JP2000512370A - 特にガスタービン設備の構造部品の熱遮蔽構造 - Google Patents

特にガスタービン設備の構造部品の熱遮蔽構造

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JP2000512370A JP10501064A JP50106498A JP2000512370A JP 2000512370 A JP2000512370 A JP 2000512370A JP 10501064 A JP10501064 A JP 10501064A JP 50106498 A JP50106498 A JP 50106498A JP 2000512370 A JP2000512370 A JP 2000512370A
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Abstract

(57)【要約】 この発明は、特にガスタービン設備の構造部品の熱遮蔽構造に関する。この発明の対象は、支持構造部(1)を高温流体から保護するための、耐熱材料からなる内張り(2a)を備えた熱遮蔽構浩であり、この内張りは間隙(2b)を残して表面を覆うように互いに並んで配置され、熱により動き得るように支持構造部(1)にボルト(4)により固定された耐高温性の板状の熱遮蔽要素から構成される。この熱遮蔽要素(2)は耐浸食性かつ耐食性の材料からなる。各熱遮蔽要素(2)と支持構造部(1)との間にはそれぞれ耐火性セラミックスからなる熱絶縁石材(3)が配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】 特にガスタービン設備の構造部品の熱遮蔽構造 本発明は、支持構造部を高温流体に対して保護するための請求項1の前文によ る熱遮蔽構造に関する。 かかる熱遮蔽構造は例えばヨーロッパ特許第0224817号明細書から公知 である。この特許明細書によれば熱遮蔽構造は耐熱材料からなる内張りを備える ことが提案される。この内張りは間隙を残して表面を覆うように相並んで配置さ れた耐熱性の板状熱遮蔽要素から構成されている。個々の熱遮蔽要素は熱で動き 得るように支持構造部に互いにボルトで固定されている。 個々の熱遮蔽要素は傘部と軸部とを備えた茸状に形成され、この傘部は平面的 な或いは立体的な多角形の板状体である。 耐熱材料からなる内張りを備え、支持構造部を高温流体に対して保護するため のかかる熱遮蔽構造は、特にガスタービンの燃焼室を形成するために使用される 。ガスタービンの燃焼室では燃焼動作中に内張りを侵す雰囲気が発生する。ガス タービンの運転中にこの内張りは比較的高い温度に曝される。この場合、内張り の熱荷重の他に、温度及びガス雰囲気に基づき熱遮蔽要素の構造変化が起きる。 熱遮蔽構造の個々の熱遮蔽要素はまた、ガスタービンの燃焼室における燃焼動作 中に生ずる振動による動的荷重も受ける。内張り、従って個々の熱遮蔽要素の熱 荷重を減らすために、熱遮蔽要素を燃焼室の壁側から冷却することは公知である 。冷却媒体は熱遮蔽要素の下面を還流し、個々の熱遮蔽要素の間の間隙を通って 熱遮蔽要素の冷却を行って燃焼室に流入する。しかし、冷却空気を燃焼室の中に 導入すると、過剰空気で燃焼が行われるので、窒素酸化物の放出を増大させる。 窒素酸化物の放出はしかしながら望ましくない。ガスタービンが高温で運転され ねばならないときには、また冷却媒体の消費の増大を伴う。 ドイツ特許出願公開第4114768号明細書には、高温ガスを導き、支持壁 を持つ構造部、特にガスタービンの内筒の、多数の石材からなる熱遮蔽が記載さ れている。この石材はほぼ全面を覆うように相並んで配置され、それぞれ少なく とも1つのそれぞれの保持体により支持壁に固定されている。各石材は支持壁側 の冷温側と、支持壁とは反対側の高温側と、この冷温側を高温側に結ぶ少なくと も2つの側面部とを持っている。各それぞれの保持体は支持壁に固定され、それ ぞれの石材を両側面部間の冷温側において包むような少なくとも2つの共同作用 をするクランプ片を有している。各保持体は好ましくは金属の薄板から、各石材 はセラミックスからなる。 本発明の課題は、より高温においても効果的な上述の種類の改良された熱遮蔽 構造を創作することにある。さらに、この熱遮蔽構造により冷却媒体の需要及び 消費を減少しようとするものである。この発明のさらにもう1つの目的は、ガス タービンからの窒素酸化物の放出を減少させることにある。 この発明によれば、この課題は、請求項1の特徴を備えた積層構造を持つ熱遮 蔽構造によって解決される。この熱遮蔽構造の有利な改良及び構成例は請求項1 に係属する請求項に記載されている。 支持構造を高温流体から保護するための、耐熱材料からなる内張りを備えたこ の発明による熱遮蔽構造は、熱遮蔽要素が耐浸食性かつ耐食性の特に耐高温性の 材料からなることが優れている。各熱遮蔽要素と支持構造部との間には熱絶縁部 が形成されている。