KR20030038748A - 연소실 벽, 연소실 및 가스 터빈을 라이닝하기 위한 단열벽돌 - Google Patents

Abstract

본 발명은 특히 연소실 벽을 라이닝하기 위한 단열 벽돌(1, 1A, 1B)에 관한 것이다. 상기 단열 벽돌은 고온 매체에 노출가능한 고온 측부(5)와, 상기 고온 측부(5)에 대향되어 위치된 벽 측부(7)와, 그리고 상기 고온 측부 및 벽 측부에 접합된 주변 측부(69)를 가진다. 댐핑 요소(3, 3A, 3B)는 주변 측부에 놓여지며 깨지는 경우 파편(81, 81A)이 단열 벽돌(1, 1A, 1B)로부터 이탈되는 것을 효과적으로 방지한다. 또한, 본 발명은 상기 단열 벽돌(1, 1A, 1B)을 포함하는 내부 연소실 라이닝을 가진 연소실과, 연소실을 갖춘 가스 터빈에 관한 것이다.

Description

연소실 벽, 연소실 및 가스 터빈을 라이닝하기 위한 단열 벽돌{THERMAL SHIELDING BRICK FOR LINING A COMBUSTION CHAMBER WALL, COMBUSTION CHAMBER AND A GAS TURBINE}

고온 매체가 생산 및/또는 안내되는, 예를 들어, 용광로, 고온 가스 덕트 또는 가스 터빈의 연소실과 같은 연소 공간이 공지되어 있다. 열적 및/또는 열 기계학적 고 부하 연소 공간에는 적절한 라이닝이 제공되어 과도한 열 응력으로부터 공간을 보호한다. 연소 공간의 라이닝은 통상 내열 재료로 제조되며, 예를 들어 고온 연소 가스와 같은 고온 매체와의 직접적인 접촉으로부터 연소 공간의 벽을 보호하며, 그리고 관련된 열 부하로부터 보호한다. 또한, 연소 가스는 산화성 및/또는 부식성 구성 성분을 가질 수 있으며, 이는 직접 작용되는 경우에 연소실의 벽상에 지속적으로 악영향을 미친다. 그러므로, 연소 공간의 라이닝에 대한 개발과 개선이 상당한 관심거리로 대두된다.

미국 특허 제 4,840,131호는 용광로의 벽에 고정되는 세라믹 라이닝 요소가 개시된다. 이 경우, 벽에 고정되며 다수의 세라믹 레일 요소를 갖는 레일 시스템이 제공된다. 라이닝 요소는 레일 시스템에 의해 벽에 유지된다. 별도의 세라믹 층들이 라이닝 요소와 용광로의 벽 사이에 제공될 수 있으며, 그중에서도 느슨하게 부분 압축된 세라믹 섬유 층은 세라믹 라이닝 요소와 적어도 같은 두께이거나 더 두꺼운 두께를 가진다. 이러한 경우의 라이닝 요소는 평판 표면을 갖추며 기하학적으로 직사각 형태를 갖는다. 라이닝 요소는 단열 내화성 세라믹 섬유 재료로 제조된다.

용광로의 벽에 대한 내화성 라이닝의 적용은 미국 특허 제 4,835,831호에서 다루고 있다. 이러한 경우의 내화성 라이닝은 특별히 수직 벽에 정렬된다. 유리 섬유, 세라믹 섬유 또는 광물성 섬유로 구성되는 층이 용광로의 금속성 벽에 도포된다. 이러한 층은 금속성 클램프 또는 점착제에 의해 벽에 고정된다. 벌집형 메쉬를 갖는 와이어 메쉬 망상체가 상기 층에 도포된다. 게다가 메쉬 망상체는 세라믹 섬유의 층이 떨어지는 것을 방지하는 역할을 한다. 적절한 스프레이 공정에 의하여, 표면이 균일하게 폐쇄된 내화재가 상기한 방식으로 고정된 층에 도포된다. 전술한 방법은, 내화재 입자가 금속 벽에 직접 스프레이되는 경우와 같이, 스프레이중에 충돌하는 내화재 입자들이 되튀기는 상황을 크게 피할 수 있다.

