EP3964753A1 - Seal for use in a heat shield element - Google Patents

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EP3964753A1
EP3964753A1 EP20194800.7A EP20194800A EP3964753A1 EP 3964753 A1 EP3964753 A1 EP 3964753A1 EP 20194800 A EP20194800 A EP 20194800A EP 3964753 A1 EP3964753 A1 EP 3964753A1
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EP
European Patent Office
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seal
heat shield
groove
height
shield element
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP20194800.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Böttcher
Andre Kluge
Tobias Krieger
Kai-Uwe Schildmacher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Energy Global GmbH and Co KG filed Critical Siemens Energy Global GmbH and Co KG
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Priority to EP21739593.8A priority patent/EP4146985A1/en
Priority to PCT/EP2021/067641 priority patent/WO2022048809A1/en
Priority to CN202180056511.3A priority patent/CN116097038A/en
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Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • F23R3/002—Wall structures
    • 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
    • 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
    • F23R3/42—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
    • F23R3/60—Support structures; Attaching or mounting means
    • 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
    • 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
    • F23R2900/00017—Assembling combustion chamber liners or subparts

Definitions

  • the invention relates to a seal for use in a heat shield element of a combustion chamber, by means of which an uncontrolled flow of cooling air is to be prevented.
  • Heat shield elements are often used in combustion chambers, in particular in gas turbines.
  • both heat shield elements made of a ceramic material and of a metallic material are known.
  • the task is to equip the inside of the combustion chamber with a component that is as robust as possible and yet replaceable.
  • cooling of the heat shield elements by means of cooling air is generally used. The cooling air is fed to the underside of the heat shield elements, the aim being to prevent an uncontrolled flow between the heat shield elements into the combustion chamber.
  • seals are used, which are inserted into grooves on circumferential webs on the underside of the heat shield elements.
  • the seals have a rectangular cross section and essentially extend over the length or width of the heat shield elements.
  • the seal rests on a support structure and thus effects the seal.
  • a heat shield element has a hot side, which is directed towards the interior of a combustion chamber, and an opposite cold side, which is directed towards a supporting structure of the combustion chamber. Furthermore, the heat shield element has a sealing groove which extends in a longitudinal direction. It is irrelevant whether the longitudinal direction coincides with a longitudinal axis of the combustion chamber or runs transversely thereto. At least the seal is inserted in the seal groove as intended, and accordingly runs along the longitudinal direction and thus also has a hot side and an opposite cold side.
  • the surface of the seal on the hot side is referred to below as the groove surface.
  • the seal has a seal length from one end to the opposite end. The distance between the opposite side flanks forms the seal width. The distance from the groove surface to the contact surface defines the seal height.
  • the seal is provided with recesses. These are arranged on the cold side and extend along the longitudinal direction.
  • the recesses penetrate the seal starting from the contact surface in the direction of the hot side.
  • the recesses represent a material removal from the regular sealing profile between the two side flanks.
  • the seal can no longer rest on a support structure over the entire seal length.
  • the contact surface is understood to be the surface that would be present without the recesses, i.e. the entire surface on the cold side over the entire length of the seal.
  • a quasi-leaking seal is formed by the recesses, as a result of which there is no need to drill holes in the heat shield element. Now one could come up with the idea of forming the seal on the cold side unevenly and inappropriately to the supporting structure. However, it is then almost impossible to predict the cooling air flow. In contrast, with the targeted introduction of the recesses, it is possible to set a desired flow of cooling air.
  • the seal is preferably made of a metallic material.
  • the necessary temperature resistance as well as the longevity in the intended use can be achieved on a heat shield element while retaining the elastic properties.
  • a cost-effective production as well as an advantageous adjustment of the seal in the seal groove is achieved when the seal has a constant seal width.
  • the two side flanks thus run parallel to one another.
  • sealing groove runs in a straight line when the cold side is viewed from above, it is advantageous if the two side flanks are flat.
  • the cutouts extend along the longitudinal direction over a length of at least 0.1 times the length of the seal.
  • the existing gaps are considered when adding their individual lengths.
  • the recesses extend over a total of at least 20% of the length of the seal.
  • the cut-outs should not be too long, so that in total they extend over a maximum of 40% of the length of the seal. It is particularly advantageous here if the total length of the recesses is at most 0.3 times the length of the seal.
  • the recesses have a depth measured from the contact surface of at least 0.05 times the seal height at the same point. It is particularly advantageous if the depth of the recess is at least 10% of the height of the seal. In contrast, it is advantageous if the depth is a maximum of 40% of the seal height. It is particularly advantageous here if the depth of the recesses is at most 0.2 times the height of the seal.
  • a nominal height can be defined for the seal as the nominal distance from the groove surface to the contact surface. It is advantageous if the seal height largely corresponds to the nominal height. This is taken for granted if over at least 80% of the seal length, the seal height does not deviate more than 10% from the nominal height.
  • the sealing height is reduced towards the respective end on at least one end section, particularly preferably on both opposite end sections.
  • the seal height at the end of the seal should preferably be less than 50% of the nominal height.
  • the reduction in the seal height on the hot side is brought about by a corresponding approximation of the groove surface to the contact surface. It can be provided that the change in the seal height is effected in steps or by a bevel. However, an arcuate progression from the approximate nominal height to the reduced height at the end of the seal is advantageous.
  • At least one end section, particularly advantageously at both end sections, on the hot side is objected to by an elevation from the respective end is arranged.
  • a relatively small elevation is sufficient here, which enables a defined contact on the hot side.
  • the elevation relative to the adjacent groove surface is at least 0.01 times the nominal height, i.e. 1% of the nominal height, and at most 0.1 times the nominal height, i.e. 10% of the nominal height. In this way, with a uniformly shaped sealing groove, a targeted and thus defined support can be brought about by means of the elevations.
  • an indentation on the hot side is advantageously arranged at an end section at a distance from the end.
  • the recess has a depth of at least 5% and a maximum of 20% of the nominal height.
  • the Indentation can be used to provide longitudinal fixation of the seal. If there is a ridge on the same end portion, the depression is preferably between the end and the ridge.
  • the newly created seal according to the invention enables the realization of a new heat shield element according to the invention for use in a heat shield of a combustion chamber by using a seal as described above.
  • the heat shield includes a support structure on which several heat shield elements are mounted, with the contact surfaces of the respective seals resting on the support structure. This creates a free cooling air cross-section along the length of the recesses.
  • a complete contact of the contact surfaces of the respective seals on the support structure can advantageously be brought about by the seals being elastically deformed during assembly of the heat shield element.
  • the seal with the contact surface is shaped in such a way that the distance between the groove surface and the groove bottom in the area between the end sections is reduced by the installation compared to the stress-free position before the installation. This can be beneficial It must be ensured that the desired flow of cooling air can flow through the recesses without any significant additional leakage occurring.
  • a seal 11 according to the invention is sketched in a perspective view of the contact surface 14 .
  • the seal extends along a longitudinal direction from one end to the opposite end.
  • a curved shape can be seen, which results from the shape of the combustion chamber and thus of the heat shield element 01.
  • the narrow visible side with the arcuate shape is the contact surface 14.
  • the flat side flank 19 is visible transversely to this.
  • the seal height 21 decreases significantly towards the end.
  • an exemplary heat shield element 01 is outlined in a perspective view. Shown is the heat shield element 01 with the cold side 04, with the hot side 03 not being visible opposite. The hot side 03 faces the interior of the combustion chamber. It can also be seen that the heat shield element 01 has a circumferential web that extends from the hot side 03 to the cold side 04 . On two opposite side edges, the webs have a sealing groove 05 each extending in a longitudinal direction.
  • Seal 11 is also shown here - as in 1 shown - installed in the seal groove on the left side of the illustration.
  • the use of a corresponding seal with recesses is also provided.
  • a seal with recesses in a transverse web is used.
  • the seal 11 extends along a longitudinal direction and has an arcuate course.
  • Opposite is the contact surface 14, which 14 comes to rest on a support structure 09 when the heat shield element 01 is installed.
  • the distance from the useful surface 13 to the contact surface 14 forms the seal height 21. This is essentially constant except for the two end sections 15 and 16 and corresponds to a nominal height of the seal 11.
  • the two opposite side flanks 19 are flat here, so that the seal 01 has a constant seal width.
  • the recesses 12 can again be seen, which are arranged on the cold side 04 and, starting from the contact surface 14, extend in the direction of the hot side 03.
  • the recesses 12 have a depth 22 which corresponds to approximately 0.3 times the height 21 of the seal in this exemplary embodiment.
  • an embodiment with a slightly smaller depth than shown here is advantageous.
  • the different shape of the end sections 15 and 16 can also be seen.
  • the distance from the useful surface 13 to the contact surface 14 decreases towards the end, so that the height at the two opposite ends of the seal is approximately 0.3 times the nominal height - im Substantially corresponding to the seal height 21 in the course between the end portions 15, 16 - is reduced.
  • elevation 17 on each of the two end sections 15, 16.
  • the height of the elevation 17 compared to the adjacent groove surface 13 is selected to be relatively small.
  • the task of the elevations 17 is in particular to produce a defined support on a groove base 06 of the sealing groove 05.
  • FIG. 6 and 7 a detailed view of the heat shield element 01 with the seal 11 is shown in cross section.
  • the heat shield element 01 can be seen with the web shown here, which extends from the hot side to the cold side 04 and has the sealing groove 05 on the cold side 04 .
  • the seal 11 is located in the seal groove 05, with the recess 12 being located on the cold side 04.
  • the Figures 8-10 the arrangement of the seal 11 on the heat shield element 01 in a longitudinal section, ie along the longitudinal direction. How from the 8 As can be seen, the seal 11 is accommodated in the seal groove 05. The seal 11 with the two elevations 17, which 17 are located on the end sections 15 and 16, rests on the groove base 06 of the seal groove 05. In contrast, there is a free space between the end sections 15 and 16 between the groove surface 13 and the groove bottom 06.
  • the seal 11 is deformed - see 9 - with a reduction in the distance from the groove surface 13 to the groove bottom 06.
  • Essential for the invention are the recesses 12 in the seal 11, which 12 largely independent of the deformation of the heat shield element 01 ensures a controlled flow of cooling air.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dichtung (11) zur Verwendung bei einem Hitzeschildelement (01). Die Dichtung (11) erstreckt sich entlang einer Längsrichtung und weist auf einer Heißseite (03) eine Nutfläche (13) und auf einer Kaltseite (04) eine Anlagefläche (14) und einander gegenüberliegende von der Nutfläche (13) zur Anlagefläche (14) erstreckende Seitenflanken (19) auf und ist hierbei in einer Dichtungsnut (05) des Hitzeschildelements (01) angeordnet. Zur Ermöglichung einer gezielten Kühlung sind bei der Dichtung (11) mehrere zueinander beabstandete Aussparungen (12) angeordnet, welche (12) sich abschnittsweise entlang der Längsrichtung von der Anlagefläche (14) ausgehend zur Heißseite (03) hin erstrecken.

