WO2014173568A1 - Heat shield block for a heat shield of a combustion chamber - Google Patents

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WO2014173568A1
WO2014173568A1 PCT/EP2014/053939 EP2014053939W WO2014173568A1 WO 2014173568 A1 WO2014173568 A1 WO 2014173568A1 EP 2014053939 W EP2014053939 W EP 2014053939W WO 2014173568 A1 WO2014173568 A1 WO 2014173568A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heat shield
recess
brick
support structure
cold side
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/053939
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German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Böttcher
Matthias CHLEBOWSKI
Andre Kluge
Stefan Reich
Daniel Vogtmann
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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Filing date
Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/002Wall structures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23MCASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M5/00Casings; Linings; Walls
    • F23M5/02Casings; Linings; Walls characterised by the shape of the bricks or blocks used
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23MCASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M5/00Casings; Linings; Walls
    • F23M5/04Supports for linings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/007Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel constructed mainly of ceramic components

Definitions

  • Heat shield block for a heat shield of a combustion chamber The invention relates to a stone shield heat shield block and a heat shield with at least one such heat ⁇ .
  • the invention also relates to a combustion chamber lined with such a heat shield and to a gas turbine.
  • heat shields which hot gases from 1000 to 1600 degrees resist Müs ⁇ sen.
  • gas turbines such as those used in power-generating power plants and aircraft engines, have correspondingly large shielded by heat shields
  • the heat shield must be composed of a plurality of individual, generally ceramic heat shield bricks, spaced apart from each other with a sufficient gap to a support structure.
  • This gap offers the heat shield bricks, which can also be called heat shield elements, sufficient space for thermal expansion.
  • cooling air can be injected as a countermeasure through the gaps in the direction of the combustion chamber.
  • a generic heat shield thus comprises a support structure and a number of heat shield bricks which are releasably secured to the support structure by means of retaining elements.
  • Each of the heat shield bricks has one of the support structure ⁇ facing cold side and a cold side opposite, acted upon by a hot medium hot side.
  • the cold side and the hot side are connected by side surfaces of the Hit ⁇ zeschildsteines.
  • the generic heat shield can for the lining of a combustion chamber of a gas turbine be provided.
  • the support structure extends on the inside of a combustion chamber wall of the combustion chamber.
  • At least one heat shield brick of the heat shield is designed such that it has at least one engagement device with at least one retaining bolt.
  • the heat shield block is thereby attached to the support structure that at least one Pad facing away from a fastening section on the tag structure buildin ⁇ -saturated holding member having a holding portion with at least one holding head on one of the cold side surface rests of a retaining bolt.
  • the holding head of the holding ⁇ element can also be referred to with gripping portion.
  • Ov ⁇ SHORT- engages the retaining element with a bias voltage to the retention tab so that the at least one holding head is pressed onto the supporting surface of the retaining key due to the restoring forces in the direction of the support structure and pulls the Hit ⁇ zeschildstein to the support structure.
  • the heat shield brick can be fastened, for example, with four such retaining elements on the support structure.
  • EP 1701095 Al discloses a mentioned heat shield of a combustion chamber of a gas turbine comprising a support structure and a number of detachably arranged on the supporting structure heat shield bricks. To protect the combustion chamber wall, the heat shield bricks are arranged across the surface, leaving expansion gaps on the support structure, wherein each heat shield brick has a cold-side facing the support structure and a hot side which is opposite to the cold side and can be charged with a hot medium.
  • the heat shield ⁇ stones are resiliently secured to the support structure with four metal holding elements.
  • each Garele ⁇ ment comprises a holding section with a holding head (Greifab ⁇ section ) and a mounting portion.
  • retaining grooves are introduced on two opposite peripheral sides.
  • a retaining bolt is thereby formed between the retaining groove and the cold side.
  • the Garrie ⁇ gel comprises a remote from the cold side support surface, which is formed by a side surface of the retaining groove.
  • the gripping sections the retaining elements opposite eingrei ⁇ fen in the retaining grooves. The thus the heat shield block opposite buildin ⁇ saturated holding elements are guided with its fastening portion in a downstream of the heat shield block extending fastening confining groove in the support structure.
  • the gripping portions of the metallic holding elements are cooled.
  • the heat shield bricks Publ ⁇ voltages introduced which are aligned with the support structure Toggle parent cooling air hole, so that cooling air from the cooling air hole flowing rebounds in a direct line to a cold side of the gripping portion ,
  • Hot gas to hot gas in the area of the expansion gaps between the heat shield bricks come. This can lead to scaling of the holding elements and the support structure and in the worst case due to the damaged holder to a drop of heat shield stones from the support structure.
  • the object is achieved in a heat shield block of the type mentioned above in that the A ⁇ handle device is designed as a cold side toward the opening recess.
  • the at least one bearing surface of the at least one retaining bolt of the engagement device is arranged in the interior of the heat shield brick.
  • the engagement device is thus a recess extending from the cold side and forming an interior space arranged in the heat shield block, which opens toward the cold side and is closed towards the side surfaces.
  • the at least one The surface of the at least one retaining bolt of the engagement device is arranged in the interior of the heat shield brick in the region of the interior.
  • the at least one retaining element thus no longer engages, as in the prior art, in a retaining groove arranged in a side surface of the heat shield.
  • the at least one engagement device is in each case designed as a recess opening toward the cold side, so that the retaining element is introduced from the support structure with its holding section through the opening of the recess located in the cold side into the engagement device and with at least one Holding head engages from the cold side behind a retaining bolt, so that the retaining head rests on one of the cold side ask ⁇ facing bearing surface of the retaining bolt and is located in this position inside the heat shield brick.
  • Inside the heat shield block is to be understood that the holding head is arranged in the recess, ie in the interior formed by the recess.
  • the bearing surface of the retaining bolt forms, for example, a side wall or a section of a side wall of the interior space. The retaining bolt is thus between the on the
  • Support surface lying holding head and the support structure is ⁇ assigns. Characterized in that the retaining elements are no longer inner ⁇ half of the expansion joints engage the side surfaces of the heat shield bricks, they are thermally not tet so highly polluted, whereby the safety of the bracket is increased.
  • the heat shield block according to the invention has the further advantage that a free design of the expansion joints limiting side surfaces of the heat shield brick is made possible by the internal mounting of Garele ⁇ elements. This allows the pressure drop over the gap area to be raised stabili ⁇ hen and thus counteract the intake of hot gas.
  • the side surfaces can be formed, for example, without the previously required in the prior art groove, whereby the Gap must be supplied with less cooling air. Also, no cooling air is needed for cooling the arranged in the expansion joints holding elements longer.
  • Adjacent heat shield bricks according to the invention can be formed, for example, with overlapping side surfaces.
  • the inventively designed engaging devices protect the resting inside the heat shield bricks holding heads of the holding elements from hot gases. Due to the ge ⁇ ringeren this thermal stress can be manufactured from a cheaper material.
  • According to the invention engages at least one of the heat shield block holding Hal ⁇ teelement into an engagement means exclusively by the cold side.
  • the heat shield block according to the invention may have one or more engagement devices. Loading vorzugt, the heat shield block according to the invention exactly ei ⁇ ne such a recess in the cold side.
  • the heat shield brick may consist of a ceramic material.
  • Such ceramic heat shield bricks can be produced by casting, so that the at least one inventively formed recess in the cold side of the heat shield bricks can be formed during the casting of heat shield bricks from ⁇ .
  • the recess is closed towards the hot side and towards the side surfaces.
  • the assembly can be done for example by biasing the retaining structure attached to the support members with wax wedges, so that the heat shield brick is pushed in the region of the recess on the at least one holding portion of the prestressed holding element and rests on the support structure. During operation, the wax wedges melt, so that the at least one holding head inside the Recess under bias on one of the bearing surfaces of the at least one retaining bolt comes to rest.