열적으로 높은 부하의 연소 공간의 라이닝에 대한 다른 유형은 EP 0 419 487 B1호에 설명된다. 단열 요소로 구성된 라이닝은 연소 공간의 금속 벽 상에 기계적으로 유지된다. 단열 요소는 금속 벽에 직접적으로 접촉한다. 벽의 과도한 가열을 피하기 위하여, 예를 들면 단열 요소로부터 직접적인 열 전달의 결과에 따라, 또는 상호 접합된 단열 요소에 의해 형성된 갭으로 고온 매체가 진입함으로써, 냉각 공기, 즉 "밀봉 공기"가 연소 공간의 벽과 단열 요소에 의해 형성된 공간으로 수용된다. 밀봉 공기는 고온 매체가 벽까지 침투하는 것을 방지하며 동시에 벽과 단열 요소를 냉각시킨다.

EP 0 724 116 A2호는 열적으로 높게 응력된 연소 공간, 예를 들어 가스 터빈 연소실의 벽에 대한 세라믹 라이닝을 개시한다. 라이닝은 고 내열성 구조의 세라믹으로 제조된 벽 요소, 예를 들어 실리콘 카바이드(SiC) 또는 실리콘 질화물(Si₃N₄)과 같은 요소로 구성된다. 벽 요소는 연소실의 금속 지지 구조체(벽)에 기구적인 방식으로 중앙 고정 볼트를 이용하여 탄성적으로 고정된다. 두꺼운 단열 층이 벽 요소와 연소 공간의 벽 사이에 제공되어, 벽 요소는 연소실의 벽으로부터 적정한 거리에 있다. 벽 요소에 관하여 약 3배의 두께인 단열 층은 조립식 벽돌인 내화성 세라믹 재료로 제조된다. 벽 요소의 치수와 외형은 정렬되어지는 공간의 기하학적 측면에 따라 적용될 수 있다.

연소 공간 및 가스 터빈의 연소 공간을 위한 벽 세그먼트는 WO 99/47874에 설명된다. 이 경우에서는, 고온 유체가 수용될 수 있는 연소 공간을 위한 벽 세그먼트를 설명하였고, 금속 지지 구조와 금속 지지 구조에 고정된 열 보호 요소를 가진다. 금속 지지 구조와 단열 요소 사이에는 변형가능한 분리 층이 삽입되고, 이는 단열 요소와 지지 구조에서 발생 가능한 상대적 운동을 흡수하며 보상하기 위한 것이다. 이러한 상대적 운동은, 예를 들어 가스 터빈의 연소실, 특히 환형 연소실내에서 사용된 재료의 상이한 열 팽창 현상이나 연소실내의 맥동에 의하여 발생될 수 있으며, 상기 맥동은 불규칙적인 연소중에 고온 작동 매체를 생성하기 위해 또는 공명 현상에 기인하여 상승될 수 있다. 동시에, 분리 층은 상대적으로 탄력성이 없는 열적 보호 요소를 전반적으로 보다 평면의 방식으로 분리 층과 금속 지지 구조에 놓이게 하는데, 이는 열적 보호 요소가 적어도 일부 분리 요소를 투과하기 때문이다. 그리하여, 분리 층 또한 지지 구조 및/또는 열적 보호 요소상에 제조 관련 균등성을 보상할 수 있으며, 이러한 균등성은 국부적으로 바람직하지 못한 집중된 힘의 유도를 일으킬 수 있다.

본 발명은 단열 벽돌에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고온 매체에 노출가능한 고온 측부와, 고온 측부에 대향된 벽 측부와, 그리고 고온 측부 및 벽 측부에 인접한 주변 측부를 가진 연소실 벽을 라이닝하기 위한 단열 벽돌에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 연소실 벽을 갖는 연소실과, 연소실을 갖는 가스 터빈에 관한 것이다.

도 1은 댐핑 요소를 갖춘 단열 벽돌의 사시도,

도 2는 지지 구조에 고정된 단열 벽돌을 갖춘 지지 구조를 도시한 것.

