühlluftpassage 34 in einem Längsschnitt dargestellt. Die Eintrittsöffnung 35 der Kühlluftpassage 34 fluchtet mit einem in der Tragstruktur angeordneten Kühlluftkanal 45. Somit ist der Befestigungsabschnitt 23 derart an der Tragstruktur 43 angeordnet, dass die Kühlluftpassage 34 mit einem in der Tragstruktur 43 angeordneten Kühlluftkanal 45 korrespondiert. In der Figur sind beispielhaft zwei Strömungspfade 47 und 48 eingezeichnet, entlang denen ein Teil der aus dem Kühlluftkanal 45 strömenden Kühlluft die Kühl- luftpassage 34 passiert. Der Kühlluft wird mittels der Kühl- luftpassage 34 eine Ausströmrichtung 50 und 51 aufgeprägt, welche eine Geschwindigkeitskomponente parallel zur Kaltseite eines von dem Halteelement gehaltenen Hitzeschildsteins um- fasst und eine Prallkühlung des Hitzeschildsteines vermeidet. Die Figur 4 zeigt ein erfindungsgemäßes Halteelement 54 entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel. Das Halteelement 54 unterscheidet sich von dem in Fig.2 dargestellten Halteelement durch eine andere Ausgestaltung der Kühlluftpassage 55. Der Befestigungsabschnitt 23 umfasst hierbei eine längli- che Grundplatte 57, an deren einen Stirnseite sich der Halteabschnitt 24 anschließt und an deren anderer Stirnseite 58 zur Grundplatte 57 in Richtung Hitzeschildstein (nicht dargestellt) versetzt eine Blockadeplatte 60 angeordnet ist. Dadurch ist eine stufenförmige Erhebung 30 in der Oberseite des Befestigungsabschnitts 23 ausgebildet und der Befestigungsabschnitt 23 verläuft stufenförmig versetzt. Die Kühlluftpassage 55 ist durch die Unterseite der Blockadeplatte 60 und die unterhalb der Blockadeplatte verlaufende Stirnseite 58 der Grundplatte 57 begrenzt. Die Kühlluftpassage 55 umfasst somit eine in den Seitenflächen des Befestigungsabschnitts 23 angeordnete und um das Ende des Befestigungsabschnitts 23 umlaufende Austrittsöffnung 62. Der Kühlluft wird beim Passieren der Kühlluftpassage 55 eine Ausströmrichtung 59, 61, 63 auf- geprägt, welche parallel zur Kaltseite eines von dem Halteabschnitt gehaltenen Hitzeschildsteines verläuft. In the sectional view shown, the cooling air passage 34, which is described in greater detail in FIG. 2, is shown in a longitudinal section. The inlet opening 35 of the cooling air passage 34 is in alignment with a cooling air duct 45 arranged in the support structure. Thus, the fastening section 23 is arranged on the support structure 43 such that the cooling air passage 34 corresponds to a cooling air duct 45 arranged in the support structure 43. In the figure, two flow paths 47 and 48 are shown by way of example, along which part of the cooling air flowing out of the cooling air duct 45 passes through the cooling air passage 34. By means of the cooling air passage 34, an outflow direction 50 and 51 is impressed on the cooling air, which encompasses a velocity component parallel to the cold side of a heat shield block held by the retaining element and avoids impact cooling of the heat shield brick. FIG. 4 shows an inventive holding element 54 according to a second exemplary embodiment. The holding element 54 differs from the holding element shown in Figure 2 by another embodiment of the cooling air passage 55. The mounting portion 23 here comprises a längli- che base plate 57, at one end face of the holding portion 24 connects and at the other end face 58 to the base plate 57 in the direction of heat shield brick (not shown) offset a blockade plate 60 is arranged. As a result, a step-shaped elevation 30 is formed in the upper side of the fastening section 23, and the fastening section 23 is steppedly offset. The cooling air passage 55 is delimited by the underside of the blockage plate 60 and the front side 58 of the base plate 57 running below the blocking plate. The cooling air passage 55 thus comprises an outlet opening 62 which is arranged in the side surfaces of the fastening section 23 and revolves around the end of the fastening section 23. The cooling air will have an outflow direction 59, 61, 63 as it passes through the cooling air passage 55. shaped, which runs parallel to the cold side of a held by the holding section heat shield stone.