Figure imgaf001
The invention relates to a seal (11) for use in a heat shield element (01). The seal (11) extends in a longitudinal direction and has a groove surface (13) on a hot side (03) and a contact surface (14) on a cold side (04) and opposite ones extending from the groove surface (13) to the contact surface (14). Side flanks (19) and is here in a sealing groove (05) of the heat shield element (01) arranged. To enable targeted cooling, the seal (11) has several spaced-apart recesses (12) which (12) extend in sections along the longitudinal direction from the contact surface (14) towards the hot side (03).
Figure imgaf001

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtung zur Verwendung bei einem Hitzeschildelement einer Brennkammer mittels der eine unkontrollierte Strömung von Kühlluft verhindert werden soll.The invention relates to a seal for use in a heat shield element of a combustion chamber, by means of which an uncontrolled flow of cooling air is to be prevented.

Bei Brennkammern, insbesondere bei Gasturbinen, werden vielfach Hitzeschildelemente eingesetzt. Hierbei sind sowohl Hitzeschildelemente aus einem keramischen Material als auch aus einem metallischen Material bekannt. Aufgabe ist insbesondere die Innenseite der Brennkammer mit einem möglichst robusten und dennoch austauschbaren Bauteil auszustatten. Um eine möglichst hohe Lebensdauer zu gewährleisten, wird in der Regel eine Kühlung der Hitzeschildelemente mittels Kühlluft eingesetzt. Die Kühlluft wird dabei der Unterseite der Hitzeschildelemente zugeführt, wobei es gilt, ein unkontrolliertes Strömen zwischen den Hitzeschildelementen in die Brennkammer hinein zu verhindern.Heat shield elements are often used in combustion chambers, in particular in gas turbines. In this context, both heat shield elements made of a ceramic material and of a metallic material are known. In particular, the task is to equip the inside of the combustion chamber with a component that is as robust as possible and yet replaceable. In order to ensure the longest possible service life, cooling of the heat shield elements by means of cooling air is generally used. The cooling air is fed to the underside of the heat shield elements, the aim being to prevent an uncontrolled flow between the heat shield elements into the combustion chamber.

Zu diesem Zweck werden in einigen Ausführungsformen Dichtungen eingesetzt, welche in Nuten an umlaufenden Stegen auf der Unterseite der Hitzeschildelemente eingesetzt sind. In aller Regel weisen die Dichtungen einen rechteckigen Querschnitt auf und erstrecken sich im Wesentlichen über die Länge bzw. Breite der Hitzeschildelemente. Zur Abdichtung ist dabei vorgesehen, dass die Dichtung auf einer Tragstruktur aufliegt und somit die Dichtung bewirkt.For this purpose, in some embodiments, seals are used, which are inserted into grooves on circumferential webs on the underside of the heat shield elements. As a rule, the seals have a rectangular cross section and essentially extend over the length or width of the heat shield elements. For the purpose of sealing, it is provided that the seal rests on a support structure and thus effects the seal.