본 발명은 특히 세라믹인 단열 요소가, 열 팽창에 관련한 필수적인 가요성으로 인하여, 예컨대 충격이나 진동과 같은 기계적 하중에 대하여 부적절하게 보호되는 것을 관찰한 것에 기초한다. 따라서, 본 발명의 목적은 보다 커진 작동 신뢰성, 특히 전술한 요구사항을 보장하는 개선된 단열 벽돌에 관한 것이다. 본 발명의 다른 목적은 내연 챔버 라이닝을 갖는 연소실과, 연소실을 갖는 가스 터빈에 관한 것이다.

단열 벽돌에 관련한 본 발명의 목적은, 특히 고온 매체에 노출가능한 고온 측부와, 고온 측부와 대향되는 벽 측부와, 그리고 고온 측부와 벽 측부에 인접하는 주변 측부와, 주변 측부에 부착되는 댐핑 요소를 가진 연소실 벽을 라이닝하기 위한 단열 벽돌에 의한 본 발명에 따라 달성된다.

본 발명은 충격이나 진동에 기인한 높은 가속에 대항하는 단열 벽돌을 위한 지속적인 보호가 제공되는 전혀 새로운 방식을 보여주고 있다.

여기에서, 본 발명은 연소실 벽을 라이닝하기 위해 통상적으로 사용되는 연소실 벽돌내에서 진동에 상응하여 유도되는 연소실 벽의 불변 및/또는 과도 진동에 대한 지식을 이미 기초로 하고 있다. 이 경우, 특히 공명의 경우에는 제한 가속에 관한 높은 가속이 발생될 수 있으며, 이러한 과정에서 단열 벽돌은 연소실 벽으로부터 리프트되며 동시에 충돌된다. 이러한 고형 연소실 벽상의 충돌은 단열 벽돌상에 매우 큰 힘을 야기하며 단열 벽돌에 상당한 손상을 일으킬 수 있다. 이는 단열 벽돌의 내구성을 상당히 감소시킨다. 최악의 경우에는, 단열 벽돌이 이러한 충돌중에 파손될 수 있으며, 서로 분리되며 연소 공간으로 통과하는 파편에 의한 순간적인 위험이 존재한다. 연소 공간내에서 더 작거나 심지어 더 커진 파편은 이어서 연소 공간내의 요소에 상당한 손상을 일으킬 수 있다. 그 결과, 특히 단열 벽돌이 가스 터빈내에 사용될 때, 연소실의 하류에 연결된 터빈, 예컨대 가스 터빈의 환형 연소실이 상당히 손상을 입을 수 있다.

특히 세라믹 재료로 제조된 단열 벽돌로부터 분리된 파편의 위험성은 본 발명에 의하여 상당히 감소된다. 이 경우, 단열 벽돌의 주변 측부에 부착된 제안된 댐핑 요소는 두가지 기능을 수행한다. 첫째, 댐핑 요소는, 연소실내 단열 벽돌이 사용됨으로써 발생할 수 있는, 가능한 충격 하중을 댐핑한다. 여기에서, 댐핑 요소가 주변 측부에 부착되는 것은 특별히 충격이나 주변 측부상의 다른 국부적인 힘의 유도를 효과적으로 댐핑시킨다. 연소 공간이 표면을 덮는 방식으로 서로 정렬된 여러 단열 벽돌로 정렬되어 있다면, 단열 벽돌 사이의 상대적 운동은 주변 측부상의 충격을 야기할 것이다. 그리하여 파손의 위험은 상기 예방책으로 이미 감소되며 댐핑 요소에 의해 작동 신뢰성이 증가된다.

그러나, 이러한 목적에 부가하여, 본 발명의 개념에 따른 댐핑 요소는 연소실내의 단열 벽돌을 사용하는 동안 파편에 의해 유도되는 손상을 방지한다는 추가적인 과제를 달성한다. 상당한 충격 하중의 결과로서 초기의 크랙 또는 재료 크랙이 연소실 벽돌내에서 발생한다면, 동시에 댐핑 요소는 연소실 벽돌에 대한 보호성 요소의 과제를 수행한다. 이러한 기능에서, 댐핑 요소는 발생 가능한 결점 또는 이미 깨어진 단열 벽돌이 연소실 벽돌로부터 하나 이상의 파편으로 분리되는 것을 방지한다. 그리하여, 본 발명으로써, 가능한 충격 파열의 경우 단열 벽돌의 수동적 안전이 우선적으로 고려된다.