Die Figur 5 zeigt einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Hitzeschildes 64 mit einer Tragstruktur 43 und einem an der Tragstruktur befestigten Halteelement 54, welches entsprechend Fig.4 ausgestaltet ist. Der die Grundplatte 57 und die Blockadeplatte 60 umfassende Befestigungsabschnitt 23 ist derart an der Tragstruktur 43 befestigt, dass ein Kühlluftka- nal 45 mit der Kühlluftpassage 55 korrespondiert. Kühlluft, welche entlang der beispielhaft eingezeichneten Strömungspfade 65 und 66 aus dem Kühlluftkanal 45 in die Eintrittsöffnung 68 der Kühlluftpassage 55 ein- und aus der Austrittsöffnung 62 ausströmt, wird mittels der Kühlluftpassage 55 eine FIG. 5 shows a section of a heat shield 64 according to the invention with a support structure 43 and a holding element 54 fastened to the support structure, which is designed in accordance with FIG. The mounting portion 23 comprising the base plate 57 and the blocking plate 60 is fixed to the support structure 43 such that a cooling air passage 45 communicates with the cooling air passage 55. Cooling air, which flows along the exemplified flow paths 65 and 66 from the cooling air duct 45 into the inlet opening 68 of the cooling air passage 55 and out of the outlet opening 62, by means of the cooling air passage 55 a
Ausströmrichtung 59, 61, 63 aufgeprägt. Die Ausströmrichtung weist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel parallel zur Kaltseite eines von dem Halteabschnitt 24 gehaltenen Hitzeschildsteins (nicht dargestellt) . Das dargestellte Ausführungsbeispiel eignet sich besonders gut zur Kühlung der Nut- Ränder einer Befestigungs-Nut (nicht dargstellt) , in welcher das Halteelement 54 an der Tragstruktur befestigt ist. Outflow direction 59, 61, 63 imprinted. The outflow direction in the illustrated embodiment is parallel to the cold side of a heat shield block held by the holding section 24 (not shown). The illustrated embodiment is particularly well suited for cooling the groove edges of a mounting groove (not shown) in which the retaining element 54 is secured to the support structure.
Im Rahmen der Erfindung ist eine Richtung parallel zur Kaltseite des Hitzeschildsteines gleichbedeutend mit einer Rich- tung parallel zur dem Hitzeschildstein zugewandten Oberfläche der Tragstruktur. Oberflächenunebenheiten der Tragstruktur bleiben hierbei unberücksichtigt. In the context of the invention, a direction parallel to the cold side of the heat shield brick is synonymous with a direction parallel to the heat shield brick facing surface of the support structure. Surface irregularities of the support structure are not taken into account.