熱遮蔽構造のこの構成により内張りの積層構造が達成される 。内張りのこのような積層構造により内張りの個々の責務の機能分離が達成され る。例えば、ヨーロッパ特許第0224817号明細書、ドイツ特許第1173 734号明細書或いはドイツ特許出願公開第1052750号明細書に記載され ているような内張り構成に対する従来公知の提案によれば、個々の熱遮蔽要素は それに課せられる全ての要求をそれ自体で統一的に満たさねばならなかった。こ れに制約されて熱遮蔽要素の材料選択が制限されている。これに対して内張りの 積層構造及び適切な材料選択により、この内張りはその使用もしくは適用目的に より良く合わせることができる。熱遮蔽要素はガス雰囲気の浸食及び腐食作用に 関する1つの保護機能を持っている。熱遮蔽要素はこのようなものとして必ずし も強制的に熱絶縁性として機能する必要はない。各熱遮蔽要素と支持構造部との 間に形成されている熱絶縁部は、特に、繊維材料のマットによって或いは耐火性 セラミックスによって形成されるのがよい。耐火性セラミックスとは例えば熱絶 縁石 材である。熱絶縁部が熱遮蔽要素によって浸食及び腐食から保護されていること によって、熱絶縁部は例えば燃焼室におけるガス雰囲気によって侵されることも ある材料で形成することができる。内張りは必要に応じて冷却媒体により冷却す ることができる。冷却媒体の消費は内張りの積層構造により減少する。冷却媒体 が空気の場合には、燃焼室に導入される空気の量も減少する。これにより燃焼室 における燃焼が理想的な空気割合の付近で行われ、これにより窒素酸化物の放出 が削減される。この熱遮蔽構造によりタービンの入口温度を上げることもできる 。温度の均等化は空気のろ過によっても実現することができる。 特に熱遮蔽要素は構造用セラミックスからなるのがよい。この構造用セラミッ クスが炭化ケイ素或いは窒化ケイ素であると好ましい。このような材料からなる 構造用セラミックスは、ガス雰囲気の腐食及び浸食作用に関して鈍感であるとい う好ましい特性を持っている。さらに構造用セラミックスは耐熱性の点で優れて いる。炭化ケイ素及び窒化ケイ素は熱遮蔽要素を形成するために使用できる好適 な材料である。熱遮蔽要素は、しかしながら、特性が前記の好適な材料と類似で ある限り、他のセラミック材料で形成することもできる。熱遮蔽要素は特にほぼ 板状に形成されるのがよい。熱遮蔽要素は少なくとも高温流体側の縁部が湾曲し て形成されている構成が好適である。 さらに有利な構成においては熱遮蔽要素及び熱絶縁石材はほぼその面積が等し い。 構造用セラミックスの代わりに、熱遮蔽要素はセラミックコーティングした金 属板とすることもできる。 熱遮蔽要素は固定要素、特にボルトによって支持構造部に固定されている。こ のボルトは、好ましくは、セラミック材料、殊に熱遮蔽要素と同じ材料、特に炭 化ケイ素或いは窒化ケイ素からなるボルトとされる。このボルトは特に一方の自 由端に頭部を持つのがよい。熱遮蔽要素はボルトが貫通して挿入される貫通口を 持ち、その際ボルトの頭部が熱遮蔽要素の上に載置される。このボルトの頭部に より、一方では熱遮蔽要素が固定保持され、他方ではボルトの頭部が熱遮蔽要素 の貫通口を密封する。熱遮蔽要素はボルトの頭部のための座を持ち、その結果こ の頭部が熱遮蔽要素に没入しているのがよい。これにより熱遮蔽要素の面が平坦 となる。組立を簡単にするために熱絶縁石材は特に通路を持ち、これを貫通して ボルトが挿入されるのがよい。このボルト、熱遮蔽要素及び熱絶縁石材の異なる 熱膨張を補償するために、ボルトは熱絶縁石材の通路に特に遊びをもって配置さ れるのがよい。 熱遮蔽要素は、特に熱で動き得るように、支持構造部に固定要素、特にボルト により固定されるのがよい。材料の異なる熱膨張係数に基づいて発生する異なる 熱膨張を補償するために、ボルトは特にばね力に抗してボルトの軸線方向に変位 可能であるのがよい。ボルトの固定は特に支持構造部の、内張りとは反対側の壁 で行われるのがよい。このために支持構造部は少なくとも1つの壁を持ち、これ を貫通してボルトの少なくとも1つの軸部分が延びている。このボルトの軸部分 にはばね要素、好ましくは圧縮ばねが係合している。さらに異なる1つの有利な 実施態様によれば、圧縮ばねがボルトの軸部分を取り囲んでいることが提案され る。特に、ボルトの軸部分には、圧縮ばねの第一の座を形成する保持要素が配置 されるのがよい。支持構造部の壁には、特に圧縮ばねの第二の座を形成する間隔 片が配置されるのがよい。 保持要素はボルトの軸部分に取外し可能に、好ましくは楔状に結合されている 。このためにこの軸部分は環状溝を備え、これに楔、好ましくは保持要素に形成 された楔状の環状突起が嵌まっている。圧縮ばねがそのばね特性を汚物の堆積或 いは腐食により失うことがないようにするために、特に、キャップと保持要素と 間隔片とで1つの室を形成し、その際キャップが間隔片を取り囲むように、キャ ップが保持要素に結合されるのがよい。