단열 벽돌의 사용 연장은 제안된 댐핑 및 보호성 요소에 의해 확실시 될 수 있다. 댐핑 요소로써, 단열 벽돌은 특별한 사건의 경우에 비상 가동 특성을 가져, 터빈의 블레이딩과 같은 필연적인 손상을 피할 수 있다. 이는 단열 벽돌이 연소실에 사용될 경우 특별한 장점이 되는데, 이는 단열 기능이 지속적으로 확보되며, 특히 심지어는 파손 이후에도 연소 공간을 통과하는 파편이 없기 때문이다. 경제성면에서, 이는 다른 장점을 가져오는데, 즉 통상적인 상황에서, 단열 벽돌을 가지는 연소실의 과다한 유지 및/또는 점검이 필요치 않다. 비록 증가된 수동적 안전으로 인해 서비스 수명이 추가로 증가될 수 있을 지라도, 이러한 단열 벽돌을 갖춘 연소실은 적어도 통상적인 보수 주기에서 작동될 수 있다.

바람직한 구성에서, 댐핑 요소는 평면 방식으로 부착된다. 그 결과, 주변 측부는 평면 방식으로 댐핑 요소에 연결된다. 댐핑 요소와 보호성 요소간의 이러한 평면 조합은 충격 파손 또는 다른 방식으로 야기된 재료 초기 크랙 또는 재료를 통한 크랙 이후의 가능한 단열 벽돌의 파편의 분리에 대하여 상당하게 보호됨을 보장한한다. 댐핑 요소의 평면 부착에 의하여, 단열 벽돌은 표면의 적어도 한 영역에서 도포되는 방식으로 주변 측부에서 보호된다. 고온 측부로부터 벽 측부까지 연장하는 재료를 통한 크랙과 단열 벽돌의 적어도 2개의 파면으로의 분리와, 그리고 주변 측부까지 전파되는 최악의 경우에서는 댐핑 요소에 의해 주변 측부에서 가교된다. 이러한 크랙의 가교에 의해, 파편 상호간의 분리는 사실상 불가능하거나 또는 적어도 더욱 어렵게 된다. 댐핑 요소 및 보호성 요소는 가능한 파편이 본질적으로 함께 유지되는 것을 보장하여, 단열 벽돌은 그 기능을 지속적으로 수행할 수 있다.

이러한 경우, 주변 측부상에서의 댐핑 요소의 정렬과 구성에 의해, 초기 크랙 또는 재료를 통한 크랙이 예상되는 곳의 지역은 특정하게 보호될 수 있다. 평면식 부착에 의해, 해당하는 주변 측부의 넓은 지역은 보호되고, 그 결과 재료내의 가능한 초기 크랙 또는 재료를 통한 크랙은 가교되며 그리고 그 결과, 예컨대 단열 벽돌이 가스 터빈 연소실에 사용될 때 지속적인 작동은 중대한 위험에서 벗어난다.

댐핑 요소는 바람직하게는 직조 섬유, 특히 직조 섬유 매트로 설계된다. 이러한 경우에는 직조 섬유가 사용되거나 또한 직조 섬유 매트가 사용되고, 이는 충분한 댐핑 특성(댐핑 상수)을 가지며, 그리고 예컨대, 연소실내에 사용되는 동안 예상되는 고온에 대한 내열성을 가진다. 또한, 직조 섬유 매트의 사용은 원하는 크기로 손질되는 장점과 주변 측부에 단열 벽돌의 부착을 용이하게 할 수 있는 장점을 가진다. 직조 섬유 매트가 단열 벽돌과 긴밀하게 접촉되고, 예컨대 평면 부착에 기인하여, 매트의 재료와 단열 벽돌간의 바람직스럽지 않은 화학적 반응이 통제되는 방식으로 직조 섬유 매트의 재료가 선택되어야 한다. 댐핑 요소 및 보호성 요소는 짜여진 섬유, 노끈 또는 스폰지의 형태로 설계될 수 있다. 여기에서 적절하게, 댐핑 요소의 지역은 구조적으로 상이한 형태로 구성될 수 있다.