Claims

Patentansprüche claims
1. Halteelement (22, 54) zum Halten eines Hitzeschildsteines an einer Tragstruktur (43) mit wenigstens einem an der Trag- struktur (43) befestigbaren Befestigungsabschnitt (23) und wenigstens einem Halteabschnitt (24) mit einem Haltekopf (25) , der zum Eingriff in eine am Hitzeschildstein vorhandene Eingriffeinrichtung ausgebildet ist, wobei der Befestigungsabschnitt (23) bei an der Tragstruktur (43) befestigtem Be- festigungsabschnitt (23) und am Hitzeschildstein eingreifendem Halteabschnitt (24) eine Oberseite (28) aufweist, welche einer Kaltseite des Hitzeschildsteins zugewandt ist, 1. holding element (22, 54) for holding a heat shield brick on a support structure (43) with at least one attachable to the support structure (43) mounting portion (23) and at least one holding portion (24) with a holding head (25) to the Engaged in an existing on the heat shield stone engagement device is formed, wherein the mounting portion (23) attached to the support structure (43) fastening portion (23) and engaging the heat shield brick holding portion (24) has an upper side (28) which a cold side of the heat shield brick facing,
dadurch gekennz e i chne t , das s characterized by the fact that s
mindestens eine Kühlluftpassage (34, 55) im Befestigungsab- schnitt (23) angeordnet ist, welche eine Eintrittsöffnungat least one cooling air passage (34, 55) in the fastening section (23) is arranged, which an inlet opening
(35, 68) und mindestens eine in einer Seitenfläche (32, 39, 58) und/oder auf der Oberseite (28) des Befestigungsabschnitts (23) angeordnete Austrittsöffnung (37, 38, 62) umfasst, so dass in die Eintrittsöffnung (35, 68) eintretende Kühlluft aus der mindestens einen Austrittsöffnung (37, 38, 62) austritt und der Kühlluft mittels der Kühlluftpassage (34, 55) jeweils eine Ausströmrichtung (50, 51, 59, 61, 63) aufprägbar ist, welche eine Geschwindigkeitskomponente parallel zur Kaltseite umfasst und eine Prallkühlung des vom Hal- teabschnitt (24) gehaltenen Hitzeschildsteines vermeidet, und der Befestigungsabschnitt (23) derart an der Tragstruktur (43) anordenbar ist, dass die Kühlluftpassage (34, 55) mit mindestens einem in der Tragstruktur (43) angeordneten Kühl- luftkanal (45) korrespondiert, wobei die Austrittsöffnung des Kühlluftkanals in einem Nutboden einer in der Tragstruktur verlaufenden Befestigungsnut angeordnet ist, (35, 68) and at least one outlet opening (37, 38, 62) arranged in a side face (32, 39, 58) and / or on the upper side (28) of the fastening section (23), so that the inlet opening (35 , 68) entering cooling air from the at least one outlet opening (37, 38, 62) emerges and the cooling air by means of the cooling air passage (34, 55) in each case an outflow direction (50, 51, 59, 61, 63) can be impressed, which a speed component in parallel to the cold side and avoids impact cooling of the holder section (24) held heat shield stone, and the attachment portion (23) on the support structure (43) can be arranged such that the cooling air passage (34, 55) with at least one in the support structure (43 ) arranged cooling air duct (45), wherein the outlet opening of the cooling air channel is arranged in a groove bottom of a support groove extending in the mounting groove,
und das Halteelement mit dem Befestigungsabschnitt in der Befestigungsnut geführt ist und in dieser derart positionierbar ist, dass die Eintrittsöffnung der im Befestigungsabschnitt angeordneten Kühlluftpassage und die Austrittsöffnung des im Nutboden angeordneten Kühlluftkanals miteinander fluchten. and the retaining element is guided with the fastening portion in the fastening groove and is positionable in this in such a way that the inlet opening of the cooling air passage arranged in the fastening section and the outlet opening of the cooling air channel arranged in the groove bottom are aligned with one another.
2. Halteelement (22, 54) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Kühlluftpassage (34, 55) mit einer auf der Oberseite (28) des Befestigungsabschnitts (23) ausgebildeten Erhebung (30) korrespondiert . Second holding element (22, 54) according to claim 1, characterized in that the cooling air passage (34, 55) with a on the upper side (28) of the mounting portion (23) formed elevation (30) corresponds.
3. Halteelement (22) nach Anspruch 2, 3. holding element (22) according to claim 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , da s s der Befestigungsabschnitt (23) im Bereich der Erhebung (30) verdickt ist. In the case of the attachment section (23) in the region of the elevation (30), the suspension section (23) is thickened.
4. Halteelement (54) nach Anspruch 3 oder 2, 4. holding element (54) according to claim 3 or 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Befestigungsabschnitt (23) im Bereich der Erhebung (30) stufenförmig versetzt verläuft. In this case, the fastening section (23) extends staggered in the region of the elevation (30).