  • the recess comprises at least two inner side surfaces.
  • the inner side surfaces of the recess are substantially parallel to the side surfaces of the heat shield brick.
  • the recess may have a quadrangular Grundflä ⁇ surface and four inner side surfaces which extend parallel to the side surfaces of the heat shield.
  • An advantageous embodiment of the invention may provide that the recess has at least two oppositely angeord ⁇ designated locking bar.
  • the oppositely disposed Hal- are formed teriegel by means of the profile of two opposite held ⁇ rer side surfaces of the recess.
  • the two oppositely disposed inner side surfaces of the recess can be used to form the retention tab examples game at the same height, each having a holding groove are formed entspre ⁇ accordingly the side surfaces in the prior art.
  • Another object of the invention is to provide a heat shield initially mentioned with which a particularly si ⁇ chere attachment is provided by at least one heat shield the stone to the supporting structure.
  • the object is achieved in a heat shield of the type mentioned above in that the at least one particularly securely fixed heat shield brick is formed according to one of claims 1 to 5.
  • the heat shield according to the invention may comprise one or more of the ⁇ like design heat shield bricks. It may also be formed all the heat shield bricks of the heat shield ge ⁇ Gurss any one of claims 1 to 5 in ⁇ play.
  • the heat shield bricks according to the invention can, for example, have exactly one recess opening toward the cold side. However, the heat shield bricks according to the invention can also have a plurality of engagement means opening to the cold side.
  • the design of the retaining elements may vary depending on the position of the heat shield stones in the heat shield.
  • the extending attachment grooves are fixed to the supporting structure by means of the holding elements heat shield bricks in general in closed rows of coaxial about a longitudinal axis of the combustion chamber around, only the last block of a row in a direction perpendicular to the support structure mounting direction on the support structure must be secured. If this heat shield brick is designed according to one of claims 1 to 5, the retaining element must be designed accordingly in order to fasten the retaining element to the support structure in a direction perpendicular to the support structure mounting direction or the at least one retaining head on the support surface ei ⁇ nes a retaining bolt position.
  • the spurge ⁇ Henden in series heat shield bricks may initially spaced from the rest of the row are fastened to the associated retaining elements, by which is inverted at least one recess in a tilting mounting movement on the holding portions of the holding members of the heat shield block in the field and then with ⁇ together with the in the recess protruding holding elements is pushed to the rest of the series zoom.
  • the recess is formed from ⁇ closed towards the hot side and to the side surfaces for protecting the holding elements.
  • the recess has at least two oppositely arranged Hal ⁇ teriegel on.
  • the opposite retaining bars can be advantageously produced particularly easily by being formed by means of the profile of two opposite inner side surfaces of the recess.
  • a further advantageous embodiment of the invention can provide that the heat shield brick is held by four retaining elements on the support structure.
  • the holding elements are arranged in pairs opposite one another and come with their holding heads on the support surfaces of the oppositely arranged holding latch to the plant.
  • Another object of the invention is to provide a lined with a heat shield initially mentioned combustion chamber and a gas turbine with such a combustion chamber, which enables a particularly reliable fastening at least one hit ⁇ zeschildsteines to the support structure.
  • the object is achieved in a combustion chamber and a gas turbine of the type mentioned above in that the heat ⁇ shield is formed according to one of claims 6 to 10.
  • FIG. 2 shows a detail of a heat shield according to the invention according to an embodiment in a schematic representation
  • Figure 3 shows the heat shield shown in Figure 2 in front of a
  • FIG. 1 shows a schematic sectional view of a gas turbine 1 ⁇ according to the prior art.
  • the gas turbine 1 has inside a rotatably mounted about a rotation axis 2 rotor 3 with a shaft 4, which is also referred to as a turbine runner.
  • a turbine runner which is also referred to as a turbine runner.
  • the combustion chambers 10 each include a burner assembly 11 and a housing 12, which is designed to protect against hot gases is lined with a heat shield 20.
  • the combustion system 9 communicates with a beispielswei ⁇ ring hot gas channel.
  • a beispielswei ⁇ ring hot gas channel There are several hinterei ⁇ Nander turbine stages form the turbine 14.
  • Each Turbi ⁇ nencut is formed of blade rings.
  • a series of blades 18 follows in the hot runner of a row formed by vanes 17.
  • the guide vanes 17 are fastened to an inner housing of a stator 19, whereas the running blades 18 of a row are attached to the rotor 3, for example by means of a turbine disk.
  • is coupled to the rotor 3, a generator, for example (not shown).
  • air is sucked in and compressed by the compressor 8 through the intake housing 6.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a
  • the heat shield 22 includes a support structure 24 to which a plurality of heat shield bricks is releasably secured by means of holding elements.
  • the illustrated section of the heat shield 22 shows a heat shield block 30 formed according to claims 1 to 5.
  • the heat shield block 30 rests on the support structure 24 with a cold side 32. Ge ⁇ genitudeuccind the cold side, the heat shield block 30 to be supplied with hot gases hot side 34th
  • the cold side 32 and the hot side 34 are connected by side surfaces 36.
  • a recess 38 which opens toward the cold side is arranged.
  • the recess 38 is formed except for the opening 40 in the cold side 32 of the heat shield ⁇ stone stone 30 as a closed bag and comprises from the opening 40, starting in its interior two profiled, opposite side surfaces 42 and 44, which each form a retaining bolt 46 and 48 ,
  • the recess 38 thus forms an inside of the heat shield brick ⁇ arranged interior, which opens to the cold side and is closed to the side surfaces of the heat shield brick and the hot side.
  • the recess 38 serves as an engagement device 50, in which retaining elements 26 and 28 are provided for fastening the heat shield block 30 to the support structure 24. to grab.
  • the holding elements 26 and 28 are each guided with a fastening section 54, 56 in a fastening groove 58 in the support structure 24.
  • the holding elements 26, 28 have on their side opposite the attachment portion end each have a support portion 60, which is pulled out of the loading ⁇ Firmness groove and a retaining head 62, engages behind a stop latch 46 48, so that the retaining head 62 of the holding element 26, 28 on a cold side 32 till ⁇ facing bearing surface 64 of the retaining bolt 46, 48 comes to rest and the heat shield brick 30 releasably holds on the support structure 24.
  • the heat shield brick 30 allows a particularly secure attachment to the support structure, since the retaining bolts 46, 48 and the bearing surfaces 64 are disposed inside the heat shield ⁇ stone 30.
  • the heat shield 30 stone HAL Tenden holding elements 26 and 28 are thus be ⁇ Sonder effectively protected from hot gases.
  • the holding elements 26 and 28 are biased with wax wedges 68.
  • the heat shield block 30 can then be turned over with the engagement device 50 over the raised holding sections 60 of the holding elements 26, 28, so that the holding heads 62 are located above the bearing surfaces 64 and spaced therefrom.
  • the wax wedges 68 melt and the holding heads 62 are lowered onto the bearing surfaces 64, so that the fastening state is achieved as shown in FIG.

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Abstract

The invention relates to a heat shield block (30) for a heat shield (20, 22) of a gas turbine (1), which heat shield block can be detachably fastened to a supporting structure (24) by means of at least one retaining element (26, 28). The heat shield block has a cold side (32) facing the supporting structure (24), an opposite hot side (34), which can be exposed to a hot medium, and lateral surfaces (36), which connect the cold side (32) to the hot side (34). The heat shield block (30) comprises at least one engagement means (50), which has at least one retaining bar (46, 48), which has a contact surface (64) facing away from the cold side (32). The heat shield block makes it possible to fasten the heat shield block to the supporting structure in an especially secure manner. For this purpose, the engagement means is designed as a cavity (38) extending from the cold side, so that the cavity forms an interior arranged in the heat shield block, which interior is open toward the cold side and closed toward the lateral surfaces. The at least one contact surface (64) of the at least one retaining bar (46, 48) of the engagement means (50) is arranged inside the heat shield block (30) in the region of the interior.