Wenngleich mit den bekannten Dichtungen eine in aller Regel hinreichende für den Zweck zuverlässige Abdichtung der Hitzeschildelemente auf der Tragstruktur bewirkt werden kann, hat sich jedoch als Nachteil gezeigt, dass mitunter die erforderliche Strömung von Kühlluft zu weit reduziert wird. Weiterhin hat es sich als nachteilig erwiesen, wenn die Spalte zwischen zwei benachbarten Hitzeschildelemente nicht hinreichend mit Kühlluft versorgt werden.Although the known seals can generally be used to seal the heat shield elements on the support structure in a manner that is adequate and reliable for the purpose, it has been shown to be a disadvantage that the required flow of cooling air is occasionally reduced too far. Furthermore, it has proven to be disadvantageous if the gaps between two adjacent heat shield elements are not adequately supplied with cooling air.

Zur Lösung dieses Problems ist es aus dem Stand der Technik bekannt, in den umlaufenden Stegen der Hitzeschildelemente Bohrungen einzubringen, um eine gezielte Kühlluftströmung in die Spalte zu gewährleisten.To solve this problem, it is known from the prior art to drill holes in the circumferential webs of the heat shield elements in order to ensure a targeted flow of cooling air into the gaps.

Wenngleich es eine bewährte Ausführungsform für die Hitzeschildelemente mit den Dichtungen gibt, so ist es dennoch Aufgabe, eine kostengünstigere Ausführungsform zu entwickeln.Although there is a tried and tested embodiment for the heat shield elements with the seals, the task is nevertheless to develop a more cost-effective embodiment.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine erfindungsgemäße Dichtung nach den Merkmalen des Anspruchs 1. Ein erfindungsgemäßes Hitzeschildelement ist im Anspruch 7 und ein erfindungsgemäßer Hitzeschild ist im Anspruch 9 angegeben. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.The object is achieved by a seal according to the invention according to the features of claim 1. A heat shield element according to the invention is specified in claim 7 and a heat shield according to the invention is specified in claim 9. Advantageous embodiments are the subject matter of the dependent claims.

Die gattungsgemäße Dichtung dient zunächst mal zur Verwendung bei einem Hitzeschildelement. Dabei weist ein Hitzeschildelement eine Heißseite, welche zum Inneren einer Brennkammer gerichtet ist, und eine gegenüberliegende Kaltseite, welche zu einer Tragstruktur der Brennkammer gerichtet ist, auf. Weiterhin weist das Hitzeschildelement eine Dichtungsnut auf, welche sich in einer Längsrichtung erstreckt. Ob hierbei die Längsrichtung mit einer Längsachse der Brennkammer übereinstimmt oder quer dazu verläuft, ist unerheblich. Zumindest ist die Dichtung bestimmungsgemäß in der Dichtungsnut eingesetzt, und verläuft entsprechend entlang der Längsrichtung und weist somit gleichfalls eine Heißseite und eine gegenüberliegende Kaltseite auf. Die auf der Heißseite liegende Oberfläche der Dichtung wird im Folgenden als Nutfläche bezeichnet. Auf der gegenüberliegenden Kaltseite befindet sich eine Anlagefläche. In der Richtung von der Kaltseite zur Heißseite von der Anlagefläche bis zur Nutfläche erstrecken sich gegenüberliegende Seitenflanken.The generic seal is initially used for a heat shield element. In this case, a heat shield element has a hot side, which is directed towards the interior of a combustion chamber, and an opposite cold side, which is directed towards a supporting structure of the combustion chamber. Furthermore, the heat shield element has a sealing groove which extends in a longitudinal direction. It is irrelevant whether the longitudinal direction coincides with a longitudinal axis of the combustion chamber or runs transversely thereto. At least the seal is inserted in the seal groove as intended, and accordingly runs along the longitudinal direction and thus also has a hot side and an opposite cold side. The surface of the seal on the hot side is referred to below as the groove surface. There is a contact surface on the opposite cold side. Opposite side flanks extend in the direction from the cold side to the hot side from the contact surface to the groove surface.

Dabei besitzt die Dichtung eine Dichtungslänge von einem Ende bis zum gegenüberliegenden Ende. Der Abstand der gegenüberliegenden Seitenflanken bildet die Dichtungsbreite. Der Abstand von der Nutfläche bis zur Anlagefläche definiert dabei die Dichtungshöhe.The seal has a seal length from one end to the opposite end. The distance between the opposite side flanks forms the seal width. The distance from the groove surface to the contact surface defines the seal height.

Die Kosteneinsparung wird erfindungsgemäß dadurch ermöglicht, in dem die Dichtung mit Aussparungen versehen wird. Diese sind auf der Kaltseite angeordnet und erstrecken sich entlang der Längsrichtung. Dabei dringen die Aussparungen von der Anlagefläche ausgehend in Richtung Heißseite in die Dichtung ein. Entsprechend stellen sich die Aussparungen als Materialentfernung vom regulären Dichtungsprofil zwischen den beiden Seitenflanken dar. Zur Gewährleistung der notwendigen Kühlluftströmung durch die Aussparungen ist weiterhin vorgesehen, dass mehrere zueinander beanstandete Aussparungen auf der Kaltseite angeordnet sind.The cost saving is made possible according to the invention by the fact that the seal is provided with recesses. These are arranged on the cold side and extend along the longitudinal direction. The recesses penetrate the seal starting from the contact surface in the direction of the hot side. Correspondingly, the recesses represent a material removal from the regular sealing profile between the two side flanks. To ensure the necessary flow of cooling air through the recesses, it is also provided that several recesses spaced apart from one another are arranged on the cold side.

Aufgrund der Aussparungen kann die Dichtung nicht mehr auf der vollständigen Dichtungslänge auf einer Tragstruktur aufliegen. Unvermindert wird jedoch als Anlagefläche diejenige Fläche verstanden, welche ohne die Aussparungen vorhanden wäre, d.h. die gesamte Fläche auf der Kaltseite über die gesamte Dichtungslänge.Due to the recesses, the seal can no longer rest on a support structure over the entire seal length. However, the contact surface is understood to be the surface that would be present without the recesses, i.e. the entire surface on the cold side over the entire length of the seal.

Durch die Aussparungen wird eine quasi undichte Dichtung gebildet, wodurch die Notwendigkeit der Einbringung von Bohrungen in das Hitzeschildelement entfällt. Nun könnte man auf die Idee kommen, die Dichtung auf der Kaltseite uneben und unpassend zur Tragstruktur zu formen. Jedoch ist dann eine Vorhersage der Kühlluftströmung nahezu unmöglich. Demgegenüber ist es mit der gezielten Einbringung der Aussparungen möglich, eine gewünschte Kühlluftströmung einzustellen.A quasi-leaking seal is formed by the recesses, as a result of which there is no need to drill holes in the heat shield element. Now one could come up with the idea of forming the seal on the cold side unevenly and inappropriately to the supporting structure. However, it is then almost impossible to predict the cooling air flow. In contrast, with the targeted introduction of the recesses, it is possible to set a desired flow of cooling air.