これに代わって、キャップを間隔片と結 合することもでき、この場合キャップは間隔片を取り囲む。最後に挙げた実施態 様において、キャップ内部における保持要素の移動はピストン−シリンダ装置の ように行われる。圧縮ばねの点検のためにキャップは保持要素もしくは間隔片と 取外し可能に結合され、好ましくはねじ止めされている。 熱遮蔽構造の実施例の1つによれば熱遮蔽構造の組立は、熱絶縁石材の上に熱 遮蔽要素が配置されることにより行われる。次いでボルトが熱遮蔽要素及び熱絶 縁石材を通して貫挿される。その際ボルトの軸部分が熱絶縁石材から突き出てい る。この軸部分は次いで燃焼室の壁に形成されている孔を貫通して導かれる。こ の組立を簡単にするために、間隔片は熱絶縁石材の通路に挿入される案内筒を備 えることが提案される。この構成により熱絶縁石材を間隔片の案内筒に予備組立 することが行われる。熱遮蔽構造を形成する際には、従って、先ず全ての熱絶縁 石材が案内筒によって燃焼室の壁に取付けられる。さらに続いて熱遮蔽要素がボ ルトにより熱絶縁石材に取付けられる。 ボルトもしくは熱遮蔽要素がその機能を喪失した場合に熱絶縁石材が構造部と 結合されていることを確実にするために、これらは特に固定ボルトにより構造部 と結合されているようにするのがよい。 熱遮蔽要素の外形は種々の形に形成することができる。熱絶縁石材が場合によ ってはずれたりもしくは捩じれたりすることにより、これが隣接の熱絶縁石材に 接触することがないようにするために、熱絶縁石材は好ましくは熱遮蔽要素と形 状的にしっかりと結合されるようにするのがよい。このために熱絶縁石材は特に 1つの面に切欠きを備え、これに熱遮蔽要素に対応して形成された突起が嵌まり 込んでいるのがよい。これにより熱絶縁石材の熱遮蔽要素に対する相対的なずれ もしくは捩じれが阻止される。 熱遮蔽構造のさらに異なる有利な構成例によれば、熱遮蔽構造は冷却媒体で冷 却される。熱遮蔽構造の冷却はそれ自体公知である。この公知の冷却方法とは異 なり、冷却媒体は熱遮蔽要素と熱絶縁石材との間を通って導かれる。このために 少なくとも1つの冷却媒体通路が熱遮蔽要素と熱絶縁石材との間に設けられてい る。この冷却媒体通路は冷却媒体供給通路と接続されている入口と、周囲の大気 に向かって開放されている出口とを備えている。冷却媒体通路の形成は、特に、 熱遮蔽要素が熱絶縁部に対して間隔をもって配置され、これにより間隙状の冷却 媒体通路が形成されることによって行われる。熱遮蔽要素と熱絶縁部との間の間 隔は0.3〜1.5mm、好ましくは1mmである。このような間隔を熱遮蔽要 素と熱絶縁部との間に維持するために、特に、少なくとも1つの間隔片をこれら の構造部品の間に形成するのがよい。この間隔が0.3〜1.5mm、好ましく は1mmである構成が好ましい。特に、3つの間隔片を仮想の円周上に配置して 設け、この仮想の円周の中心がほぼ熱遮蔽要素の中心部にあるようにするのがよ い。このような構成においては熱遮蔽要素に係合するボルトが熱遮蔽要素の中心 部に配置されている。 間隔片は熱遮蔽要素及び/又は熱絶縁石材に形成される。この間隔片が熱遮蔽 要素或いは熱絶縁石材の一体の構成要素を形成する構成がよい。間隔片は疾々の 形に形成されている。それらは例えばピラミッド台の形状に形成することができ る。熱遮蔽要素もしくは熱絶縁石材が載置される間隔片の載置面の面積は好まし くは9〜64mm2、特に25mm2である。 冷却媒体通路は熱絶縁石材及び/又は熱遮蔽要素の中に部分的に形成されるこ とができる。冷却媒体の供給は熱絶縁石材に形成された通路を介して行われる。 キャップが少なくとも1つの冷却媒体供給孔を備えることが提案される。この冷 却媒体供給孔をキャップに形成することにより冷却は制御可能になる。冷却媒体 供給孔はそれぞれ冷却流体の絞り部を形成する。冷却媒体の損失をできるだけ少 なくするために、室は周囲に向かってほぼ気密に閉塞されていることが提案され る。 この発明による熱遮蔽構造の詳細な長所及び特徴を図面に示された3つの実施 例を参照して説明する。 図1は第一の実施例の熱遮蔽構造の全断面図を、 図2は図1の構造の下面図を、 図3は熱遮蔽構造の第二の実施例の全断面図を、 図4は間隔片を備えた熱遮蔽要素の正面図を、 図5は図4による熱遮蔽要素を下面図で示す。 図1は支持構造部1を高温流体に対して保護するための熱遮蔽構造の一部分を 示す。この部分は内張り2aを形成している。この内張り2aは間隙2bを残し て表面を覆うように互いに並べて配置された熱遮蔽要素2から構成されている。 この熱遮蔽要素2は耐浸食性かつ耐食性の材料から形成されている。好ましくは この場合熱遮蔽要素2はセラミックコーティングした金属板である。熱遮蔽要素 2と支持構造部1との間には熱絶縁石材3が配置されている。この熱絶縁石材3 は耐火性セラミックスからなる。 熱遮蔽要素2と支持構造部1との結合は固定要素、特にボルト4により行われ ている。