Description

Beschreibung description
Hitzeschildstein für einen Hitzeschild einer Brennkammer Die Erfindung bezieht sich auf einen Hitzeschildstein und auf einen Hitzeschild mit mindestens einem derartigen Hitze¬ schildstein. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine mit einem derartigen Hitzeschild ausgekleidete Brennkammer sowie auf eine Gasturbine. Heat shield block for a heat shield of a combustion chamber The invention relates to a stone shield heat shield block and a heat shield with at least one such heat ¬. The invention also relates to a combustion chamber lined with such a heat shield and to a gas turbine.
In vielen technischen Anwendungen werden Hitzeschilde verwendet, welche Heißgasen von 1000 bis 1600 Grad widerstehen müs¬ sen. Insbesondere Gasturbinen, wie sie in stromerzeugenden Kraftwerken und in Flugzeugtriebwerken Verwendung finden, weisen entsprechend große durch Hitzeschilde abzuschirmendeIn many technical applications, use of heat shields, which hot gases from 1000 to 1600 degrees resist Müs ¬ sen. In particular, gas turbines, such as those used in power-generating power plants and aircraft engines, have correspondingly large shielded by heat shields
Flächen im Innern der Brennkammern auf. Wegen der thermischen Ausdehnung und wegen großer Abmessungen muss das Hitzeschild aus einer Vielzahl einzelner, im Allgemeinen keramischer Hitzeschildsteine zusammengesetzt werden, die voneinander mit einem ausreichenden Spalt beabstandet an einer Tragstruktur befestigt sind. Dieser Spalt bietet den Hitzeschildsteinen, die auch mit Hitzeschildelementen bezeichnet werden können, ausreichenden Raum für die thermische Ausdehnung. Da jedoch der Spalt auch einen direkten Kontakt der heißen Verbren- nungsgase mit der metallischen Tragstruktur und den Halteelementen ermöglicht, kann als eine Gegenmaßnahme durch die Spalte in Richtung der Brennkammer Kühlluft eingedüst werden. Areas inside the combustion chambers. Because of thermal expansion and large dimensions, the heat shield must be composed of a plurality of individual, generally ceramic heat shield bricks, spaced apart from each other with a sufficient gap to a support structure. This gap offers the heat shield bricks, which can also be called heat shield elements, sufficient space for thermal expansion. However, since the gap also allows direct contact of the hot combustion gases with the metallic support structure and the holding elements, cooling air can be injected as a countermeasure through the gaps in the direction of the combustion chamber.
Ein gattungsgemäßer Hitzeschild umfasst somit eine Tragstruk- tur und eine Anzahl von Hitzeschildsteinen, welche an der Tragstruktur mittels Halteelementen lösbar befestigt sind. Jeder der Hitzeschildsteine weist eine der Tragstruktur zuge¬ wandte Kaltseite und eine der Kaltseite gegenüberliegende, mit einem heißen Medium beaufschlagbare Heißseite auf. Die Kaltseite und die Heißseite sind durch Seitenflächen des Hit¬ zeschildsteines verbunden. Der gattungsgemäße Hitzeschild kann für die Auskleidung einer Brennkammer einer Gasturbine vorgesehen sein. In diesem Fall verläuft die Tragstruktur an der Innenseite einer Brennkammerwand der Brennkammer. A generic heat shield thus comprises a support structure and a number of heat shield bricks which are releasably secured to the support structure by means of retaining elements. Each of the heat shield bricks has one of the support structure ¬ facing cold side and a cold side opposite, acted upon by a hot medium hot side. The cold side and the hot side are connected by side surfaces of the Hit ¬ zeschildsteines. The generic heat shield can for the lining of a combustion chamber of a gas turbine be provided. In this case, the support structure extends on the inside of a combustion chamber wall of the combustion chamber.
Mindestens ein Hitzeschildstein des Hitzeschildes ist derart ausgebildet, dass er mindestens eine Eingriffseinrichtung mit mindestens einem Halteriegel aufweist. Der Hitzeschildstein ist dadurch an der Tragstruktur befestigt, dass mindestens ein mit einem Befestigungsabschnitt an der Tagstruktur befes¬ tigtes Halteelement mit einem Halteabschnitt mit mindestens einem Haltekopf auf einer der Kaltseite abgewandten Auflage- fläche eines Halteriegels aufliegt. Der Haltekopf des Halte¬ elementes kann auch mit Greifabschnitt bezeichnet werden. Üb¬ licherweise greift das Halteelement mit einer Vorspannung an dem Halteriegel an, so dass der mindestens eine Haltekopf aufgrund der Rückstellkräfte in Richtung der Tragstruktur auf die Auflagefläche des Halteriegels gepresst wird und den Hit¬ zeschildstein an die Tragstruktur zieht. Der Hitzeschildstein kann beispielsweise mit vier derartigen Halteelementen an der Tragstruktur befestigt sein. Die EP 1 701 095 AI offenbart einen eingangs genannten Hitze¬ schild einer Brennerkammer einer Gasturbine mit einer Tragstruktur und einer Anzahl von lösbar an der Tragstruktur angeordneten Hitzeschildsteinen. Zum Schutz der Brennkammerwand sind die Hitzeschildsteine flächendeckend unter Belassung von Dehnungsspalten an der Tragstruktur angeordnet, wobei jeder Hitzeschildstein eine der Tragstruktur zugewandte Kaltseite und eine der Kaltseite gegenüberliegende, mit einem heißen Medium beaufschlagbare Heißseite aufweist. Die Hitzeschild¬ steine sind mit je vier metallischen Halteelementen federnd an der Tragstruktur befestigt. Hierzu umfasst jedes Halteele¬ ment einen Halteabschnitt mit einem Haltekopf (Greifab¬ schnitt) und einen Befestigungsabschnitt. In jeden Hitze¬ schildstein sind an zwei gegenüberliegenden Umfangsseiten Haltenuten eingebracht. Zwischen der Haltenut und der Kalt- seite wird dadurch ein Halteriegel ausgebildet. Der Halterie¬ gel umfasst eine von der Kaltseite abgewandte Auflagefläche, welche durch eine Seitenfläche der Haltenut ausgebildet wird. Zum Halten des Hitzeschildsteins können die Greifabschnitte der Halteelemente gegenüberliegend in die Haltenuten eingrei¬ fen. Die derart am Hitzeschildstein gegenüberliegend befes¬ tigten Halteelemente sind mit ihrem Befestigungsabschnitt in einer unterhalb des Hitzeschildsteins verlaufenden Befesti- gungs-Nut in der Tragstruktur geführt. Zum Schutz vor Heißgasen sind die Greifabschnitte der metallischen Halteelemente gekühlt. Hierzu sind in die Steinhalter im Bereich des Halte¬ abschnitts und in die Halteriegel der Hitzeschildsteine Öff¬ nungen eingebracht, welche mit einer in der Tragstruktur an- geordneten Kühlluftbohrung fluchten, so dass Kühlluft aus der Kühlluftbohrung strömend in direkter Linie auf eine Kaltseite des Greifabschnittes prallt. At least one heat shield brick of the heat shield is designed such that it has at least one engagement device with at least one retaining bolt. The heat shield block is thereby attached to the support structure that at least one Pad facing away from a fastening section on the tag structure buildin ¬-saturated holding member having a holding portion with at least one holding head on one of the cold side surface rests of a retaining bolt. The holding head of the holding ¬ element can also be referred to with gripping portion. Ov ¬ SHORT- engages the retaining element with a bias voltage to the retention tab so that the at least one holding head is pressed onto the supporting surface of the retaining key due to the restoring forces in the direction of the support structure and pulls the Hit ¬ zeschildstein to the support structure. The heat shield brick can be fastened, for example, with four such retaining elements on the support structure. EP 1701095 Al discloses a mentioned heat shield of a combustion chamber of a gas turbine comprising a support structure and a number of detachably arranged on the supporting structure heat shield bricks. To protect the combustion chamber wall, the heat shield bricks are arranged across the surface, leaving expansion gaps on the support structure, wherein each heat shield brick has a cold-side facing the support structure and a hot side which is opposite to the cold side and can