Die Dichtung besteht vorzugsweise aus einem metallischen Material. Somit kann die notwendige Temperaturbeständigkeit als auch die Langlebigkeit im Einsatzzweck an einem Hitzeschildelement bei Beibehaltung der elastischen Eigenschaften erreicht werden.The seal is preferably made of a metallic material. Thus, the necessary temperature resistance as well as the longevity in the intended use can be achieved on a heat shield element while retaining the elastic properties.

Eine kostengünstige Herstellung sowie eine vorteilhafte Anpassung der Dichtung in die Dichtungsnut wird erzielt, wenn die Dichtung eine konstante Dichtungsbreite aufweist. Somit verlaufen die beiden Seitenflanken parallel zueinander.A cost-effective production as well as an advantageous adjustment of the seal in the seal groove is achieved when the seal has a constant seal width. The two side flanks thus run parallel to one another.

Sofern die Dichtungsnut bei einer Draufsicht auf die Kaltseite geradlinig verläuft, ist es vorteilhaft, wenn die beiden Seitenflanken eben ausgeführt sind.If the sealing groove runs in a straight line when the cold side is viewed from above, it is advantageous if the two side flanks are flat.

Um eine vorteilhafte Wirkung durch die Aussparungen erzielen zu können, ist es vorteilhaft, wenn sich die Aussparungen entlang der Längsrichtung über eine Länge von zumindest der 0,1-fachen Dichtungslänge erstrecken. Betrachtet werden dabei die vorhandenen Aussparungen bei einer Addition derer einzelnen Längen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn sich die Aussparungen in Summe über zumindest 20% der Dichtungslänge erstrecken. Dabei sollten die Aussparungen jedoch nicht zu lang gewählt werden, sodass sich diese in Summe über maximal 40% der Dichtungslänge erstrecken. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn die aufaddierte Länge der Aussparungen höchstens das 0,3-fache der Dichtungslänge beträgt.In order to be able to achieve an advantageous effect through the cutouts, it is advantageous if the cutouts extend along the longitudinal direction over a length of at least 0.1 times the length of the seal. The existing gaps are considered when adding their individual lengths. It is particularly advantageous if the recesses extend over a total of at least 20% of the length of the seal. However, the cut-outs should not be too long, so that in total they extend over a maximum of 40% of the length of the seal. It is particularly advantageous here if the total length of the recesses is at most 0.3 times the length of the seal.

Zur Ermöglichung der gewünschten Kühlluftströmung durch die Aussparungen und zugleich der Gewährleistung der eigentlichen Dichtwirkung sowie der dauerhaften Stabilität der Dichtung ist es vorteilhaft, wenn die Aussparungen eine Tiefe gemessen von der Anlagefläche von zumindest der 0,05-fachen Dichtungshöhe an gleicher Stelle aufweisen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Tiefe der Aussparung zumindest 10% der Dichtungshöhe beträgt. Demgegenüber ist es vorteilhaft, wenn die Tiefe maximal 40% der Dichtungshöhe beträgt. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Tiefe der Aussparungen jeweils höchstens die 0,2-fache Dichtungshöhe beträgt.To enable the desired cooling air flow through the recesses and at the same time ensure the actual sealing effect and the permanent stability of the seal, it is advantageous if the recesses have a depth measured from the contact surface of at least 0.05 times the seal height at the same point. It is particularly advantageous if the depth of the recess is at least 10% of the height of the seal. In contrast, it is advantageous if the depth is a maximum of 40% of the seal height. It is particularly advantageous here if the depth of the recesses is at most 0.2 times the height of the seal.

Für die Dichtung kann eine Nennhöhe als nominale Abstand von der Nutfläche zur Anlagefläche definiert werden. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Dichtungshöhe weitgehend der Nennhöhe entspricht. Dieses wird als gegeben angesehen, wenn über zumindest 80% der Dichtungslänge die Dichtungshöhe nicht mehr als 10% von der Nennhöhe abweicht.A nominal height can be defined for the seal as the nominal distance from the groove surface to the contact surface. It is advantageous if the seal height largely corresponds to the nominal height. This is taken for granted if over at least 80% of the seal length, the seal height does not deviate more than 10% from the nominal height.

Demgegenüber ist es jedoch ebenso vorteilhaft, wenn an zumindest einem Endabschnitt, besonders bevorzugt an beiden gegenüberliegenden Endabschnitten, sich die Dichtungshöhe zum jeweiligen Ende hin reduziert. Dabei sollte die Dichtungshöhe am Ende der Dichtung vorzugsweise weniger als 50% der Nennhöhe betragen. Entsprechend der vorgesehenen Anlage der Anlagefläche auf einer Tragstruktur ist es hierbei weiterhin von Vorteil, wenn die Reduktion der Dichtungshöhe auf der Heißseite durch eine entsprechende Annäherung der Nutfläche an die Anlagefläche bewirkt wird. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Änderung der Dichtungshöhe stufen-förmig oder durch eine Abschrägung bewirkt wird. Vorteilhaft ist jedoch ein bogenförmiger Verlauf von der ungefähren Nennhöhe auf die reduzierte Höhe am Ende der Dichtung.In contrast, however, it is just as advantageous if the sealing height is reduced towards the respective end on at least one end section, particularly preferably on both opposite end sections. The seal height at the end of the seal should preferably be less than 50% of the nominal height. Depending on the intended contact of the contact surface on a support structure, it is also advantageous here if the reduction in the seal height on the hot side is brought about by a corresponding approximation of the groove surface to the contact surface. It can be provided that the change in the seal height is effected in steps or by a bevel. However, an arcuate progression from the approximate nominal height to the reduced height at the end of the seal is advantageous.

Zur möglichst exakten Einpassung der Dichtung in die Dichtungsnut mit der gewünschten Anlage der Anlagefläche auf einer Tragstruktur unter Berücksichtigung der thermischen Belastung, ist es weiterhin vorteilhaft, wenn an zumindest einem Endabschnitt, besonders vorteilhaft an beiden Endabschnitten, auf der Heißseite beanstandet vom jeweiligen Ende eine Erhebung angeordnet ist. Hierbei ist eine relativ kleine Erhebung hinreichend, die auf der Heißseite eine definierte Anlage ermöglicht. Daher ist es vorteilhaft, wenn die Erhebung eine Höhe gegenüber der benachbarten Nutfläche von zumindest der 0,01-fachen Nennhöhe, d.h. 1% der Nennhöhe, und maximal der 0,1-fachen Nennhöhe, d.h. 10% der Nennhöhe, aufweist. Hierdurch kann bei gleichmäßig geformter Dichtungsnut eine gezielte und somit definierte Auflage mittels der Erhebungen bewirkt werden.In order to fit the seal as precisely as possible into the sealing groove with the desired contact of the contact surface on a supporting structure, taking into account the thermal load, it is also advantageous if at least one end section, particularly advantageously at both end sections, on the hot side is objected to by an elevation from the respective end is arranged. A relatively small elevation is sufficient here, which enables a defined contact on the hot side. It is therefore advantageous if the elevation relative to the adjacent groove surface is at least 0.01 times the nominal height, i.e. 1% of the nominal height, and at most 0.1 times the nominal height, i.e. 10% of the nominal height. In this way, with a uniformly shaped sealing groove, a targeted and thus defined support can be brought about by means of the elevations.

