JPH03504999A

JPH03504999A - 高温流体を導く構造物のための熱遮蔽装置

Info

Publication number: JPH03504999A
Application number: JP1502827A
Authority: JP
Inventors: ベツカー、ベルナルト
Original assignee: シーメンス、アクチエンゲゼルシヤフト
Priority date: 1988-06-13
Filing date: 1989-03-10
Publication date: 1991-10-31
Also published as: WO1989012789A1; DE58908665D1; IN171210B; EP0419487A1; EP0419487B1; US5083424A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】冷却流体需要の小さい熱遮蔽装置本発明は、請求の範囲第１項の上位概念部分に記載した高温流体を案内する任意の形状の支持構造物に対する熱遮蔽装置に間する。

複雑な形状をした支持構造物にライニングするために適する金属製熱遮蔽装置は、ヨーロッパ特許第Ａ−０２２４８１７号公報に記載されている。二〇熱ｉＸ蔽装置の場合、例えばガスタービン設備において場合によっては燃焼用空気の負担でカバーしなければならない冷却流体需要が欠点となっている。

冷却が僅かで済むセラミック製熱遮蔽装置は、ドイツ連邦共和国特許第Ａ−３６２５０５６号公報に記載されている。しかしこの装置の場合、−捧に矩形に形成されたブロックから構成されているので、複雑に形成された構造物に対しては必ずしも通せず、更に、ブロックの金属製固定要素が高温流体に直接曙されるので、冷却流体の需要が小さいという原理的な利点が制限されてしまう可能性がある。

本発明の目的は、複雑な形状の構造物をライニングするために適しており、高温流体に曝される金属要素を持たないようなセラミック製熱遮蔽装置を堤供することにある。

本発明によればこの目的は、複数の熱遮蔽要素が相互聞に膨張隙間を開けた状態で並べられ支持構造物を面状に覆ってこれに係留されており、その各熱遮蔽要素が茸のように帽子部と軸部とを有し、その帽子部が真っすぐな辺又は湾曲した辺を持つ平らなあるいは湾曲した多角形をし、支持構造物と熱遮蔽要素との間の中間室が支持構造物にある流路を通して流体を供給されるような、高温流体を案内する構造物特にガスタービン設備および燃焼室の金属構造部品に対する熱遮蔽装置において、ａ）熱遮蔽要素がセラミック材料から成り、ｂ）各熱遮蔽装置の軸部がその帽子部と反対側端に膨出部を有し、熱遮蔽要素がクランプで支持構造物に膨出部において取り付けられ、熱遮蔽装置が追加的に支持構造物に支持されており、Ｃ）クランプが熱遮蔽要素の材料よりも十分大きな弾性を有する耐熱性材料、好適には金属特に耐熱合金から成り、熱遮蔽装置を支持構造物に固定する際にこの材料を変形することによってばねとして作用し、主にこのばねが熱遮蔽装置を支持構造物に保持する力を決定することによって達成される。

熱遮蔽装置を茸の形に構成することによって、高温流体に直接曝される帽子部は大きな熱応力を生ずることなしに、軸部から自由に膨張でき、変形できる。熱遮蔽要素の軸部を取り囲み熱遮蔽要素を支持構造物に係留するために使用する金属製クランプは、帽子部によって高温流体から遮暗され、その熱負荷はセラミックの熱負荷よりも非常に小さい、支持構造物ど熱遮蔽要素との間の中間室において支持構造物にある通路を通して搬送される流体は、従ってまず冷却目的に使用されるのではなく、遮断目的に使用され、セラミック要素間の膨張隙間を通って高温流体が山間室に到達し支持構造物あるいはクランプを損傷することを阻止する働きをする。

クランプの主要構成部品は、熱遮蔽要素を取り囲む部分と支持構造物に固く結合された部分との間の弾性要素である。熱遮蔽要素を帽子部およびまたは軸部において支持構造物に対する間隔を規定する相応した支持部柱に保持する力は、主にクランプのばね力によって与えられ、セラミックを破損する引張り荷重および曲げ荷重を確実に避けるために、過大にならないようにしなければならない。

熱遮蔽要素の位置を固定するためにおよび支持構造物と熱遮蔽要素との間の中間室の高さを決定するために、熱遮蔽要素は補助的に支持される。この支持は帽子部並びに軸部において行うことができる。その場合相応した支持部は有利に熱遮蔽要素に固く結合されるか、あるいは支持構造物に固く結合されることが可能である。

本発明の有利な構成において、熱遮蔽要素の支持は、クランプの変形部が軸部の帽子部への移行部にあるくびれに係合し、帽子部に対する接触面が形成されることにより、クランプによっても行える。このようにして支持部として使用する成形部がもはや設けられる必要がないので、支持構造物並びに熱遮蔽要素に対して特に単純な形状が生ずる。