このボルト4は熱遮蔽要素2に形成された貫通口5を貫通して延びてい る。このボルト4は一方の自由端に、熱遮蔽要素2に載置されている頭部6を持 っている。熱遮蔽要素2はこのボルト4の頭部6のための座7を持っているので 、この頭部6は熱遮蔽要素2内に没入している。 熱絶縁石材3は通路8を持ち、この通路を貫通してボルト4が延びている。熱 絶縁石材3は支持構造部1上に載置されている。熱絶縁石材3は熱遮蔽要素2側 の面に切欠き9を持ち、これに熱遮蔽要素2に対応して形成された突起10が嵌 まっている。 図1の図示から明らかなように、ボルト4は支持構造部1の壁を通って延びて いる軸部分11を備えている。このために支持構造部1の壁は貫通孔12を備え ている。ボルト4の軸部分11は、圧縮ばねの形に形成されているばね要素13 によって取り巻かれている。このばね要素13の一方の受け座は保持要素14に よって形成されている。この保持要素14は円錐形に広がった孔17を持ち、こ れを通してボルト4の軸部分11が貫通して延びている。ボルト4はその軸部分 11に環状溝15を備え、これに楔16が嵌まっている。この楔16はばね要素 の円錐形に広がっている孔17に接している。この楔結合により保持要素14は ボルト4に保持される。保持要素14にはキャップ18がねじ止めされている。 このキャップ18は、支持構造部1の壁に向かって延びている外被19を備えて いる。キャップ18は円筒状に形成されている。キャップ18の、保持要素14 に対向している外被は、支持構造部1に配置された間隔片20を包持している。 この間隔片20は切欠きを持ち、これにばね要素13が嵌まり込んでいる。さら に、間隔片20は少なくとも部分的に熱絶縁石材3に入り込んでいる案内筒21 を備えている。この案内筒21の内部断面積はボルト4の軸の断面積よりも大き い。ばね要素13は予圧をもって間隔片20と保持要素14との間に配置されて いる。ばね要素13のばね力により保持要素14を介して外側に向かう力がボル ト4に加えられる。この力はボルト4の頭部6を介して熱遮蔽要素2に伝達され 、これにより熱遮蔽要素2が支持構造部1の壁に接している熱絶縁石材3に対し て押しつけられる。 キャップ18は、支持構造部1の壁に対して間隔をもって終わるように設定さ れている。これによりキャップ18がボルト4の軸方向に相対的にずれることが 許容されている。 熱絶縁石材3を付加的に固定するために支持構造部1の壁に固定ボルト22が 結合されている。この固定ボルト22は支持構造部1の壁に形成されている孔2 3を貫通して延びている。 固定ボルト22はナット24により支持構造部1の壁に結合されている。熱絶 縁石材3には袋穴25が形成され、これに固定ボルト22が挿入されている。固 定ボルト22の中及びこれを貫通して固定ピン26が延びている。この固定ピン 26は固定ボルト22の縦軸線に対してほぼ垂直に位置決めされている。固定ピ ン26を挿入するために熱絶縁石材3には孔27が形成されている。 図2は図1に示された構造の下面図を示す。切断線A−Aにより図1の面が示 されている。 図3には熱遮蔽構造の第二の実施例が図示されている。この構造の基本的構成 は図1及び2に示された構造に一致する。その限りにおいて、繰り返しを避ける ために、図1及び2の説明を援用する。 支持構造部1を高温流体に対して保護するための、図3に示された熱遮蔽構造 においては、熱遮蔽要素及び熱絶縁石材3を冷却することが示されている。この ためにキャップ18は室28に開口している孔29を備えている。この室28は 間隔片20とキャップ18と保持要素14とによって画成されている。孔29に は冷却流体接続管が接続される。冷却流体はこの孔29を通して室28に流入す る。室28からは冷却流体は案内筒21を通して熱絶縁石材3に形成されている 通路8に流入する。熱絶縁石材3と熱遮蔽要素2との間には外に向かう通路30 が形成され、これを通して通路8からの冷却流体がこの構造から流出する。この 通路30は図示の実施例では3個形成されている。この通路30は熱遮蔽要素2 及び熱絶縁石材3を並びにただ熱遮蔽要素2を切欠くことによっても形成するこ とができる。 図4は熱遮蔽要素2の1つの実施例を縦断面で示す。熱遮蔽要素2は例えば炭 化ケイ素或いは窒化ケイ素からなる。この熱遮蔽要素は図示されてない熱絶縁石 材の側の面に間隔片31を備えている。この間隔片31はほぼピラミッド台状に 形成されている。間隔片は約1mmの高さと約25mm2の載置面を持っている 。 間隔片31は仮想の円周K上に配置されている。この間隔片は相互に等間隔で 配置されるのがよい。仮想の円周Kの中心はほぼ熱遮蔽要素2の中心部にあり、 特にこの仮想の円周Kの中心が熱遮蔽要素2の幾何中心と一致するのがよい。 中心部Zには貫通開口5が形成され、これを貫通して、例えば図1もしくは3 に示されるようなボルト4が延びることができる。 