In einer weiteren Ausführungsform wird vorteilhaft an einem Endabschnitt beanstandet vom Ende eine Vertiefung auf der Heißseite angeordnet. Hierbei weist die Vertiefung eine Tiefe von zumindest 5% und von maximal 20% der Nennhöhe auf. Die Vertiefung kann verwendet werden, um eine Fixierung der Dichtung in Längsrichtung zu bewirken. Bei Vorhandensein einer Erhebung am gleichen Endabschnitt befindet sich die Vertiefung vorzugsweise zwischen dem Ende und der Erhebung.In a further embodiment, an indentation on the hot side is advantageously arranged at an end section at a distance from the end. In this case, the recess has a depth of at least 5% and a maximum of 20% of the nominal height. the Indentation can be used to provide longitudinal fixation of the seal. If there is a ridge on the same end portion, the depression is preferably between the end and the ridge.

Die neu geschaffene erfindungsgemäße Dichtung ermöglicht die Realisierung eines neuen erfindungsgemäßen Hitzeschildelements zur Verwendung bei einem Hitzeschild einer Brennkammer durch Verwendung einer Dichtung wie zuvor beschrieben.The newly created seal according to the invention enables the realization of a new heat shield element according to the invention for use in a heat shield of a combustion chamber by using a seal as described above.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn die am Hitzeschildelement montierte Dichtung bei Raumtemperatur - vor einer Montage an einer Tragstruktur - nur an den beiden gegenüberliegenden Endabschnitten auf einem Nutgrund der Dichtungsnut aufliegt, wobei demgegenüber im Bereich zwischen den Endabschnitten ein Freiraum zwischen der Nutfläche und dem Nutgrund vorhanden ist. Hierdurch wird ein definierter Abstand von der Anlagefläche bis zur Heißfläche des Hitzeschildelements im Bereich der Endabschnitte geschaffen, wobei sich der Abstand zwischen den Endabschnitten aufgrund des Freiraumes bei der Montage an einer Tragstruktur anpassen kann.It is advantageous if the seal mounted on the heat shield element at room temperature—before it is mounted on a supporting structure—only rests on the two opposite end sections on a groove base of the seal groove, with a free space between the groove surface and the groove base being present in the area between the end sections is. This creates a defined distance from the contact surface to the hot surface of the heat shield element in the area of the end sections, with the distance between the end sections being able to adjust due to the free space during assembly on a supporting structure.

Mit einem erfindungsgemäßen Hitzeschildelement, wie zuvor beschrieben, wird der Bildung eines erfindungsgemäßen Hitzeschildes ermöglicht. Dabei umfasst der Hitzeschild eine Tragstruktur, auf der mehrere Hitzeschildelemente montiert sind, wobei die Anlageflächen der jeweiligen Dichtungen auf der Tragstruktur aufliegen. Auf der Länge der Aussparungen entsteht hierdurch ein freier Kühlluftquerschnitt.With a heat shield element according to the invention, as described above, the formation of a heat shield according to the invention is made possible. The heat shield includes a support structure on which several heat shield elements are mounted, with the contact surfaces of the respective seals resting on the support structure. This creates a free cooling air cross-section along the length of the recesses.

Eine vollständige Anlage der Anlageflächen der jeweiligen Dichtungen auf der Tragstruktur kann vorteilhaft bewirkt werden, indem die Dichtungen bei der Montage des Hitzeschildelements elastisch verformt werden. Dabei ist die Dichtung mit der Anlagefläche derart geformt, dass sich durch die Montage der Abstand zwischen der Nutfläche und dem Nutgrund im Bereich zwischen den Endabschnitten gegenüber der spannungsfreien Lage vor der Montage reduziert. Hierdurch kann vorteilhaft gewährleistet werden, dass der gewollte Kühlluftstrom durch die Aussparungen fließen kann, ohne dass eine nennenswerte zusätzliche Leckage auftritt.A complete contact of the contact surfaces of the respective seals on the support structure can advantageously be brought about by the seals being elastically deformed during assembly of the heat shield element. The seal with the contact surface is shaped in such a way that the distance between the groove surface and the groove bottom in the area between the end sections is reduced by the installation compared to the stress-free position before the installation. This can be beneficial It must be ensured that the desired flow of cooling air can flow through the recesses without any significant additional leakage occurring.

Zur Einstellung des Kühlluftstroms ist es weiterhin vorteilhaft, wenn im montierten Zustand ein Spalt zwischen dem Hitzeschildelement ohne Dichtung und der Tragstruktur zumindest im Bereich der Aussparungen vorhanden ist. Dies gewährleistet den freien Querschnitt unter den Hitzeschildelementen entlang durch die Aussparungen.To adjust the flow of cooling air, it is also advantageous if, in the installed state, there is a gap between the heat shield element without a seal and the supporting structure, at least in the area of the recesses. This ensures the free cross-section under the heat shield elements along through the recesses.

In den nachfolgenden Figuren wird eine beispielhafte Ausführungsform für eine Dichtung sowie ein Hitzeschildelement skizziert. Es zeigen:

Fig. 1
eine beispielhafte Ausführungsform für eine erfindungsgemäße Dichtung;
Fig. 2
eine beispielhafte Ausführungsformen für ein erfindungsgemäßes Hitzeschildelement;
Fig. 3
die Dichtung gemäß Fig. 1 in der Seitenansicht;
Fig. 4
die Dichtung gemäß Fig. 1 in der Draufsicht;
Fig. 5
eine Detailansicht des ersten Endabschnitts der Dichtung;
Fig. 6
ein Querschnitt durch das Hitzeschildelement im Detail im Bereich der Dichtung;
Fig. 7
eine Ansicht wie zuvor mit dem auf einer Tragstruktur montierten Hitzeschildelement;
Fig. 8
ein Längsschnitt durch das Hitzeschildelement im Bereich der Dichtung;
Fig. 9
eine Ansicht wie zuvor mit dem auf der Tragstruktur montierten Hitzeschildelement;
Fig. 10
eine Ansicht wie bei Fig. 9 mit einer thermischen Verformung des Hitzeschildelements.
An exemplary embodiment for a seal and a heat shield element is outlined in the following figures. Show it:
1
an exemplary embodiment of a seal according to the invention;
2
an exemplary embodiment for a heat shield element according to the invention;
3
the seal according to 1 in side view;
4
the seal according to 1 in top view;
figure 5
a detailed view of the first end portion of the seal;
6
a cross section through the heat shield element in detail in the area of the seal;
7
a view as before with the heat shield element mounted on a support structure;
8
a longitudinal section through the heat shield element in the area of the seal;
9
a view as before with the heat shield element mounted on the support structure;
10
a view like at 9 with a thermal deformation of the heat shield element.