各熱遮蔽要素が軸部の長手方向において帽子部および軸部を貫通する孔を有していると有利である。この孔は例えば、クランプを支持構造物に取り付ける固定要素に接近するために使用することができる。熱遮蔽要素を保持するクランプがボルトによって支持構造物に固定することが有利であり、そのボルト頭部は帽子部および軸部を通る孔の延長線上に位置している。ボルトはその孔を通して例えばねし回して接近できる。これによってライニングすべき構造物の内側室から熱遮蔽要素を簡単に組み立てることができる。

本発明の有利な構成において、各熱遮蔽装置の軸部は、少なくとも一平面内において場合によっては角を丸められた断面台形を有しており、その台形の幅広い側面は軸部の帽子部と反対側端に位置している。かかるｗｎｍは特に、軸部を取り囲むクランプによる本発明に基づく固定方式に対して通している。

熱遮蔽要素の軸部を少なくともほぼ回転体に形成すると有利である。このようにして熱遮蔽装置はその固定部において回転でき、このことは組立の際にＰ８遮蔽要素の整合が著しく簡単になる。

クランプをそれが組立の際に自動的に閉鎖するように支持構造物に取り付けることが有利である。これは、クランプが支持構造物の相応した特にほぼ円錐状の凹所内に取り付けられるか、あるいは支持構造物の上に置かれた相応した受けの中に取り付けられるときに達成される。

クランプの特に有利な形状は、壁にスリットを有する膨らんだ容器の形あるいは凸状に膨らんだ二！教頭円錐状の形である。この形状は、熱遮蔽装置の弾性的な座りを保証し、弾性要素としてこのクランプがその大きな直径の範囲を使用する。

熱遮蔽要素を固定するためにクランプを、それが平らな板金部品から曲げ加工されるように形成されていると有利である。その場合各クランプは場合によっては、平らな板金部品から曲げ加工されている２個以上の部品から構成されてもよい。

組立を単純にするために、組立の際にボルトのねじ込み由に生ずるようなりランプの回転を阻止することが有利である。各クランプが少なくとも１つの回り止め具、例えばビスあるいははめ合いピンを備えていることが推奨される。

本発明の実施例を図面について説明する。

第１図はライニングの可能な一実施例、第２図はクランプの特殊な構成例、第３図は高温ガス側から見たクランプ、第４図はクランプの形に曲げ加工される板金部品である。

第１図は、クランプ６によって支持構造物３に係留されている熱遮蔽要素ｌの実施例を示している。それぞれ２Ｎの熱遮蔽要素】の帽子部１．１の間に、この帽子部１．１の熱変形を可能にするための膨Ｖ＆隙間２が存在している。高温ガス室５から膨張跡間２および熱遮蔽要素ｌにできれば存在する孔１．３を這って熱遮蔽要素ｌと支持構造物３との間の山間室４の巾に高温流体が侵入することは、流路３゜３を通して遮＠流体を導入することによって阻止することができる。

クランプ６はボルト７によって支持構造物３に取り付けられ、回り止め具８によって保持されている。第１図においてボルト７は僅かに暖めた状態で示さ机ている。ボルト７とクランプ６との間に場合によっては回り止め具として座金１０を挿入することもできる。

熱遮蔽要素を支持構造物に固定するために、固定支持部が存在しなければならない、第１図には２つの実施例が示されている。即ち、熱遮蒔要素は帽子部１．１において支えられ、支持部３．１ないし１．１．１は支持構造物３あるいは帽子部１．１のいずれかに固く結合されている。

第２図には１．支持部に対する別の実施例が示されている。この場合、支持部６゜５はクランプ６に一体化され、軸部から熱遮蔽要素１の帽子部に移行する個所にあるへこみ部１．２．３に係合する支持屈曲部６．５．１を有し、接触支持面６．５．２で帽子部に接触している。

クランプ６の主要部品は、第２図の特殊な構成に示されているように、軸部の側面！、２．２を取り囲みクランプ６の円錐状の側面６．４によって形成されている少なくとも１つの保持要素と、第２図において屈曲部６．３によって示されている少なくとも１つのばね要素である。熱遮蔽要素に取り付けられているクランプの各部分の正確な形状は本発明にとっては二次的なものである。

有利な実施例においては、クランプ６は第４図に示されているように、板金部品９から曲げ加工される。第３図は曲げ加工済みのクランプ６を高温ガス側５から見て熱遮蔽要素１が無い状態で示している。各クランプ片６．６の間にスリット６．７があり、これらのスリット６．７は一方ではクランプ６を変形可能にし、他方では遮！流体の循環を保証する０幅広いスリット６．８は回り止め具８を収容するために使用する。熱遮蔽要素ｌを最終的に岨み立てる前にクランプ６を変形加工しようとするときは、成形部品９は例えば分割線９．１によって示されているように分割される。クランプ６は好ましくは袋ポルト７で場合によっては回り止め具８（ビス、はめ合いピンなど）を挿入した状態で支持構造物３の凹所３．２の中に、あるいは支持構造物３に設置された固有の受け３．４の中に、いずれの場合も傾斜壁３．２．１ないし３．４．１に取り付けられている。凹所３．２ないし受け３．４の底３．２２ないし３．４．２は、クランプ６が底３．２．２ないし３．４．２まで入り込めるようにするために、クランプ６の底部分６．１よりも僅かに大きな直径を有していなければならない、熱遮蔽要素１を組み立てる際にボルト頭部７．１に接近できるようにするために、か遮蔽要素ｌは相応した孔１．３を有している。熱遮蔽要素１をその支持部１．１．１．３、Ｉないし６．５．２に保持する引張り力の制限は、クランプ６の弾性屈曲部６．３における応力が塑性限界に達したときに行われる。従ってクランプ成形部品９の厚みはその材料の特性に応して、最大張力がセラミックの破損に関して安全な大きさにｗｔ昭されるように決められる。