間隔片31は、熱遮蔽要素2が熱絶縁石材3に対して間隔をもってこの上に配 置されることを保証している。その場合、冷却流体は熱絶縁石材3と熱遮蔽要素 2の間を貫流し、これにより熱遮蔽要素2が冷却される。熱遮蔽要素2と熱絶縁 石材3との間には間隔片31によって間隙状の冷却通路30が形成されている。 間隔片31は熱絶縁石材3に形成することも考えられる。間隔片31によって 生ずる冷却通路30の高さもしくは間隙の大きさは熱的に課せられる責務に合わ せて設定される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランツヘルト、ローベルト ドイツ連邦共和国 デー―13591 ベルリ ン ニデックシュタイク 6エー (72)発明者 ノイゲバウエル、ヘルムート ドイツ連邦共和国 デー―44807 ボッフ ム アム ハウスアッカー 49

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.耐熱材料からなる内張り(2a)を備え、この内張りが間隙(2b)を残し て表面を覆うように互いに並んで配置されかつ熱により動き得るように支持構造 部(1)にそれぞれ少なくとも1つの固定要素、特にボルト(4)により固定さ れている耐高温性のほぼ板状の熱遮蔽要素(2)から構成されている熱遮蔽構造 において、熱遮蔽要素(2)が耐浸食性かつ耐食性の材料からなり、各熱遮蔽要 素(2)と支持構造部(1)との間に熱絶縁部(3)が形成されていることを特 徴とする支持構造部(1)を高温流体に対して保護するための熱遮蔽構造。 2.熱遮蔽要素(2)が構造用セラミックスからなることを特徴とする請求項1 に記載の熱遮蔽構造。 3.熱遮蔽要素(2)が炭化ケイ素からなることを特徴とする請求項2に記載の 熱遮蔽構造。 4.熱遮蔽要素(2)が窒化ケイ素からなることを特徴とする請求項2に記載の 熱遮蔽構造。 5.熱遮蔽要素(2)が少なくとも一面側がセラミックコーティングされている 金属板からなることを特徴とする請求項1に記載の熱遮蔽構造。 6.熱遮蔽要素(2)の少なくとも1つの高温流体側の縁部領域が湾曲して形成 されていることを特徴とする請求項1乃至5の1つに記載の熱遮蔽構造。 7.熱絶縁部(3)が繊維材料からなるマットにより形成されていることを特徴 とする請求項1乃至6の1つに記載の熱遮蔽構造。 8.熱絶縁部(3)が耐火性セラミックスにより形成されていることを特徴とす る請求項1乃至6の1つに記載の熱遮蔽構造。 9.耐火性セラミックスが熱絶縁石材(3)の形で存在していることを特徴とす る請求項8に記載の熱遮蔽構造。 10.熱遮蔽要素(2)と熱絶縁石材(3)とがほぼ同面積であることを特徴と する請求項9に記載の熱遮蔽構造。 11.ボルト(4)が構造用セラミックス、好ましくは炭化ケイ素或いは窒化ケ イ素からなる請求項1乃至10の1つに記載の熱遮蔽構造。 12.熱絶縁部(3)が通路(8)を備え、これを貫通してボルト(4)が延び ていることを特徴とする請求項1乃至11の1つに記載の熱遮蔽構造。 13.ボルト(4)が通路(8)に遊びをもって配置されていることを特徴とす る請求項12に記載の熱遮蔽構造。 14.ボルト(4)が一方の自由端に頭部(6)を備え、熱遮蔽要素(2)が貫 通口(5)を備え、これを貫通してボルト(4)が延び、その頭部(6)が熱遮 蔽要素(2)に載っていることを特徴とする請求項1乃至13の1つに記載の熱 遮蔽構造。 15.熱遮蔽要素(2)が頭部(6)のための座(7)を備え、その結果この頭 部(6)が熱遮蔽要素(2)内に没入し、好ましくは熱遮蔽要素の表面と平坦面 を形成していることを特徴とする請求項14に記載の熱遮蔽構造。 16.頭部(6)が実質的に気密に熱遮蔽要素(2)に載っていることを特徴と する請求項14又は15に記載の熱遮蔽構造。 17.ボルト(4)がばね力に抗してボルト(4)の軸線方向に変位可能である ことを特徴とする請求項1乃至16の1つに記載の熱遮蔽構造。 18.支持構造部(1)が少なくとも1つの壁を備え、これを通してボルト(4 )の少なくとも1つの軸部分(11)が延びていることを特徴とする請求墳1乃 至17の1つに記載の熱遮蔽構造。 19.ボルト(4)の軸部分(11)にばね要素(13)が嵌まっていることを 特徴とする請求項18に記載の熱遮蔽構造。 20.ばね要素(13)が圧縮ばねであることを特徴とする請求項19に記載の 熱遮蔽構造。 21.保持要素(14)が軸部分(11)を取り囲んでいることを特徴とする請 求項20に記載の熱遮蔽構造。 22.軸部分(11)に保持要素(14)が、支持構造部(1)の壁に間隔片( 20)が配置され、この保持要素(14)がばね要素(13)の第一の受け座を 、そしてこの間隔片(20)がばね要素(13)の第二の受け座を形成している ことを特徴とする請求項19又は21に記載の熱遮蔽構造。 23.