5. Halteelement (22) nach Anspruch 3 oder 4, 5. retaining element (22) according to claim 3 or 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Kühlluftpassage (34) eine im Befestigungsabschnitt (23) angeordnete Kühlluftbohrung ist, welche mindestens eine in einer Seitenfläche (32, 39) der Erhebung (30) angeordnete Austrittsöffnung (38, 37) umfasst. The cooling air passage (34) is a cooling air bore arranged in the attachment section (23), which comprises at least one outlet opening (38, 37) arranged in a side surface (32, 39) of the elevation (30).
6. Halteelement (22, 54) nach Anspruch 5, 6. holding element (22, 54) according to claim 5,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Erhebung (30) stufenförmig ausgebildet ist mit mindestens einer in Richtung Halteabschnitt (24) weisenden Seitenfläche (32) , wobei mindestens eine Austrittsöffnung (38) in dieser Seitenfläche (32) angeordnet ist. That is, the elevation (30) is step-shaped with at least one side face (32) facing towards the holding section (24), at least one exit opening (38) being arranged in this side face (32).
7. Halteelement (54) nach Anspruch 4, 7. retaining element (54) according to claim 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Befestigungsabschnitt (23) eine längliche Grundplatte (57) umfasst, an deren einen Stirnseite sich der Halteabschnitt (24) anschließt und an deren anderer Stirnseite (58) zur Grundplatte (57) in Richtung Hitzeschildstein versetzt eine Blockadeplatte (60) angeordnet ist, so dass in der Oberseite (28) des Befestigungsabschnitts (23) eine stufenförmige Erhebung (30) mittels der Blockadeplatte (60) ausgebildet ist, wobei die Kühlluftpassage (55) mindestens von der Unterseite der Blockadeplatte und dem unterhalb der Blockadeplatte verlaufenden Anteil der Stirnseite (58) der Grundplatte (57) begrenzt ist. characterized in that the mounting portion (23) comprises an elongated base plate (57), at one end side of the holding portion (24) connects and at the other end face (58) to the base plate (57) in the direction of heat shield block offset a blockade plate (60) is, so that in the top (28) of the mounting portion (23) has a stepped elevation (30) formed by means of the blocking plate (60) is, wherein the cooling air passage (55) is delimited at least from the underside of the blockade plate and extending below the blockade portion of the end face (58) of the base plate (57).
8. Hitzeschild (42, 64) für eine Brennkammer (10) einer Gasturbine (1), mit einer Tragstruktur (43) und einer Anzahl von Hitzeschildsteinen, welche an der Tragstruktur (43) mittels Halteelementen (22, 54) lösbar befestigt sind, wobei jeder Hitzeschildstein eine der Tragstruktur (43) zugewandte Kaltseite und eine der Kaltseite gegenüberliegende, mit einem heißen Medium beaufschlagbare Heißseite aufweist, und jedes Halteelemente (22, 54) einen Halteabschnitt (24) zur Befestigung an einem Hitzeschildstein und einen an der Tagstruktur (43) befestigbaren Befestigungsabschnitt (23) aufweist, wobei zum Schutz vor Heißgasen mindestens ein Kühlluftkanal (45) in der Tragstruktur (43) vorgesehen ist, 8. heat shield (42, 64) for a combustion chamber (10) of a gas turbine (1), with a support structure (43) and a number of heat shield bricks, which are releasably secured to the support structure (43) by means of holding elements (22, 54), each heat shield brick having a cold side facing the support structure (43) and a hot side facing the cold side, and each retaining element (22, 54) having a heat shield brick and a tag structure (43 ) fastenable mounting portion (23), wherein for protection against hot gases at least one cooling air channel (45) in the support structure (43) is provided,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s mindestens ein Halteelement (22, 54) gemäß einem der Ansprü- che 1 bis 7 ausgebildet ist und mindestens ein in der Tragstruktur (43) angeordneter Kühlluftkanal (45) mit dem Halteelement (22, 54) derart korrespondiert, dass bei an der Tragstruktur (43) befestigten Hitzeschildsteinen aus dem Kühlluftkanal (45) strömende Kühlluft zumindest teilweise in die Eintrittsöffnung (35, 68) der Kühlluftpassage (34, 55) eintritt . characterized in that at least one holding element (22, 54) according to any one of claims 1 to 7 is formed and at least one in the support structure (43) arranged cooling air duct (45) with the holding element (22, 54) such that at at least partially into the inlet opening (35, 68) of the cooling air passage (34, 55), cooling air flowing from the cooling air duct (45) of the support structure (43).