댐핑 요소 및 보호성 요소가 직조 섬유, 특히 직조 섬유 매트로 구성됨으로써, 주변 측부로의 평면 부착은 용이해지며 단열 벽돌의 기하학성에 대한 양호한 변형이 가능해진다. 특별한 장점이 직조 섬유 구조에서 야기되는데, 이는 이러한 방식에서 크랙 가교의 훌륭한 보호적 기능 및 지지 기능이 달성되기 때문이다.

댐핑 요소는 특징적으로 세라믹 재료, 특히 세라믹 섬유 재료로 제조된다. 세라믹 재료는 고 내열성이며 내산화성 및 내부식성이고, 그리하여 연소실내의 사용에 대하여 탁월하게 적용된다. 또한, 세라믹 재료, 특히 세라믹 섬유 재료의 직조 섬유 매트는 상업적으로 사용가능하다.

이러한 경우, 세라믹 매트, 특히 세라믹 섬유 매트는 예컨대 세라믹 섬유로 구성되며, 이는 1200℃까지 사용이 적합하다. 이러한 섬유의 화학적 조성은, 예컨대 중량당 62%의 Al₂o₃, 중량당 24%의 SiO₂, 그리고 중량당 14%의 B₂O₃이다. 이러한경우의 섬유는 다중 필라멘트로 구성되고, 필라멘트는 약 10㎛ 내지 12㎛의 직경을 가진다. 최대 결정질 크기는 통상적으로 약 500㎚이다. 직조 섬유, 짜여진 섬유, 또는 소정 크기와 두께의 노끈은 세라믹 섬유 재료로부터 간단한 방식으로 제조될 수 있다. 또한, 다수의 세라믹 댐핑 매트 층은 단열 벽돌용 댐핑 요소 및 보호성 요소로 생산될 수 있다. 이 경우, 다수의 층은 함께 재봉되거나 짜여져 댐핑 요소를 형성하도록 한다. 이러한 세라믹 직조 매트의 높은 내파열성과 내열성은 단열 벽돌의 높은 작동 신뢰성과 비상 가동 특성을 보장한다.

또한, 댐핑 요소는 바람직하게는 점착제 접착, 특히 실리케이트 기저 점착제에 의해 부착된다. 그러나, 댐핑 요소는 클리핑 또는 나사 체결에 의해 주변 측부에 부착될 수도 있다. 댐핑 요소는 단열 벽돌의 모재내로 적어도 일부가 삽입되는, 예컨대 제위치에서 캐스트되거나 또는 가압될 수도 있다. 댐핑의 점착제 접착을 모재에 박아넣는 경우, 통상적인 점착제와 높은 내열성 점착제 모두가 사용될 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 실리케이트 기저 점착제가 사용될 수 있고, 이는 훌륭한 점착 특성과 높은 내열성을 가지며, 가스 터빈 연소실내에 사용시 특별한 장점의 요소를 가진다.

세라믹 또는 금속 매트, 특히 세라믹 직조 섬유 매트의 사용은 연결에 대한 별도의 장점이 되어지는 것을 입증하는데, 이는 매트가 직조 섬유 구조이기 때문에 특정한 공기 투과성(다공성)을 가지며, 댐핑 요소 및 보호성 요소와 단열 벽돌의 모재와의 완전한 연결을 증진시키는 요인을 가진다. 이 경우, 단열 벽돌의 모재는, 예컨대 세라믹 재료, 특히 내화성 세라믹이다.