be charged with a hot medium. The heat shield ¬ stones are resiliently secured to the support structure with four metal holding elements. For this purpose, each Halteele ¬ ment comprises a holding section with a holding head (Greifab ¬ section ) and a mounting portion. In each heat ¬ shield stone retaining grooves are introduced on two opposite peripheral sides. A retaining bolt is thereby formed between the retaining groove and the cold side. The Halterie ¬ gel comprises a remote from the cold side support surface, which is formed by a side surface of the retaining groove. To hold the heat shield stone, the gripping sections the retaining elements opposite eingrei ¬ fen in the retaining grooves. The thus the heat shield block opposite buildin ¬ saturated holding elements are guided with its fastening portion in a downstream of the heat shield block extending fastening confining groove in the support structure. For protection against hot gases, the gripping portions of the metallic holding elements are cooled. For this purpose, in the stone holder in the region of the holding ¬ section and in the retainer bars the heat shield bricks Publ ¬ voltages introduced, which are aligned with the support structure Toggle parent cooling air hole, so that cooling air from the cooling air hole flowing rebounds in a direct line to a cold side of the gripping portion ,
Trotz dieser Kühlung der Greifabschnitte gemäß dem Stand der Technik kann es bei Beaufschlagung des Hitzeschildes mitDespite this cooling of the gripping portions according to the prior art, it can when applying the heat shield with
Heißgas zu Heißgaseinzug im Bereich der Dehnungsspalten zwischen den Hitzeschildsteinen kommen. Dies kann zu einer Verzunderung der Halteelemente und der Tragstruktur führen und im schlimmsten Fall aufgrund der geschädigten Halterung zu einem Abfallen von Hitzeschildsteinen von der Tragstruktur. Hot gas to hot gas in the area of the expansion gaps between the heat shield bricks come. This can lead to scaling of the holding elements and the support structure and in the worst case due to the damaged holder to a drop of heat shield stones from the support structure.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen eingangs genannten Hitzeschildstein, ein Hitzeschild mit mindestens einem derartigen Hitzeschildstein sowie eine mit dem Hitzeschild ausgekleidete Brennkammer und eine Gasturbine an¬ zugeben, mit welchem eine besonders sichere Befestigung des Hitzeschildsteines an der Tragstruktur ermöglicht ist. It is therefore an object of the present invention to admit an aforementioned heat shield brick, a heat shield with at least one such heat shield brick and a heat shield lined with the combustion chamber and a gas turbine ¬ , with which a particularly secure attachment of the heat shield brick is made possible on the support structure.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Hitzeschildstein der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Ein¬ griffseinrichtung als eine sich zur Kaltseite hin öffnende Ausnehmung ausgebildet ist. Die mindestens eine Auflagefläche des mindestens einen Halteriegels der Eingriffseinrichtung ist im Inneren des Hitzeschildsteines angeordnet. Die Ein- griffseinrichtung ist somit eine von der Kaltseite ausgehende Ausnehmung, die einen im Hitzeschildstein angeordneten Innenraum ausbildet, der sich zur Kaltseite hin öffnet und zu den Seitenflächen hin geschlossen ist. Die mindestens eine Aufla- gefläche des mindestens einen Halteriegels der Eingriffsein- richtung ist im Inneren des Hitzeschildsteines im Bereich des Innenraumes angeordnet. Erfindungsgemäß ist somit die Befestigung des mindestens ei¬ nen Halteelementes an dem Hitzeschildstein in das Innere des Hitzeschildsteines verlegt. Das mindestens eine Halteelement greift somit nicht mehr wie im Stand der Technik in eine in einer Seitenfläche des Hitzeschildes angeordnete Haltenut ein. Stattdessen ist die mindestens eine Eingriffseinrichtung jeweils als eine zur Kaltseite hin sich öffnende Ausnehmung ausgebildet, so dass das Halteelement erfindungsgemäß von der Tragstruktur aus mit seinem Halteabschnitt durch die in der Kaltseite sich befindende Öffnung der Ausnehmung in die Ein- griffseinrichtung eingeführt wird und mit mindestens einem Haltekopf von der Kaltseite aus hinter einen Halteriegel greift, so dass der Haltekopf auf einer der Kaltseite abge¬ wandten Auflagefläche des Halteriegels aufliegt und sich in dieser Position im Inneren des Hitzeschildsteines befindet. Im Inneren des Hitzeschildsteins ist dabei so zu verstehen, dass der Haltekopf in der Ausnehmung, also in dem durch die Ausnehmung ausgebildeten Innenraum angeordnet ist. Die Auflagefläche des Halteriegels bildet dabei beispielsweise eine Seitenwand oder einen Abschnitt einer Seitenwand des Innen- raumes aus. Der Halteriegel ist somit zwischen dem auf derThe object is achieved in a heat shield block of the type mentioned above in that the A ¬ handle device is designed as a cold side toward the opening recess. The at least one bearing surface of the at least one retaining bolt of the engagement device is arranged in the interior of the heat shield brick. The engagement device is thus a recess extending from the cold side and forming an interior space arranged in the heat shield block, which opens toward the cold side and is closed towards the side surfaces. The at least one The surface of the at least one retaining bolt of the engagement device is arranged in the interior of the heat shield brick in the region of the interior. Thus the attachment of at least ei ¬ NEN retaining element to the heat shield stone is laid in the interior of the heat shield stone according to the invention. The at least one retaining element thus no longer engages, as in the prior art, in a retaining groove arranged in a side surface of the heat shield. Instead, the at least one engagement device is in each case designed as a recess opening toward the cold side, so that the retaining element is introduced from the support structure with its holding section through the opening of the recess located in the cold side into the engagement device and with at least one Holding head engages from the cold side behind a retaining bolt, so that the retaining head rests on one of the cold side abge ¬ facing bearing surface of the retaining bolt and is located in this position inside the heat shield brick. Inside the heat shield block is to be understood that the holding head is arranged in the recess, ie in the interior formed by the recess. The bearing surface of the retaining bolt forms, for example, a side wall or a section of a side wall of the interior space. The retaining bolt is thus between the on the
Auflagefläche liegenden Haltekopf und der Tragstruktur ange¬ ordnet. Dadurch, dass die Halteelemente nun nicht mehr inner¬ halb der Dehnungsfugen in die Seitenflächen der Hitzeschildsteine eingreifen, werden sie thermisch nicht so hoch belas- tet, wodurch die Sicherheit der Halterung erhöht ist. Support surface lying holding head and the support structure is ¬ assigns. Characterized in that the retaining elements are no longer inner ¬ half of the expansion joints engage the side surfaces of the heat shield bricks, they are thermally not tet so highly polluted, whereby the safety of the bracket is increased.
Der erfindungsgemäße Hitzeschildstein hat den weiteren Vorteil, dass durch die innen liegende Befestigung der Halteele¬ mente eine freie Gestaltung der die Dehnungsfugen begrenzenden Seitenflächen des Hitzeschildsteines ermöglicht ist. Dies ermöglicht es den Druckverlust über die Spaltfläche zu erhö¬ hen und somit dem Einzug von Heißgas entgegenzuwirken. The heat shield block according to the invention has the further advantage that a free design of the expansion joints limiting side surfaces of the heat shield brick is made possible by the internal mounting of Halteele ¬ elements. This allows the pressure drop over the gap area to be raised stabili ¬ hen and thus counteract the intake of hot gas.