保持要素(14)がボルト(4)の軸部分(11)に取外し可能に結合さ れていることを特徴とする請求項22に記載の熱遮蔽構造。 24.保持要素(14)とボルト(4)との間に楔状結合が形成されていること を特徴とする請求項23に記載の熱遮蔽構造。 25.軸部分(11)が環状溝(15)を備え、これに保持要素(14)に形成 された楔状の環状突起(16)が嵌まっていることを特徴とする請求項23又は 24に記載の熱遮蔽構造。 26.キャップ(18)が保持要素(14)或いは間隔片(20)に結合され、 その結果キャップ(18)と保持要素(14)と間隔片(20)とが1つの室( 29)を形成し、その際キャップ(18)が保持要素(14)或いは間隔片(2 0)を取囲んでいることを特徴とする請求項22乃至25の1つに記載の熱遮蔽 構造。 27.キャップ(18)が保持要素(14)或いは間隔片(20)と取外し可能 に結合され、特にねじ止めされていることを特徴とする請求項26に記載の熱遮 蔽構造。 28.間隔片(20)が通路(8)に嵌入する案内筒(21)を備えていること を特徴とする請求項22乃至27の1つに記載の熱遮蔽構造。 29.熱絶縁部(3)、特に熱絶縁石材(3)が固定ボルト(22)により支持 構造部(1)に結合されていることを特徴とする請求項1乃至28の1つに記載 の熱遮蔽構造。 30.熱遮蔽要素(2)と熱絶縁部(3)、特に熱絶縁石材(3)との間に少な くとも1つの冷却媒体通路(30)が形成され、その入口が冷却媒体供給通路に 接続され、その出口が周囲大気に向かって開放されていることを特徴とする請求 項1乃至29の1つに記載の熱遮蔽構造。 31.熱遮蔽要素(2)が熱絶縁部(3)に対して間隔をもって配置されて間隙 状冷却媒体通路(30)を形成していることを特徴とする請求項30に記載の熱 遮蔽構造。 32.間隔が0.3〜1.5mm、好ましくは1mmであることを特徴とする請 求項31に記載の熱遮蔽構造。 33.熱遮蔽要素(2)と熱絶縁部(3)との間に形成されている少なくとも1 つの間隔片(31)を備えていることを特徴とする請求項31又は32に記載の 熱遮蔽構造。 34.少なくとも3つの間隔片(31)が仮想の円周(K)の上に形成され、こ の仮想の円周(K)の中心がほぼ熱遮蔽要素(2)の中心部(Z)にあることを 特徴とする請求項33に記載の熱遮蔽構造。 35.間隔片(31)が熱遮蔽要素(2)及び/又は熱絶縁部(3)に形成され ていることを特徴とする請求項33又は34に記載の熱遮蔽構造。 36.間隔片(31)が熱遮蔽要素(2)或いは熱絶縁(3)と一体に形成され ていることを特徴とする請求項35に記載の熱遮蔽構造。 37.間隔片(31)が疣々の形に形成されていることを特徴とする請求項33 乃至36の1つに記載の熱遮蔽構造。 38.間隔片(31)が9mm2〜64mm2の、好ましくは25mm2の載置面 を備えていることを特徴とする請求項37に記載の熱遮蔽構造。 39.冷却媒体供給通路が熱絶縁石材(3)の通路(8)によって形成されてい ることを特徴とする請求項30乃至38の1つに記載の熱遮蔽構造。 40.キャップ(18)が少なくとも1つの冷却媒体供給孔(29)を備えてい ることを特徴とする請求項26又は27又は請求項30乃至39の1つに記載の 熱遮蔽構造。 41.冷却媒体供給孔(29)が冷却流体の絞り部を形成していることを特徴と する請求項40に記載の熱遮蔽構造。 42.キャップ(18)が周囲に向かって実質的に気密に形成されていることを 特徴とする請求項40又は41に記載の熱遮蔽構造。
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19750517A1 (de) * 1997-11-14 1999-05-20 Asea Brown Boveri Hitzeschild
DE19751299C2 (de) * 1997-11-19 1999-09-09 Siemens Ag Brennkammer sowie Verfahren zur Dampfkühlung einer Brennkammer
EP1006315B1 (de) * 1998-11-30 2004-01-21 ALSTOM (Switzerland) Ltd Keramische Auskleidung für einen Brennraum
CN1246638C (zh) * 2001-04-27 2006-03-22 西门子公司 燃烧室、尤其是燃气轮机的燃烧室
EP1288601B1 (de) * 2001-08-28 2006-10-25 Siemens Aktiengesellschaft Hitzeschildstein sowie Verwendung eines Hitzeschildsteins in einer Brennkammer
EP1288578A1 (de) * 2001-08-31 2003-03-05 Siemens Aktiengesellschaft Brennkammeranordnung