다른 바람직한 구성에서, 주변 측부는 단부 외면 및 단부 외면에 대해 상대적으로 기울어진 고정 측부를 가지며, 댐핑 요소가 단부 외면에 제공된다. 상이한 기하학적 형태와 연소 공간, 예컨대 가스 터빈 연소실내에 단열 벽돌을 이용하는 경우 대두되는 적용으로 인해, 주변 측부, 즉 단부 외면과 고정 측부의 다양한 영역을 제공하게 되는 장점이 된다. 단열 벽돌의 기하학성에 의존하는 경사 각에 의한 고정 측부에 대한 단부 외면의 경사에 의해, 단부 외면과 고정 측부는 일반적으로 주변 측부의 상이한 영역이 된다. 그러나, 요구사항과 하중의 경우에 의존하여, 댐핑 요소 역시 적어도 일부가 고정 측부에 부착될 수 있다. 지장이 없는 경우 단열 벽돌의 고정은 댐핑 요소를 고정 측부에 부착되는 것을 방지하는 것이 가능하다. 하중의 경우와 장치 기하학성에 의존하여, 댐핑 요소가 단부 외면에 부착될 수 있으며 이와는 달리 고정 측부에 부착되는 가능성이 특징적이다.

이러한 경우, 예컨대 단열 벽돌이 평행 배관식 형상의 기하학성, 특히 장방형 면적을 가질 수 있으며, 이는 평행 배관식의 주변 측부에 대하여 기하학성 때문에 4개의 구획 측부로 세분되어진다. 그리하여, 두개의 대향 구획 측부는 평행 배관식의 단부 외면을 형성하고, 그리고 90도 경사진 평행 배관식 접합 측부는, 예컨대 고정 측부를 형성한다. 그 결과, 다수의 단부 외면 또는 다수의 고정 측부가 하나의 단열 벽돌내에 제공하는 것이 가능하다. 일반적으로, 다각 면적을 갖는 사방정계의 단열 벽돌이 가능하다. 또한, 예컨대 고온 측부 또는 벽 측부에서 곡선진 표면이 예견가능하다. 동시에, 다수의 댐핑 요소는 바람직하게 단열 벽돌의 주변 측부에 부착된다.

고정 측부는 바람직하게는, 특히 고정 요소를 수용하는 그루브를 가진다. 단열 벽돌이 연소실, 예를 들어 가스 터빈 연소실에 사용될 때, 단열 벽돌을 연소실의 벽에 적절한 방식으로 고정할 필요가 있다. 단열 벽돌 그루브로 지칭될 수 있는 단열 벽돌내의 그루브는 이러한 과제를 수행한다. 단열 벽돌은 연소 공간내의 벽에 고정 요소, 예컨대 클립, 후크 또는 볼트로써 고정될 수 있다. 이러한 과정에서, 고정 요소는 그루브내에 맞물린다. 이러한 경우의 단열 벽돌은 특징적으로 분리가능한 방식으로 고정되고, 단열 벽돌의 탄성 보유가 가능해진다. 이는 단열 벽돌의 댐핑 특성상 특징적인 효과를 가지며 충격 파손의 위험을 피하게 한다.

연소실에 관련한 목적은 본 발명에 따라 연소실이 전술한 설명에 따른 단열 벽돌을 가지는 내연 챔버 라이닝을 가진 연소실에 의해 달성된다.

가스 터빈에 관련한 목적은 본 발명에 따라 이러한 연소실을 가진 가스 터빈에 의해 달성된다.

이러한 가스 터빈과 연소실의 장점은 단열 벽돌의 견지에서 전술한 설명에 따른다.

본 발명은 이후의 도면을 참조한 설명으로 보다 상세히 설명되며, 이하 도면은 개략적이며 일부 간략하되었다.