Die Seitenflächen können beispielsweise ohne die bisher im Stand der Technik benötigte Nut ausgebildet sein, wodurch der Spalt mit weniger Kühlluft versorgt werden muss. Auch wird keine Kühlluft zur Kühlung der in den Dehnungsfugen angeordneten Halteelemente mehr benötigt. Aneinander angrenzende er¬ findungsgemäße Hitzeschildsteine können beispielsweise mit einander überlappenden Seitenflächen ausgebildet werden. The side surfaces can be formed, for example, without the previously required in the prior art groove, whereby the Gap must be supplied with less cooling air. Also, no cooling air is needed for cooling the arranged in the expansion joints holding elements longer. Adjacent heat shield bricks according to the invention can be formed, for example, with overlapping side surfaces.
Die erfindungsgemäß ausgebildeten Eingriffseinrichtungen schützen die im Inneren der Hitzeschildsteine aufliegenden Halteköpfe der Halteelemente vor Heißgasen. Aufgrund der ge¬ ringeren thermischen Beanspruchung können diese aus einem preiswerteren Material gefertigt werden. Erfindungsgemäß greift das mindestens eine den Hitzeschildstein haltende Hal¬ teelement ausschließlich von der Kaltseite her in eine Eingriffseinrichtung ein. Der erfindungsgemäße Hitzeschildstein kann eine oder mehrere Eingriffseinrichtungen aufweisen. Be- vorzugt weist der erfindungsgemäße Hitzeschildstein genau ei¬ ne derartige Ausnehmung in der Kaltseite auf. The inventively designed engaging devices protect the resting inside the heat shield bricks holding heads of the holding elements from hot gases. Due to the ge ¬ ringeren this thermal stress can be manufactured from a cheaper material. According to the invention engages at least one of the heat shield block holding Hal ¬ teelement into an engagement means exclusively by the cold side. The heat shield block according to the invention may have one or more engagement devices. Loading vorzugt, the heat shield block according to the invention exactly ei ¬ ne such a recess in the cold side.
Der Hitzeschildstein kann aus einem keramischen Material bestehen. Derartige keramische Hitzeschildsteine können mittels Gießverfahren hergestellt werden, so dass die mindestens eine erfindungsgemäß ausgebildete Ausnehmung in der Kaltseite der Hitzeschildsteine beim Gießen der Hitzeschildsteine mit aus¬ gebildet werden kann. The heat shield brick may consist of a ceramic material. Such ceramic heat shield bricks can be produced by casting, so that the at least one inventively formed recess in the cold side of the heat shield bricks can be formed during the casting of heat shield bricks from ¬ .
Es kann auch als vorteilhaft betrachtet werden, dass die Aus- nehmung zur Heißseite und zu den Seitenflächen hin geschlossen ist. It can also be considered advantageous that the recess is closed towards the hot side and towards the side surfaces.
Dies erhöht den Schutz für die den Hitzeschildstein haltenden Halteelemente vor Heißgasen. Montageöffnungen zur Heißseite etc. sind bei dem erfindungsgemäßen Hitzeschildstein nicht mehr notwendig. Die Montage kann beispielsweise durch ein Vorspannen der an der Tragstruktur befestigten Halteelemente mit Wachskeilen erfolgen, so dass der Hitzeschildstein im Bereich der Ausnehmung über den mindestens einen Halteabschnitt des vorgespannten Halteelementes geschoben wird und auf der Tragstruktur aufliegt. Im Betrieb schmelzen dann die Wachskeile, so dass der mindestens eine Haltekopf im Inneren der Ausnehmung unter Vorspannung auf einer der Auflageflächen des mindestens einen Halteriegels zur Anlage kommt. This increases the protection for the holding the heat shield stone holding elements from hot gases. Mounting openings to the hot side, etc. are no longer necessary in the heat shield brick according to the invention. The assembly can be done for example by biasing the retaining structure attached to the support members with wax wedges, so that the heat shield brick is pushed in the region of the recess on the at least one holding portion of the prestressed holding element and rests on the support structure. During operation, the wax wedges melt, so that the at least one holding head inside the Recess under bias on one of the bearing surfaces of the at least one retaining bolt comes to rest.
Es kann auch als vorteilhaft angesehen werden, dass It can also be considered advantageous that
die Ausnehmung mindestens zwei innere Seitenflächen umfasst. Die inneren Seitenflächen der Ausnehmung verlaufen im Wesentlichen parallel zu den Seitenflächen des Hitzeschildsteines. the recess comprises at least two inner side surfaces. The inner side surfaces of the recess are substantially parallel to the side surfaces of the heat shield brick.
Dies erleichtert die korrekte Positionierung der Ausnehmung über den Halteelementen während der Montage. This facilitates the correct positioning of the recess over the retaining elements during assembly.
Beispielsweise kann die Ausnehmung eine viereckige Grundflä¬ che aufweisen und vier innere Seitenflächen umfassen, die parallel zu den Seitenflächen des Hitzeschilds verlaufen. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, dass die Ausnehmung mindestens zwei gegenüberliegend angeord¬ nete Halteriegel aufweist. For example, the recess may have a quadrangular Grundflä ¬ surface and four inner side surfaces which extend parallel to the side surfaces of the heat shield. An advantageous embodiment of the invention may provide that the recess has at least two oppositely angeord ¬ designated locking bar.
Dies ermöglicht eine Verwendung der bisher üblichen Halteele- mente, welche paarweise gegenüberliegend an dem Hitzeschild¬ stein eingreifen. This makes it possible to use the hitherto customary holding elements, which engage in pairs opposite the heat shield plate .
Zur Vereinfachung des Aufbaus des Hitzeschildsteines kann es vorgesehen sein, dass die gegenüberliegend angeordneten Hal- teriegel mittels des Profils zweier gegenüberliegender inne¬ rer Seitenflächen der Ausnehmung ausgebildet sind. In order to simplify the structure of the heat shield stone, it may be provided that the oppositely disposed Hal- are formed teriegel by means of the profile of two opposite held ¬ rer side surfaces of the recess.
Die zwei gegenüberliegend angeordneten, inneren Seitenflächen der Ausnehmung können zur Ausbildung der Halteriegel bei- spielsweise auf gleicher Höhe mit je einer Haltenut entspre¬ chend den Seitenflächen im Stand der Technik ausgebildet werden . The two oppositely disposed inner side surfaces of the recess can be used to form the retention tab examples game at the same height, each having a holding groove are formed entspre ¬ accordingly the side surfaces in the prior art.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen eingangs ge- nannten Hitzeschild anzugeben, mit welchem eine besonders si¬ chere Befestigung mindestens eines Hitzeschildsteines an der Tragstruktur ermöglicht ist. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Hitzeschild der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der mindestens eine besonders sicher befestigte Hitzeschildstein gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 ausgebildet ist. Another object of the invention is to provide a heat shield initially mentioned with which a particularly si ¬ chere attachment is provided by at least one heat shield the stone to the supporting structure. The object is achieved in a heat shield of the type mentioned above in that the at least one particularly securely fixed heat shield brick is formed according to one of claims 1 to 5.