EP1533572A1 (de) * 2003-11-24 2005-05-25 Siemens Aktiengesellschaft Gasturbinenbrennkammer und Gasturbine
US8771604B2 (en) * 2007-02-06 2014-07-08 Aerojet Rocketdyne Of De, Inc. Gasifier liner
US20100050640A1 (en) * 2008-08-29 2010-03-04 General Electric Company Thermally compliant combustion cap device and system
EP2230454A1 (de) * 2009-03-18 2010-09-22 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Montage eines Hitzeschildelementes
EP2261564A1 (de) * 2009-06-09 2010-12-15 Siemens Aktiengesellschaft Hitzeschildelementanordnung mit Schraubeneinfädelmittel und Verfahren zur Montage eines Hitzeschildelementes
DE102012022199A1 (de) * 2012-11-13 2014-05-28 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Brennkammerschindel einer Gasturbine
US9664389B2 (en) * 2013-12-12 2017-05-30 United Technologies Corporation Attachment assembly for protective panel
DE102014215034A1 (de) * 2014-07-31 2016-02-04 Siemens Aktiengesellschaft Abdeckkappe für eine Durchgriffsbohrung in einem Hitzeschild und ein in der Durchgriffsbohrung positionierbares Fixierelement sowie Hitzeschild mit einer Abdeckkappe
CN108474284B (zh) 2015-12-28 2020-11-27 莱多公司 具有保持特征的热屏蔽件
RU209216U1 (ru) * 2021-08-30 2022-02-07 Антон Владимирович Новиков Теплозащитный экран для камеры сгорания газовой турбины
RU209161U1 (ru) * 2021-12-01 2022-02-03 Антон Владимирович Новиков Теплозащитный экран для камеры сгорания газовой турбины

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO123552B (ja) * 1968-12-17 1971-12-06 Kongsberg Vapenfab As
US3918255A (en) * 1973-07-06 1975-11-11 Westinghouse Electric Corp Ceramic-lined combustion chamber and means for support of a liner with combustion air penetrations
US4073318A (en) * 1976-11-19 1978-02-14 Minnesota Mining And Manufacturing Company Process for wear-resistant ducts
GB1568603A (en) * 1977-01-15 1980-06-04 Carborundum Co Ltd Furnace linings
US4379382A (en) * 1980-06-02 1983-04-12 Sauder Industries, Inc. Method and apparatus for insulating a furnace having a corrosive atmosphere
US4432289A (en) * 1981-07-23 1984-02-21 Deumite Norman Furnace brick tie back assembly