단열 벽돌(1)이 도 1의 사시도에 도시되었다. 단열 벽돌(1)은 평행 배관식 형태의 설계를 가지며, 특히 장방형 면적을 가진다. 단열 벽돌(1)은 고온 측부(5) 및 고온 측부(5)의 반대에 벽 측부(7)를 가진다. 단열 벽돌(1)이 사용될 때, 예를 들어 가스 터빈의 연소실에 사용될 때, 고온 측부(5)는 고온 매체, 예컨대 고온 연소 가스에 의해 작용을 받게 된다. 주변 측부(69)는 고온 측부(5)와 벽 측부(7)를 함께 결합한다. 이 경우, 주변 측부는 평행 배관식 단열 벽돌(1)의 4개의 측 표면에 의해 형성된다. 주변 측부(69)는 단부 외면(71, 71A) 및 단부 외면(71, 71A)에 대해 경사진 고정 측부(73)를 가진다. 고정 측부(73)는 고정 요소를 수용하기 위해 더이상 상세히 도시되지 않은(도 2와 이것에 관한 설명 비교) 그루브(39), 특히 단열 벽돌 그루브를 가진다. 그루브(39)는 고온 측부(5)와 벽 측부(7)에 의해 형성된 평면에 본질적으로 평행하게 연장한다. 댐핑 요소(3)와 다른 댐핑 요소(3A)는 주변 측부(69)에 부착된다. 댐핑 요소(3, 3A)는 세라믹 재료(15), 특히 세라믹 섬유 재료를 갖는 직조 섬유 매트(13)로 구성된다. 댐핑 요소(3, 3A)는 점착제(67)로써 주변 측부(69)에 각각 부착된다. 그리하여, 직조 섬유 매트(13)와 단열 벽돌(1)의 모재(19), 예컨대 내화성 세라믹과의 견고한 연결이 달성된다.

점착제 접착외에도, 댐핑 요소(3, 3A)와 주변 측부(69)의 다른 방식의 고정 역시 적절하다. 예를 들어, 댐핑 요소(3, 3A)는 나사 체결, 클리핑 또는 그외의 기타에 의해 부착될 수 있으며, 고정 및 분리가능한 연결이 특징적으로 모두 가능하다. 댐핑 요소(3, 3A)는 댐핑 요소(3)가 단부 외면(71)에 부착되며 댐핑 요소(3A)가 단부 외면(71)과 반대편인 단부 외면(71A)에 부착되는 방식으로 정렬된다. 이러한 경우, 단부 외면(71, 71A)이 표면적, 특히 전체 표면적에 걸쳐 각각의 댐핑 요소(3, 3A)에 제공된다. 단열 벽돌은, 특히 단부 외면에서 충격과, 충격에 의해 유도되거나 및/또는 열에 의해 유도된 크랙 변형 또는 재료를 통한 크랙에 대해 매우 효과적인 방식으로 보호된다. 단부 외면(71, 71A) 상의 진동 및/또는 충격의 댐핑에 추가하여, 수동적 안전의 증가와 비상 가동 특성이 달성된다. 고온 측부(5)로부터 벽 측부(7)까지 거칠게 연장하는 크랙 변형은 단열 벽돌(1)을 통하며 단부 외면(71, 71A)까지 전달될 가능성을 가지며, 댐핑 요소(3, 3A)에 의해 신뢰성있게 가교된다.

도 2는 지지 구조(23)와, 지지 구조(23)에 고정되는 단열 벽돌(1A) 및 다른 단열 벽돌(1B)을 도시하였다. 고정을 위해, 지지 구조(23)는 횡방향 축선(77)으로 평행하게 연장하는 고정 그루브(37)를 가진다. 이 경우, 고정 그루브(37)는, 예컨대 지지 구조(23)내에 밀링가공된 부분으로서 구성된다. 단열 벽돌(1A, 1B)은 각각의 고정 요소(25)를 통해 횡방향 축선(77)을 따라 서로 인접하여 지지 구조(23)에 고정된다. 고정을 위해, 고정 요소(25)는 단열 벽돌(1A, 1B)의 그루브(39), 특히 단열 벽돌 그루브에 맞물린다. 단열 벽돌(1A, 1B)은 그루브(39)를 가진 고정 측부(69)가 종방향 축선(79)에 평행하게 놓이는 방식으로 정렬되고, 종방향 축선(79)은 횡방향 축선(77)에 본질적으로 수직이다. 댐핑 요소(3, 3A, 3B)를 갖는 단부 외면(67, 67A)은 횡방향 축선(77)에 본질적으로 평행하게 연장된다. 단열 벽돌(1A)은 단부 외면(67)으로부터 그 단부 외면(67)에 반대쪽인 단부 외면(67A)까지 종방향 축선(79)을 따라 연장하는 파손부(75)를 가진다. 파손부(75)는 단부 외면(67)에서 댐핑 요소 및 보호성 요소(3)에 의해 가교되며 단부 외면(67A)에서 댐핑 요소 및 보호성 요소(3A)에 의해 가교된다. 크랙을 가교하기 위한 댐핑 요소(3, 3A)와 단열 벽돌(1A)간의 견고한 연결에 기인하여, 파편(81A, 81B)은 지지 구조(23)로부터 분리되지 못한다. 그리하여, 단열 벽돌(1A)은 본질적으로 그 기능과 단열 특성을 유지한다. 그리하여, 파편(81A, 81B)중 하나가 분리될 가능성의 위험은 효과적으로 대응된다.