Der erfindungsgemäße Hitzeschild kann einen oder mehrere der¬ artig ausgebildete Hitzeschildsteine umfassen. Es können bei¬ spielsweise auch alle Hitzeschildsteine des Hitzeschildes ge¬ mäß einem der Ansprüche 1 bis 5 ausgebildet sein. Die erfin- dungsgemäßen Hitzeschildsteine können beispielsweise genau eine sich zur Kaltseite öffnende Ausnehmung aufweisen. Die erfindungsgemäßen Hitzeschildsteine können aber auch mehrere sich zur Kaltseite öffnende Eingriffseinrichtung aufweisen. Die Ausbildung der Halteelemente kann je nach Position der Hitzeschildsteine im Hitzeschild variieren. Da die Hitze¬ schildsteine im Allgemeinen in geschlossenen Reihen an koaxial um eine Längsachse der Brennkammer herum verlaufenden Befestigungsnuten mittels der Halteelemente an der Tragstruktur befestigt werden, muss nur der letzte Stein einer Reihe in einer senkrecht zur Tragstruktur verlaufenden Montagerichtung an der Tragstruktur befestigt werden. Sofern dieser Hitzeschildstein gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 ausgebildet ist, muss das Halteelement entsprechend ausgebildet sein, um bei einer senkrecht zur Tragstruktur verlaufenden Montage- richtung das Halteelement an der Tragstruktur zu befestigen oder den mindestens einen Haltekopf auf der Auflagefläche ei¬ nes Halteriegels zu positionieren. Die in der Reihe vorherge¬ henden Hitzeschildsteine können zunächst von dem Rest der Reihe beabstandet an den zugehörigen Halteelementen befestigt werden, indem der Hitzeschildstein im Bereich der mindestens einen Ausnehmung in einer kippenden Montagebewegung über die Halteabschnitte der Halteelemente gestülpt wird und dann mit¬ samt der in die Ausnehmung hineinragenden Halteelemente an den Rest der Reihe heran geschoben wird. The heat shield according to the invention may comprise one or more of the ¬ like design heat shield bricks. It may also be formed all the heat shield bricks of the heat shield ge ¬ Mäss any one of claims 1 to 5 in ¬ play. The heat shield bricks according to the invention can, for example, have exactly one recess opening toward the cold side. However, the heat shield bricks according to the invention can also have a plurality of engagement means opening to the cold side. The design of the retaining elements may vary depending on the position of the heat shield stones in the heat shield. Since the extending attachment grooves are fixed to the supporting structure by means of the holding elements heat shield bricks in general in closed rows of coaxial about a longitudinal axis of the combustion chamber around, only the last block of a row in a direction perpendicular to the support structure mounting direction on the support structure must be secured. If this heat shield brick is designed according to one of claims 1 to 5, the retaining element must be designed accordingly in order to fasten the retaining element to the support structure in a direction perpendicular to the support structure mounting direction or the at least one retaining head on the support surface ei ¬ nes a retaining bolt position. The vorherge ¬ Henden in series heat shield bricks may initially spaced from the rest of the row are fastened to the associated retaining elements, by which is inverted at least one recess in a tilting mounting movement on the holding portions of the holding members of the heat shield block in the field and then with ¬ together with the in the recess protruding holding elements is pushed to the rest of the series zoom.
Vorteilhafterweise ist zum Schutz der Halteelemente die Aus¬ nehmung zur Heißseite und zu den Seitenflächen hin geschlossen ausgebildet. Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung weist die Ausnehmung mindestens zwei gegenüberliegend angeordnete Hal¬ teriegel auf. Advantageously, the recess is formed from ¬ closed towards the hot side and to the side surfaces for protecting the holding elements. According to an advantageous embodiment of the invention, the recess has at least two oppositely arranged Hal ¬ teriegel on.
Dies ermöglicht ein paarweise gegenüberliegendes Anordnen der Halteköpfe auf den Halteriegeln, wodurch eine besonders stabile Befestigung des Hitzeschildsteines an der Tragstruk¬ tur ermöglicht wird. This allows a pairwise opposite arrangement of the holding heads on the retaining bars, whereby a particularly stable attachment of the heat shield brick is made possible on the support structure ¬ tur.
Die gegenüberliegenden Halteriegel lassen sich vorteilhafter Weise besonders einfach herstellen, indem sie mittels des Profils zweier gegenüberliegender innerer Seitenflächen der Ausnehmung ausgebildet sind. The opposite retaining bars can be advantageously produced particularly easily by being formed by means of the profile of two opposite inner side surfaces of the recess.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, dass der Hitzeschildstein von vier Halteelementen an der Tragstruktur gehalten ist. Die Halteelemente sind paarweise gegenüberliegend angeordnet und kommen mit ihren Halteköpfen auf den Auflageflächen der gegenüberliegend angeordneten Halteriegel zur Anlage. A further advantageous embodiment of the invention can provide that the heat shield brick is held by four retaining elements on the support structure. The holding elements are arranged in pairs opposite one another and come with their holding heads on the support surfaces of the oppositely arranged holding latch to the plant.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine mit einem eingangs genannten Hitzeschild ausgekleidete Brennkammer und eine Gasturbine mit einer solchen Brennkammer anzugeben, welche eine besonders sichere Befestigung mindestens eines Hit¬ zeschildsteines an der Tragstruktur ermöglicht. Another object of the invention is to provide a lined with a heat shield initially mentioned combustion chamber and a gas turbine with such a combustion chamber, which enables a particularly reliable fastening at least one hit ¬ zeschildsteines to the support structure.
Die Aufgabe wird bei einer Brennkammer und einer Gasturbine der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Hitze¬ schild gemäß einem der Ansprüche 6 bis 10 ausgebildet ist. The object is achieved in a combustion chamber and a gas turbine of the type mentioned above in that the heat ¬ shield is formed according to one of claims 6 to 10.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfin¬ dung sind Gegenstand der Beschreibung von Ausführungsbeispie- len der Erfindung unter Bezug auf die Figur der Zeichnung, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleich wirkende Bauteile ver¬ weisen . Dabei zeigt die Further expedient configurations and advantages of the invention are the subject of the description of exemplary embodiments of the invention with reference to the figure of the drawing, wherein like reference symbols refer to identically acting components ver ¬. It shows the
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Gasturbine nach dem Stand der Technik, 1 is a schematic representation of a gas turbine according to the prior art,
Fig.2 einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Hitzeschildes gemäß einem Ausführungsbeispiel in schematischer Darstellung, und Fig.3 den in Figur 2 dargestellten Hitzeschild vor einer 2 shows a detail of a heat shield according to the invention according to an embodiment in a schematic representation, and Figure 3 shows the heat shield shown in Figure 2 in front of a
Inbetriebnahme, wobei die Halteelemente zur Montage des dargestellten Hitzeschildsteines mit Wachskeilen vorgespannt sind. Die Figur 1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Gas¬ turbine 1 nach dem Stand der Technik. Die Gasturbine 1 weist im Inneren einen um eine Rotationsachse 2 drehgelagerten Rotor 3 mit einer Welle 4 auf, der auch als Turbinenläufer bezeichnet wird. Entlang des Rotors 3 folgen aufeinander ein Ansauggehäuse 6, ein Verdichter 8, ein Verbrennungssystem 9 mit einer Anzahl an Brennkammern 10, eine Turbine 14 und ein Abgasgehäuse 15. Die Brennkammern 10 umfassen jeweils eine Brenneranordnung 11 und ein Gehäuses 12, welches zum Schutz vor Heißgasen mit einem Hitzeschild 20 ausgekleidet ist. Commissioning, wherein the holding elements for mounting the heat shield brick shown are biased with wax wedges. 1 shows a schematic sectional view of a gas turbine 1 ¬ according to the prior art. The gas turbine 1 has inside a rotatably mounted about a rotation axis 2 rotor 3 with a shaft 4, which is also referred to as a turbine runner. Along the rotor 3 successively follow an intake housing 6, a compressor 8, a combustion system 9 with a number of combustion chambers 10, a turbine 14 and an exhaust housing 15. The combustion chambers 10 each include a burner assembly 11 and a housing 12, which is designed to protect against hot gases is lined with a heat shield 20.