IT1171691B (it) * 1983-07-12 1987-06-10 Siti Forno per la cottura di materiali ceramici, con elemento a volta comprendente mezzi resistenti alle sollecitazioni termiche e/o meccaniche
US4748806A (en) * 1985-07-03 1988-06-07 United Technologies Corporation Attachment means
EP0224817B1 (de) * 1985-12-02 1989-07-12 Siemens Aktiengesellschaft Hitzeschildanordnung, insbesondere für Strukturteile von Gasturbinenanlagen
DE3625056C2 (de) * 1986-07-24 1997-05-28 Siemens Ag Feuerfeste Auskleidung, insbesondere für Brennkammern von Gasturbinenanlagen
AU594814B2 (en) * 1986-09-13 1990-03-15 Foseco International Limited Furnaces
US4838031A (en) * 1987-08-06 1989-06-13 Avco Corporation Internally cooled combustion chamber liner
DE58908665D1 (de) * 1988-06-13 1995-01-05 Siemens Ag Hitzeschildanordnung mit geringem kühlfluidbedarf.
EP0377118B1 (de) * 1988-12-03 1994-04-20 Hoechst Aktiengesellschaft Hochfeste Verbundkeramik, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung
JPH0762594B2 (ja) * 1989-08-11 1995-07-05 日本碍子株式会社 ファイバー炉
US5079912A (en) * 1990-06-12 1992-01-14 United Technologies Corporation Convergent side disk cooling system for a two-dimensional nozzle
DE4115403A1 (de) * 1991-05-10 1992-11-12 Mtu Muenchen Gmbh Duesenwand
US5129447A (en) * 1991-05-20 1992-07-14 United Technologies Corporation Cooled bolting arrangement
DE4117768C2 (de) * 1991-05-31 1996-10-24 Detlef Talg Pelotte zum Stützen der menschlichen Wirbelsäule, insbesondere im Lendenbereich
US5265411A (en) * 1992-10-05 1993-11-30 United Technologies Corporation Attachment clip
US5333443A (en) * 1993-02-08 1994-08-02 General Electric Company Seal assembly
FR2714152B1 (fr) * 1993-12-22 1996-01-19 Snecma Dispositif de fixation d'une tuile de protection thermique dans une chambre de combustion.
US5592814A (en) * 1994-12-21 1997-01-14 United Technologies Corporation Attaching brittle composite structures in gas turbine engines for resiliently accommodating thermal expansion
DE19502730A1 (de) * 1995-01-28 1996-08-01 Abb Management Ag Keramische Auskleidung

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Publication number Publication date
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