In der Fig. 1 wird eine beispielhafte Ausführungsform für eine erfindungsgemäße Dichtung 11 in perspektivischer Ansicht auf die Anlagefläche 14 skizziert. Dabei erstreckt sich die Dichtung entlang einer Längsrichtung von einem Ende bis zum gegenüberliegenden Ende. Zu erkennen ist eine bogenförmige Gestalt, welche sich durch die Formgebung der Brennkammer und somit des Hitzeschildelements 01 ergibt. Bei der schmalen sichtbaren Seite mit der bogenförmigen Formgebung handelt es sich um die Anlagefläche 14. Quer hierzu sichtbar ist die ebene Seitenflanke 19. An den beiden gegenüberliegenden Endabschnitten 15, 16 nimmt jedoch die Dichtungshöhe 21 zum Ende hin deutlich ab.In the 1 an exemplary embodiment of a seal 11 according to the invention is sketched in a perspective view of the contact surface 14 . The seal extends along a longitudinal direction from one end to the opposite end. A curved shape can be seen, which results from the shape of the combustion chamber and thus of the heat shield element 01. The narrow visible side with the arcuate shape is the contact surface 14. The flat side flank 19 is visible transversely to this. At the two opposite end sections 15, 16, however, the seal height 21 decreases significantly towards the end.

Wesentlich für die erfindungsgemäße Ausführungsform ist das Vorhandensein mehrerer Aussparungen 12, welche 12 sich gleichfalls abschnittsweise entlang der Längsrichtung und hierbei ausgehend von der Anlagefläche 14 in die Dichtung 11 hinein erstrecken.What is essential for the embodiment according to the invention is the presence of a plurality of recesses 12, which 12 also extend in sections along the longitudinal direction and here, starting from the contact surface 14, into the seal 11.

In der nachfolgenden Fig. 2 ist ein beispielhaftes erfindungsgemäßes Hitzeschildelement 01 in perspektivischer Ansicht skizziert. Dargestellt ist das Hitzeschildelement 01 mit der Kaltseite 04, wobei sich gegenüberliegend nicht sichtbar die Heißseite 03 befindet. Die Heißseite 03 ist dabei dem Inneren der Brennkammer zugewandt. Weiterhin zu erkennen ist, dass das Hitzeschildelement 01 einen umlaufenden, sich von der Heißseite 03 zur Kaltseite 04 erstreckenden Steg aufweist. An zwei gegenüberliegenden Seitenrändern weisen die Stege dabei eine sich jeweils in einer Längsrichtung erstreckende Dichtungsnut 05 auf.In the following 2 an exemplary heat shield element 01 according to the invention is outlined in a perspective view. Shown is the heat shield element 01 with the cold side 04, with the hot side 03 not being visible opposite. The hot side 03 faces the interior of the combustion chamber. It can also be seen that the heat shield element 01 has a circumferential web that extends from the hot side 03 to the cold side 04 . On two opposite side edges, the webs have a sealing groove 05 each extending in a longitudinal direction.

Hier dargestellt ist weiterhin die Dichtung 11 - wie in Fig. 1 dargestellt - eingesetzt in der Dichtungsnut auf der linken Seite der Darstellung. In der gegenüberliegenden Dichtungsnut 05 auf der rechten Seite der Darstellung ist gleichfalls die Verwendung einer entsprechenden Dichtung mit Aussparungen vorgesehen. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass eine Dichtung mit Aussparungen in einem quer verlaufenden Steg verwendet wird.Seal 11 is also shown here - as in 1 shown - installed in the seal groove on the left side of the illustration. In the opposite sealing groove 05 on the right-hand side of the illustration, the use of a corresponding seal with recesses is also provided. Furthermore, it can be provided that a seal with recesses in a transverse web is used.

In den Figuren 3, 4 und 5 wird nochmals die Dichtung aus Fig. 1 in einer Seitenansicht auf eine Seitenflanke 19 - Fig. 3 - und in einer Draufsicht auf die Nutfläche 13, d. h. von der Heißseite 03 aus - Fig. 4 - und eine Detailansicht auf einen ersten Endabschnitt 15 der Dichtung 11 - Fig. 5.In the Figures 3, 4 and 5 the seal will go out again 1 in a side view on a side flank 19 - 3 - and in a plan view of the groove surface 13, ie from the hot side 03 - 4 - and a detailed view of a first end section 15 of the seal 11 - figure 5 .

Die Dichtung 11 erstreckt sich entlang einer Längsrichtung und weist dabei einen bogenförmigen Verlauf auf. Auf der Heißseite befindet sich eine Nutfläche 13, welche 13 sich im montierten Zustand in der Dichtungsnut 05 befindet. Gegenüberliegend befindet sich die Anlagefläche 14, welche 14 bei der Montage des Hitzeschildelements 01 auf einer Tragstruktur 09 zur Auflage kommt. Dabei bildet der Abstand von der Nutzfläche 13 zur Anlagefläche 14 die Dichtungshöhe 21. Diese ist bis auf die beiden Endabschnitte 15 und 16 im Wesentlichen konstant und entspricht hierbei einer Nennhöhe der Dichtung 11. Die beiden gegenüberliegenden Seitenflanken 19 sind hierbei eben ausgeführt, sodass die Dichtung 01 eine konstante Dichtungsbreite aufweist.The seal 11 extends along a longitudinal direction and has an arcuate course. There is a groove surface 13 on the hot side, which 13 is in the sealing groove 05 in the assembled state. Opposite is the contact surface 14, which 14 comes to rest on a support structure 09 when the heat shield element 01 is installed. The distance from the useful surface 13 to the contact surface 14 forms the seal height 21. This is essentially constant except for the two end sections 15 and 16 and corresponds to a nominal height of the seal 11. The two opposite side flanks 19 are flat here, so that the seal 01 has a constant seal width.

Zu erkennen sind wiederum die Aussparungen 12, welche 12 auf der Kaltseite 04 angeordnet sind und sich ausgehend von der Anlagefläche 14 in Richtung zur Heißseite 03 erstrecken. Dabei weisen die Aussparungen 12 eine Tiefe 22 auf, welche 22 in diesem Ausführungsbeispiel ungefähr der 0,3-fachen Dichtungshöhe 21 entspricht. Vorteilhaft ist jedoch eine Ausführung mit einer etwas geringeren Tiefe als hier dargestellt.The recesses 12 can again be seen, which are arranged on the cold side 04 and, starting from the contact surface 14, extend in the direction of the hot side 03. The recesses 12 have a depth 22 which corresponds to approximately 0.3 times the height 21 of the seal in this exemplary embodiment. However, an embodiment with a slightly smaller depth than shown here is advantageous.