Das Verbrennungssystem 9 kommuniziert mit einem beispielswei¬ se ringförmigen Heißgaskanal. Dort bilden mehrere hinterei¬ nander geschaltete Turbinenstufen die Turbine 14. Jede Turbi¬ nenstufe ist aus Schaufelringen gebildet. In Strömungsrich- tung eines Arbeitsmediums gesehen, folgt im Heißkanal einer aus Leitschaufeln 17 gebildeten Reihe eine aus Laufschaufeln 18 gebildete Reihe. Die Leitschaufeln 17 sind dabei an einem Innengehäuse eines Stators 19 befestigt, wohingegen die Lauf¬ schaufeln 18 einer Reihe beispielsweise mittels einer Turbi- nenscheibe am Rotor 3 angebracht sind. An dem Rotor 3 ange¬ koppelt ist beispielsweise ein Generator (nicht dargestellt) . Während des Betriebes der Gasturbine wird vom Verdichter 8 durch das Ansauggehäuse 6 Luft angesaugt und verdichtet. Die am turbinenseitigen Ende des Verdichters 8 bereitgestellte verdichtete Luft wird zu dem Verbrennungssystem 9 geführt und dort im Bereich der Brenneranordnung 11 mit einem Brennstoff vermischt. Das Gemisch wird dann mit Hilfe der Brenneranord¬ nung 11 unter Bildung eines Arbeitsgasstromes im Verbrennungssystem 9 verbrannt. Von dort strömt der Arbeitsgasstrom entlang des Heißgaskanals an den Leitschaufeln 17 und den Laufschaufeln 18 vorbei. An den Laufschaufeln 18 entspannt sich der Arbeitsgasstrom impulsübertragend, so dass die Lauf¬ schaufeln 18 den Rotor 3 antreiben und dieser den an ihn angekoppelten Generator (nicht dargestellt) . Die Figur 2 zeigt in einer schematischen Darstellung einenThe combustion system 9 communicates with a beispielswei ¬ ring hot gas channel. There are several hinterei ¬ Nander turbine stages form the turbine 14. Each Turbi ¬ nenstufe is formed of blade rings. As seen in the flow direction of a working medium, a series of blades 18 follows in the hot runner of a row formed by vanes 17. The guide vanes 17 are fastened to an inner housing of a stator 19, whereas the running blades 18 of a row are attached to the rotor 3, for example by means of a turbine disk. ¬ is coupled to the rotor 3, a generator, for example (not shown). During operation of the gas turbine, air is sucked in and compressed by the compressor 8 through the intake housing 6. The compressed air provided at the turbine-side end of the compressor 8 is led to the combustion system 9 where it is mixed with a fuel in the area of the burner assembly 11. The mixture is then burned by means of the burner arrangement 11 to form a working gas stream in the combustion system 9. From there, the working gas stream flows along the hot gas channel past the guide vanes 17 and the rotor blades 18. At the rotor blades 18, the working gas flow relaxed transferring its momentum, so that the run ¬ blades 18 drive the rotor 3 and that the generator coupled to it (not shown). FIG. 2 shows a schematic representation of a
Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Hitzeschildes 22 im Längs¬ schnitt. Der Hitzeschild 22 umfasst eine Tragstruktur 24, an der mittels Halteelementen lösbar eine Vielzahl von Hitzeschildsteinen befestigt ist. Der dargestellte Ausschnitt des Hitzeschildes 22 zeigt einen gemäß den Ansprüchen 1 bis 5 ausgebildeten Hitzeschildstein 30. Der Hitzeschildstein 30 liegt mit einer Kaltseite 32 auf der Tragstruktur 24 auf. Ge¬ genüberliegend der Kaltseite weist der Hitzeschildstein 30 eine mit Heißgasen beaufschlagbare Heißseite 34 auf. Die Kaltseite 32 und die Heißseite 34 sind durch Seitenflächen 36 verbunden. In der Kaltseite 32 ist eine sich zur Kaltseite hin öffnende Ausnehmung 38 angeordnet. Die Ausnehmung 38 ist bis auf die Öffnung 40 in der Kaltseite 32 des Hitzeschild¬ steines 30 als geschlossene Tasche ausgebildet und umfasst von der Öffnung 40 ausgehend in ihrem Inneren zwei profilierte, gegenüber liegende Seitenflächen 42 und 44, welche jeweils einen Halteriegel 46 und 48 ausbilden. Die Ausnehmung 38 bildet somit einen im Inneren des Hitzeschildsteines ange¬ ordneten Innenraum aus, der sich zur Kaltseite öffnet und zu den Seitenflächen des Hitzeschildsteines und zur Heißseite hin geschlossen ist. Die Ausnehmung 38 dient als Eingriffs- einrichtung 50, in welche zur Befestigung des Hitzeschildsteins 30 an der Tragstruktur 24 Halteelemente 26 und 28 ein- greifen. Hierzu sind die Halteelemente 26 und 28 jeweils mit einem Befestigungsabschnitt 54, 56 in einer Befestigungs-Nut 58 in der Tragstruktur 24 geführt. Die Halteelemente 26, 28 weisen an ihrem dem Befestigungsabschnitt gegenüberliegenden Ende jeweils einen Halteabschnitt 60 auf, welcher aus der Be¬ festigungs-Nut herausgezogen wird und mit einem Haltekopf 62 hinter einen Haltriegel 46, 48 greift, so dass der Haltekopf 62 des Halteelementes 26, 28 auf einer der Kaltseite 32 abge¬ wandten Auflagefläche 64 des Halteriegels 46, 48 zur Auflage kommt und den Hitzeschildstein 30 lösbar an der Tragstruktur 24 hält. Der Hitzeschildstein 30 ermöglicht eine besonders sichere Befestigung an der Tragstruktur, da die Halteriegel 46, 48 und die Auflageflächen 64 im Inneren des Hitzeschild¬ steines 30 angeordnet sind. Die den Hitzeschildstein 30 hal- tenden Halteelemente 26 und 28 sind somit vor Heißgasen be¬ sonders effektiv geschützt. Section of a heat shield 22 according to the invention in longitudinal ¬ section . The heat shield 22 includes a support structure 24 to which a plurality of heat shield bricks is releasably secured by means of holding elements. The illustrated section of the heat shield 22 shows a heat shield block 30 formed according to claims 1 to 5. The heat shield block 30 rests on the support structure 24 with a cold side 32. Ge ¬ genüberliegend the cold side, the heat shield block 30 to be supplied with hot gases hot side 34th The cold side 32 and the hot side 34 are connected by side surfaces 36. In the cold side 32, a recess 38 which opens toward the cold side is arranged. The recess 38 is formed except for the opening 40 in the cold side 32 of the heat shield ¬ stone stone 30 as a closed bag and comprises from the opening 40, starting in its interior two profiled, opposite side surfaces 42 and 44, which each form a retaining bolt 46 and 48 , The recess 38 thus forms an inside of the heat shield brick ¬ arranged interior, which opens to the cold side and is closed to the side surfaces of the heat shield brick and the hot side. The recess 38 serves as an engagement device 50, in which retaining elements 26 and 28 are provided for fastening the heat shield block 30 to the support structure 24. to grab. For this purpose, the holding elements 26 and 28 are each guided with a fastening section 54, 56 in a fastening groove 58 in the support structure 24. The holding elements 26, 28 have on their side opposite the attachment portion end each have a support portion 60, which is pulled out of the loading ¬ Firmness groove and a retaining head 62, engages behind a stop latch 46 48, so that the retaining head 62 of the holding element 26, 28 on a cold side 32 abge ¬ facing bearing surface 64 of the retaining bolt 46, 48 comes to rest and the heat shield brick 30 releasably holds on the support structure 24. The heat shield brick 30 allows a particularly secure attachment to the support structure, since the retaining bolts 46, 48 and the bearing surfaces 64 are disposed inside the heat shield ¬ stone 30. The heat shield 30 stone HAL Tenden holding elements 26 and 28 are thus be ¬ Sonder effectively protected from hot gases.