9. Brennkammer, welche mit einem Hitzeschild ausgekleidet ist , 9. combustion chamber, which is lined with a heat shield,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Hitzeschild (42, 64) gemäß Anspruch 8 ausgebildet ist. That is, the heat shield (42, 64) according to claim 8 is formed.
10. Gasturbine (1) mit mindestens einer Brennkammer (10), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s mindestens eine Brennkammer (10) nach Anspruch 9 ausgebildet ist . 10. Gas turbine (1) with at least one combustion chamber (10), characterized in that at least one combustion chamber (10) is designed according to claim 9.
11. Verfahren zum Kühlen der Tragstruktur (43) eines Hitzeschildes (42, 64), welches eine Anzahl von an der Tragstruktur lösbar befestigbaren Hitzeschildsteinen umfasst, wobei die Hitzeschildsteine mittels Halteelementen (22, 54) an der Tragstruktur (43) befestigt sind, wobei mindestens ein Halteelement mit einem Befestigungsabschnitt in einer in der Tragstruktur verlaufenden Befestigungsnut geführt ist, A method of cooling the support structure (43) of a heat shield (42, 64) comprising a number of heat shield bricks releasably attachable to the support structure, the heat shield bricks being secured to the support structure (43) by support members (22, 54) at least one retaining element is guided with a fastening section in a fastening groove running in the supporting structure,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Halteelement in der Befestigungsnut derart positioniert wird, dass die Eintrittsöffnung einer im Befestigungsabschnitt angeordneten Kühlluftpassage und die Austrittsöffnung eines im Nutboden angeordneten Kühlluftkanals miteinander fluchten, so dass aus der Austrittsöffnung des Kühlluftkanals austretende Kühlluft zumindest teilweise von der Tragstruktur (43) aus entlang der durch den Befestigungsabschnitt (23) des Halteelementes (22, 54) ausgebildeten Kühlluftpassage (34, 55) zu mindestens einer Oberseite (28) und/oder Seitenfläche (38, 39) des Befestigungsabschnitts (23) geleitet wird und der Kühlluft hierbei mittels der Kühlluftpassage (34, 55) ei- ne Strömungsrichtung aufgeprägt wird, welche eine Prallkühlung des Hitzeschildsteines vermeidet. characterized in that the holding element is positioned in the fastening groove such that the inlet opening of a cooling air passage arranged in the fastening section and the outlet opening of a cooling air channel arranged in the groove bottom are aligned so that cooling air emerging from the outlet opening of the cooling air channel extends at least partially from the support structure (43) the cooling air passage (34, 55) formed by the fixing portion (23) of the holding member (22, 54) is led to at least one upper side (28) and / or side surface (38, 39) of the fixing portion (23) and the cooling air is thereby directed by the Cooling air passage (34, 55) one flow direction is impressed, which avoids an impact cooling of the heat shield brick.
12. Verfahren nach Anspruch 11, 12. The method according to claim 11,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Kühlluft bei Austritt aus der Kühlluftpassage (34, 55) auf mindestens einen Bereich der Tragstruktur (43) gerichtet ist, an welchem ein Befestigungsabschnitt (23) eines Halteelementes (22, 54) befestigt ist. The cooling air, upon exiting the cooling air passage (34, 55), is directed onto at least one region of the support structure (43) to which a fastening section (23) of a retaining element (22, 54) is attached.
13. Verfahren nach Anspruch 12, 13. The method according to claim 12,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die entlang der Kühlluftpassage (34, 55) strömende Kühlluft auf einen Nutrand einer Befestigungs-Nut gerichtet ist. That is, the cooling air flowing along the cooling air passage (34, 55) is directed to a groove edge of a mounting groove.
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