Weiterhin zu erkennen ist die abweichende Formgebung der Endabschnitte 15 und 16. Hierbei nimmt der Abstand von der Nutzfläche 13 zur Anlagefläche 14 zum Ende hin ab, sodass die Höhe an den beiden gegenüberliegenden Enden der Dichtung auf ungefähr der 0,3-fachen Nennhöhe - im Wesentlichen entsprechend der Dichtungshöhe 21 im Verlauf zwischen den Endabschnitten 15, 16 - reduziert ist.The different shape of the end sections 15 and 16 can also be seen. The distance from the useful surface 13 to the contact surface 14 decreases towards the end, so that the height at the two opposite ends of the seal is approximately 0.3 times the nominal height - im Substantially corresponding to the seal height 21 in the course between the end portions 15, 16 - is reduced.

Weiterhin zu erkennen ist, dass sich auf der Heißseite 03 an den beiden Endabschnitten 15, 16 jeweils eine Erhebung 17 befindet. Die Höhe der Erhebung 17 gegenüber der benachbarten Nutfläche 13 ist relativ gering gewählt. Aufgabe der Erhebungen 17 ist insbesondere die Herstellung einer definierten Auflage an einem Nutgrund 06 der Dichtungsnut 05.It can also be seen that on the hot side 03 there is an elevation 17 on each of the two end sections 15, 16. The height of the elevation 17 compared to the adjacent groove surface 13 is selected to be relatively small. The task of the elevations 17 is in particular to produce a defined support on a groove base 06 of the sealing groove 05.

An dem ersten Endabschnitt 15 befinden sich weiterhin auf der Heißseite 03 zwei Vertiefungen 18. Diese 18 ermöglichen eine Fixierung der Dichtung 11 an dem Hitzeschildelement 01 in Längsrichtung.On the first end section 15 there are also two indentations 18 on the hot side 03. These 18 enable the seal 11 to be fixed to the heat shield element 01 in the longitudinal direction.

In den Figuren 6 und 7 ist eine Detailansicht auf das Hitzeschildelement 01 mit der Dichtung 11 im Querschnitt dargestellt. Zu erkennen ist das Hitzeschildelement 01 mit dem hier dargestellten Steg, welcher sich von der Heißseite zur Kaltseite 04 erstreckt und auf der Kaltseite 04 die Dichtungsnut 05 aufweist. In der Dichtungsnut 05 befindet sich die Dichtung 11, wobei sich die Aussparung 12 auf der Kaltseite 04 befindet.In the figures 6 and 7 a detailed view of the heat shield element 01 with the seal 11 is shown in cross section. The heat shield element 01 can be seen with the web shown here, which extends from the hot side to the cold side 04 and has the sealing groove 05 on the cold side 04 . The seal 11 is located in the seal groove 05, with the recess 12 being located on the cold side 04.

In der Fig. 6 dargestellt ist der spannungsfreie Einbau der Dichtung 11 am Hitzeschildelement 01, wobei ein größerer Freiraum zwischen der Nutfläche 13 und dem Nutgrund 06 der Dichtungsnut 05 vorhanden ist. Demgegenüber ist in der Fig. 7 der Einbau an einer Tragstruktur 09 skizziert, sodass sich der Abstand zwischen dem Nutgrund 06 und der Nutfläche 13 reduziert.In the 6 shown is the stress-free installation of the seal 11 on the heat shield element 01, with a larger free space between the groove surface 13 and the groove bottom 06 of the seal groove 05 being present. In contrast, in 7 the installation on a support structure 09 is outlined, so that the distance between the groove base 06 and the groove surface 13 is reduced.

Weiterhin zu erkennen ist, dass ein Spalt 10 zwischen dem Hitzeschildelement 01 und der Tragstruktur 09 vorhanden ist wobei zudem die Aussparung 12 einen freien Durchgang für einen Kühlluftstrom ermöglicht.It can also be seen that there is a gap 10 between the heat shield element 01 and the support structure 09, with the recess 12 also allowing a free passage for a flow of cooling air.

Hierzu zeigen weiterhin die Figuren 8-10 die Anordnung der Dichtung 11 am Hitzeschildelement 01 in einem Längsschnitt, d. h. entlang der Längsrichtung. Wie aus der Fig. 8 ersichtlich ist, ist die Dichtung 11 in der Dichtungsnut 05 aufgenommen. Dabei liegt die Dichtung 11 mit den beiden Erhebungen 17, welche 17 sich an den Endabschnitten 15 und 16 befinden am Nutgrund 06 der Dichtungsnut 05 an. Demgegenüber gibt es zwischen den Endabschnitten 15 und 16 einen Freiraum zwischen der Nutfläche 13 und dem Nutgrund 06.The Figures 8-10 the arrangement of the seal 11 on the heat shield element 01 in a longitudinal section, ie along the longitudinal direction. How from the 8 As can be seen, the seal 11 is accommodated in the seal groove 05. The seal 11 with the two elevations 17, which 17 are located on the end sections 15 and 16, rests on the groove base 06 of the seal groove 05. In contrast, there is a free space between the end sections 15 and 16 between the groove surface 13 and the groove bottom 06.

Durch den Einbau des Hitzeschildelements 01 mit der Dichtung 11 auf der Tragstruktur 09 einer Brennkammer wird die Dichtung 11 verformt - siehe Fig. 9 - mit einer Reduzierung des Abstands von der Nutfläche 13 zum Nutgrund 06.By installing the heat shield element 01 with the seal 11 on the support structure 09 of a combustion chamber, the seal 11 is deformed - see 9 - with a reduction in the distance from the groove surface 13 to the groove bottom 06.

Sofern thermische Verformungen auftreten ist es möglich, dass sich das Hitzeschildelement 01 in deren Mitte von der Tragstruktur 09 entfernt. Dennoch liegt die Dichtung 11 mit der Anlagefläche 11 auf der Tragstruktur 09, wobei sich der Abstand von der Nutfläche 13 zum Nutgrund 06 wieder erhöht - siehe Fig. 10.If thermal deformations occur, it is possible for the heat shield element 01 to move away from the support structure 09 in the middle. Nevertheless, the seal 11 lies with the contact surface 11 on the supporting structure 09, the distance from the groove surface 13 to the groove base 06 increasing again—see FIG 10 .

Wesentlich für die Erfindung sind die Aussparungen 12 in der Dichtung 11, welche 12 weitgehend unabhängig von der Verformung des Hitzeschildelements 01 eine kontrollierte Kühlluftströmung gewährleistet.Essential for the invention are the recesses 12 in the seal 11, which 12 largely independent of the deformation of the heat shield element 01 ensures a controlled flow of cooling air.