단열 벽돌(1A, 1B)을 가진 도 2에 도시된 지지 구조(23)는, 예컨대 가스 터빈 연소실의 연소실 벽과 같은 연소실 벽의 라이닝으로서 사용될 수 있다. 이 경우, 연소실 벽은 통상적으로 표면을 덮는 방식으로 단열 벽돌(1A, 1B)과 일렬로 정렬된다. 전술한 단열 벽돌(1, 1A, 1B)을 가진 연소실로써, 댐핑되며, 특히 가요성이 있으며, 지지 구조(23)내에서 단열 벽돌(1A, 1B)의 유지가 달성된다. 이러한 결과, 연소실 라이닝은 충격 또는 진동에 대해 매우 미세한 민감성만을 가지게 된다. 이 경우, 댐핑 요소 및 보호성 요소(3, 3A)를 가진 단열 벽돌(1A, 1B)은, 예컨대 가스 터빈내의 1400℃까지의 고온에서 고온 매체의 허용에 대하여 내열성을 가지며, 그리고 충격 및/또는 진동의 결과에 따라 입력되는 높은 기계적 에너지에 대해 내성을 가진다. 연소실과 같은 연소실 또는 가스 터빈의 수동적 안전성은 댐핑 요소(3, 3A, 3B)에 의해 두드러지게 증가된다. 단열 벽돌(1A, 1B)은 특별한 사건의 경우에 비상 가동 특성을 가져, 예컨대 가스 터빈의 터빈 부분의 필연적인 손상에 대해 안전하게 피할 수 있다.

Claims (9)

1. 고온 매체에 노출가능한 고온 측부(5)와, 상기 고온 측부(5)에 대향된 벽 측부(7)와, 그리고 상기 고온 측부(5) 및 벽 측부(7)에 인접한 주변 측부(69)를 가지고, 연소실 벽을 라이닝 하기 위한 단열 벽돌(1, 1A, 1B)에 있어서,

   상기 주변 측부(69)에는 댐핑 요소(3, 3A, 3B)가 부착되는 것을 특징으로 하는 단열 벽돌.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 댐핑 요소(3, 3A, 3B)는 평면형인 것을 특징으로 하는 단열 벽돌.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 댐핑 요소(3, 3A, 3B)는 직조 섬유, 특히 직조 섬유 매트로서 설계되는 것을 특징으로 하는 단열 벽돌.
4. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3항에 있어서, 상기 댐핑 요소(3, 3A, 3B)는 세라믹 재료(15), 특히 세라믹 섬유 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 단열 벽돌.
5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 댐핑 요소(3, 3A, 3B)는 점착제 접착에 의해, 특히 실리케이트 기저 점착제에 의해 부착되는 것을 특징으로 하는 단열 벽돌.
6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 주변 측부(69)는 단부 외면(71, 71A, 71B) 및 상기 단부 외면에 대해 경사진 고정 측부(73, 73A, 73B)를 가지며,

   상기 댐핑 요소는 상기 단부 외면(71, 71A, 71B) 상에 제공되는 것을 특징으로 하는 단열 벽돌.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 고정 측부(73, 73A, 73B)는, 특히 고정 요소(25)를 수용하기 위한 그루브(39)를 가지는 것을 특징으로 하는 단열 벽돌.
8. 제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 따른 단열 벽돌을 갖춘 내부 연소실 라이닝을 포함하는 연소실.
9. 제 8 항에 따른 연소실을 가지는 가스 터빈.