ＩＧ　１ＩＧ　４国際調査報告 ”’　　ＰＣＴ／ＤＥ　８９１００１２５

Claims

【特許請求の範囲】１．複数の熱遮蔽要素（１）が相互間に膨張隙間（２）を開けた状態で並べられ支持構造物（３）を面状に覆ってこれに係留されており、その各熱遮蔽要素（１）が茸のように帽子部（１．１）と軸部（１．２）とを有し、その帽子部（１．１）が真っすぐな辺又は湾曲した辺を持つ平らなあるいは湾曲した多角形をし、支持構造物（３）と熱遮蔽要素との間の中間室（４）が支持構造物（３）にある流路（３．３）を通して流体を供給されるような高温法体を案内する構造物、特にガスタービン設備および燃焼室の金属構造部品に対する熱遮蔽装置において、ａ）熱遮蔽要素（１）がセラミック材料から成り、ｂ）各熱遮蔽要素（１）の軸部（１．２）がその帽子部（１．１）と反対側端に膨出部（１．２．１）を有し、熱遮蔽要素（１）がクランプ（６）で支持構造物（３）に膨出部（１．２．１）において取り付けられ、熱遮蔽要素（１）が追加的に支持構造物（３）に支持されており、ｃ）クランプ（６）が熱遮蔽要素（１）の材料よりも十分大きな弾性を有する耐熱性材料、好適には金属特に耐熱合金から成り、熱遮蔽要素（１）を支持構造物（３）に固定する際にこの材料を変形することによってばねとして作用し、主にこのばねが熱遮蔽要素（１）を支持構造物（３）に保持する力を決定することを特徴とする高温流体を案内する構造物の熱遮蔽装置。２．熱遮蔽要素（１）が帽子部（１．１）で支持されていることを特徴とする請求項１記載の熱遮蔽装置。３．熱遮蔽要素（１）が軸部（１．２）で支持されていることを特徴とする請求項１記載の熱遮蔽装置。４．熱遮蔽要素（１）用の支持部（３．１）が支持構造物（３）に固く結合されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の熱遮蔽装置。５．熱遮蔽要素（１）用の支持部（１．１．１）が熱遮蔽要素（１）に固く結合されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の熱遮蔽装置。６．支持部（６．５）がクランプ（６）によって形成され、クランプ（６）の成形部（６．５．１、６．５．２）が軸部（１．２）の帽子部への移行部にあるへこみ部（１．２．３）に係合し、ないしは帽子部（１．１）に対する設置面（６．５．２）が形成されていることを特徴とする請求項１記載の熱遮蔽装置。７．熱遮蔽要素（１）の帽子部（１．１）および軸部（１．２）が、軸部（１．２）の長手方向に貫通する孔（１．３）を有していることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の熱遮蔽装置。８．熱遮蔽要素（１）を保持するクランプ（６）がボルト（７）によって支持構造物（３）に固定され、そのボルト頭部（７．１）が孔（１．３）の延長線上に位置していることを特徴とする請求項７記載の熱遮蔽装置。９．各熱遮蔽要素（１）の軸部（１．２）が少なくとも一平面内において場合によっては角を丸められた断面台形を有しており、その台形の幅広い側面が軸部（１．２）の帽子部（１．１）と反対側端に位置していることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の熱遮蔽装置。１０．．熱遮蔽要素（１）の軸部（１．２）が少なくともほぼ回転体をしていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の熱遮蔽装置。１１．クランプ（６）が支持構造物（３）の凹所（３．２）に置かれて取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の熱遮蔽装置。１２．クランプ（６）が支持構造物（３）上に設置された受け（３．４）に置かれて取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の熱遮蔽装置。１３．各クランプ（６）が壁にスリット（６．７）を有する膨らんだ容器の形あるいは凸状の二重裁頭円錐状の形をしていることを特徴とする請求項１１または１２記載の熱遮蔽装置。１４．各クランプ（６）が星形の平らな板金部品（９）から曲げ加工されていることを特徴とする請求項１３記載の熱遮蔽装置。１５．各クランプ（６）が２個以上の単位部品から組み合わされていることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の熱遮蔽装置。１６．クランプ（６）の各部品が平らな板金部品（９）から曲げ加工されていることを特徴とする請求項１５記載の熱遮蔽装置。１７．各クランプ（６）が少なくとも１つの回り止め具（８）を備えていることを特徴とする請求項１ないし１６のいずれか１項に記載の熱遮蔽装置。