Claims (11)

Dichtung (11) zur Verwendung bei einem Hitzeschildelement (01), welches (01) eine Heißseite (03) und eine gegenüber liegende Kaltseite (04) und zumindest eine sich in einer Längsrichtung erstreckende zur Kaltseite (04) offene Dichtungsnut (05) aufweist, wobei sich die Dichtung (11) entlang der Längsrichtung über eine Dichtungslänge erstreckt und auf der Heißseite (03) eine Nutfläche (13) und auf der Kaltseite (04) eine Anlagefläche (14) und einander gegenüberliegende von der Nutfläche (13) zur Anlagefläche (14) erstreckende Seitenflanken (19) aufweist, wobei eine Dichtungshöhe (21) von der Nutfläche (13) zur Anlagefläche (14) und eine Dichtungsbreite zwischen den Seitenflanken (19) gegeben ist,
gekennzeichnet durch
mehrere zueinander beabstandete Aussparungen (12), welche (12) sich abschnittsweise entlang der Längsrichtung von der Anlagefläche (14) ausgehend zur Heißseite (03) hin erstrecken.A seal (11) for use in a heat shield element (01) which (01) has a hot side (03) and an opposite cold side (04) and at least one sealing groove (05) which extends in a longitudinal direction and is open towards the cold side (04), wherein the seal (11) extends along the longitudinal direction over a seal length and on the hot side (03) has a groove surface (13) and on the cold side (04) a contact surface (14) and opposite one another from the groove surface (13) to the contact surface ( 14) has extending side flanks (19), with a sealing height (21) from the groove surface (13) to the contact surface (14) and a sealing width between the side flanks (19) being given,
marked by
a plurality of spaced-apart recesses (12) which (12) extend in sections along the longitudinal direction from the contact surface (14) towards the hot side (03). Dichtung (11) nach Anspruch 1,
bestehend aus einem metallischen Material.Seal (11) according to claim 1,
consisting of a metallic material. Dichtung (11) nach Anspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet durch eine konstante Dichtungsbreite zwischen den beiden Seitenflanken (19), wobei insbesondere die Seitenflanken (19) eben sind.Seal (11) according to claim 1 or 2,
characterized by a constant sealing width between the two side flanks (19), the side flanks (19) in particular being flat. Dichtung (11) nach einer der Ansprüche 1 bis 3,
wobei sich die Aussparungen (12) entlang der Längsrichtung in Summe über zumindest 10%, insbesondere zumindest 20%, und über maximal 40%, insbesondere maximal 30%, der Dichtungslänge erstrecken.Seal (11) according to one of claims 1 to 3,
wherein the recesses (12) extend along the longitudinal direction over a total of at least 10%, in particular at least 20%, and over a maximum of 40%, in particular a maximum of 30%, of the length of the seal. Dichtung (11) nach einer der Ansprüche 1 bis 4,
wobei die Aussparungen (12) eine Tiefe (22) von zumindest 5%, insbesondere zumindest 10%, und maximal 40%, insbesondere maximal 20%, der Dichtungshöhe (21) aufweisen.Seal (11) according to one of claims 1 to 4,
wherein the recesses (12) have a depth (22) of at least 5%, in particular at least 10%, and at most 40%, in particular have a maximum of 20% of the seal height (21). Dichtung (11) nach einer der Ansprüche 1 bis 5,
wobei eine Nennhöhe definiert ist als nominaler Abstand von der Nutfläche (13) zur Anlagefläche (14); und - wobei die Dichtungshöhe (21) über zumindest 80% der Dichtungslänge der Nennhöhe +/- 10% entspricht; und/oder - wobei an einem oder an beiden Endabschnitten (15, 16) die Dichtungshöhe (21) auf der Heißseite (03) zum jeweiligen Ende hin auf weniger als 50% der Nennhöhe abnimmt; und/oder - wobei an einem oder an beiden Endabschnitten (15, 16) auf der Heißseite (03) beabstandet vom jeweiligen Ende eine Erhebung (17) angeordnet ist, welche (17) eine Höhe von zumindest 1% und maximal 10% der Nennhöhe aufweist; und/oder - wobei an einem Endabschnitt (15) auf der Heißseite (03) beabstandet zum Ende, insbesondere zwischen dem Ende und der Erhebung (17), zumindest eine Vertiefung (18) vorhanden ist, welche (18) eine Tiefe von zumindest 5% und maximal 20% der Nennhöhe aufweist. Seal (11) according to one of claims 1 to 5,
a nominal height being defined as the nominal distance from the groove surface (13) to the abutment surface (14); and - wherein the seal height (21) corresponds to the nominal height +/- 10% over at least 80% of the seal length; and or - wherein at one or at both end sections (15, 16) the sealing height (21) on the hot side (03) decreases towards the respective end to less than 50% of the nominal height; and or - an elevation (17) being arranged on one or both end sections (15, 16) on the hot side (03) at a distance from the respective end, which elevation (17) has a height of at least 1% and at most 10% of the nominal height; and or - there being at least one depression (18) on an end section (15) on the hot side (03) at a distance from the end, in particular between the end and the elevation (17), which (18) has a depth of at least 5% and a maximum of 20% of the nominal height. Hitzeschildelement (01) zur Verwendung bei einem Hitzeschild einer Brennkammer mit zumindest einer Dichtung nach (11) einer der vorhergehenden Ansprüche.Heat shield element (01) for use in a heat shield of a combustion chamber with at least one seal according to (11) one of the preceding claims. Hitzeschildelement (01) nach Anspruch 7,
wobei zumindest bei Raumtemperatur die Dichtung (11) an beiden gegenüberliegenden Endabschnitten (15, 16), insbesondere mit den Erhebungen (17), auf einem Nutgrund (06) der Dichtungsnut (05) aufliegt und im Bereich zwischen den beiden Endabschnitten (15, 16) ein Freiraum zwischen dem Nutgrund (06) und der Nutfläche (13) vorhanden ist.Heat shield element (01) according to claim 7,
at least at room temperature, the seal (11) rests on both opposite end sections (15, 16), in particular with the elevations (17), on a groove base (06) of the seal groove (05) and in the area between the two end sections (15, 16 ) there is a free space between the groove base (06) and the groove surface (13). Hitzeschild zur Verwendung bei einer Brennkammer einer Gasturbine umfassend eine Tragstruktur (09) und eine Mehrzahl Hitzeschildelemente (01) mit Dichtung (11) nach einer der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dichtungen (11) mit der Anlagefläche (14) auf der Tragstruktur (09) aufliegen.Heat shield for use in a combustion chamber of a gas turbine, comprising a support structure (09) and a plurality of heat shield elements (01) with a seal (11) according to any one of the preceding claims, wherein the seals (11) rest with the contact surface (14) on the support structure (09). Hitzeschild nach Anspruch 9,
wobei zumindest bei Raumtemperatur die Dichtung elastisch verformt ist und der Abstand vom Nutgrund (06) zur Nutfläche (13) gegenüber einer spannungsfreien Lage reduziert ist.Heat shield according to claim 9,
the seal being elastically deformed at least at room temperature and the distance from the groove base (06) to the groove surface (13) being reduced compared to a stress-free position. Hitzeschild nach Anspruch 9 oder 10,
wobei zwischen dem Hitzeschildelement (01) selbst und der Tragstruktur (09) zumindest im Bereich der Aussparungen (12) ein Spalt (10) gegeben ist.Heat shield according to claim 9 or 10,
there being a gap (10) between the heat shield element (01) itself and the supporting structure (09) at least in the region of the recesses (12).
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