Zur Erleichterung der Montage des Hitzeschildsteines 30 ver¬ laufen zumindest die inneren Seitenflächen 42 und 44 der Eingriffseinrichtung parallel zu den Seitenflächen 36 des Hitze- schildsteines 30. To facilitate the installation of the heat shield brick 30 ver ¬ run at least the inner side surfaces 42 and 44 of the engagement device parallel to the side surfaces 36 of the heat shield stone 30th
Wie in Figur 3 gezeigt, können zur Montage des Hitzeschild¬ steines 30 die Halteelemente 26 und 28 mit Wachskeilen 68 vorgespannt werden. Der Hitzeschildstein 30 lässt sich dann mit der Eingriffseinrichtung 50 über die angehobenen Halteabschnitte 60 der Halteelemente 26, 28 stülpen, so dass sich die Halteköpfe 62 über den Auflageflächen 64 und von diesen beabstandet befinden. Bei Beaufschlagung des Hitzeschilds 22 mit Heißgas schmelzen die Wachskeile 68 und die Halteköpfe 62 senken sich auf die Auflageflächen 64 ab, so dass der Befestigungszustand wie in Figur 2 dargestellt erreicht wird. As shown in Figure 3, for mounting the heat shield ¬ stone 30, the holding elements 26 and 28 are biased with wax wedges 68. The heat shield block 30 can then be turned over with the engagement device 50 over the raised holding sections 60 of the holding elements 26, 28, so that the holding heads 62 are located above the bearing surfaces 64 and spaced therefrom. When the heat shield 22 is acted upon by hot gas, the wax wedges 68 melt and the holding heads 62 are lowered onto the bearing surfaces 64, so that the fastening state is achieved as shown in FIG.

Claims

Patentansprüche claims
1. Hitzeschildstein (30) für ein Hitzeschild (20, 22) einer Gasturbine ( 1 ) , 1. heat shield brick (30) for a heat shield (20, 22) of a gas turbine (1),
welcher mittels mindestens einem Halteelementen (26, 28) lös¬ bar an einer Tragstruktur (24) befestigbar ist, which can be fastened by means of at least one retaining element (26, 28) in a releasable manner on a support structure (24),
- mit einer der Tragstruktur (24) zugewandten Kaltseite (32) und einer gegenüberliegenden, mit einem heißen Medium  - With one of the support structure (24) facing the cold side (32) and an opposite, with a hot medium
beaufschlagbaren Heißseite (34), act on hot side (34),
- und mit die Kaltseite (32) mit der Heißseite (34) verbin¬ denden Seitenflächen (36) , - And with the cold side (32) with the hot side (34) connecting ¬ side surfaces (36),
- wobei der Hitzeschildstein (30) zur Befestigung des mindestens einen Halteelementes (26, 28) am Hitzeschildstein (30) mindestens eine Eingriffseinrichtung (50) mit mindestens ei- nem Halteriegel (46, 48) umfasst, welcher eine von der Kalt¬ seite (32) abgewandte Auflagefläche (64) aufweist, - Wherein the heat shield brick (30) for fastening the at least one retaining element (26, 28) on the heat shield brick (30) comprises at least one engagement device (50) with at least one retaining bolt (46, 48), which one of the cold ¬ side ( 32) facing away from support surface (64),
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Eingriffseinrichtung (50) als eine von der Kaltseite aus¬ gehende Ausnehmung (38) ausgebildet ist, so dass die Ausneh- mung einen im Hitzeschildstein angeordneten Innenraum ausbildet, der sich zur Kaltseite hin öffnet und zu den Seitenflä¬ chen hin geschlossen ist, und die mindestens eine Auflageflä¬ che (64) des mindestens einen Halteriegels (46, 48) der Ein¬ griffseinrichtung (50) im Inneren des Hitzeschildsteines (30) im Bereich des Innenraumes angeordnet ist. characterized in that the engagement means (50) is formed as one of the cold side of ¬ continuous recess (38), so that the recess forms a disposed in the heat shield block interior that opens to the cold side and closed to Seitenflä ¬ chen out is, and the at least one Auflageflä ¬ che (64) of the at least one retaining bolt (46, 48) of a ¬ handle device (50) in the interior of the heat shield brick (30) is arranged in the region of the interior.
2. Hitzeschildstein (30) nach Anspruch 1, 2. heat shield brick (30) according to claim 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h ne t, d as s d a d u r c h e c e n c i n e, the s
die Ausnehmung (38) zur Heißseite (34) und zu den Seitenflä- chen (36) hin geschlossen ist. the recess (38) is closed towards the hot side (34) and towards the side surfaces (36).
3. Hitzeschildstein (39) nach Anspruch 1 oder 2, 3. heat shield brick (39) according to claim 1 or 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Ausnehmung (38) mindestens zwei innere Seitenflächen (42, 44) umfasst, wobei die inneren Seitenflächen (42, 44) derThat is, the recess (38) includes at least two inner side surfaces (42, 44), the inner side surfaces (42, 44) of the
Ausnehmung (38) im Wesentlichen parallel zu den Seitenflächen (36) des Hitzeschildsteines (30) verlaufen. Recess (38) extend substantially parallel to the side surfaces (36) of the heat shield brick (30).
4. Hitzeschildstein nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Ausnehmung (38) mindestens zwei gegenüberliegend angeord¬ nete Halteriegel (46, 48) aufweist. 4. heat shield brick according to one of the preceding claims, characterized in that the recess (38) has at least two oppositely angeord ¬ designated retaining bolt (46, 48).
5. Hitzeschildstein (30) nach Anspruch 4, 5. heat shield brick (30) according to claim 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die gegenüberliegend angeordneten Halteriegel (46, 48) mit¬ tels des Profils zweier gegenüberliegender innerer Seitenflächen (42, 44) der Ausnehmung (38) ausgebildet sind. characterized in that the oppositely arranged retaining bolt (46, 48) with ¬ tels the profile of two opposite inner side surfaces (42, 44) of the recess (38) are formed.
6. Hitzeschild (22) für eine Brennkammer (10) einer Gasturbi¬ ne (1) mit einer Tragstruktur (24) und einer Anzahl von Hitzeschildsteinen (30), welche an der Tragstruktur (24) mittels Halteelementen (26, 28) lösbar befestigt sind, 6. heat shield (22) for a combustion chamber (10) a Gasturbi ¬ ne (1) with a support structure (24) and a number of heat shield bricks (30) which releasably secured to the support structure (24) by means of holding elements (26, 28) are,
wobei jeder Hitzeschildstein (30) eine der Tragstruktur (24) zugewandte Kaltseite (32), eine der Kaltseite (32) gegenüberliegende, mit einem heißen Medium beaufschlagbare Heißseite (34) und die Kaltseite (32) mit der Heißseite (34) verbindende Seitenflächen (36) umfasst,  wherein each heat shield brick (30) has a cold side (32) facing the support structure (24), a hot side (34) opposite the cold side (32) and a hot side (34) connecting the cold side (32) to the hot side (34). 36),
und mindestens ein Hitzeschildstein (30) mindestens eine Eingriffseinrichtung (50) mit mindestens einem Halteriegel (46, 48) aufweist, wobei der Hitzeschildstein (30) dadurch an der Tragstruktur (24) befestigt ist, dass mindestens ein mit einem Befestigungsabschnitt (54, 56) an der Tag¬ struktur (24) befestigtes Halteelement (26, 28) mit einem Halteabschnitt (60) mit mindestens einem Haltekopf (62) auf einer der Kaltseite (32) abgewandten Auflagefläche (64) eines Halteriegels (46, 48) aufliegt, and at least one heat shield brick (30) has at least one engagement device (50) with at least one retaining bolt (46, 48), wherein the heat shield brick (30) is fastened to the support structure (24) by at least one fastening part (54, 56 ) on the day ¬ structure (24) fixed holding element (26, 28) with a holding portion (60) with at least one holding head (62) on a cold side (32) facing away from bearing surface (64) of a retaining bolt (46, 48) rests
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s bei mindestens einem Hitzeschildstein (30) die Eingriffseinrichtung (50) als eine von der Kaltseite ausgehende Ausneh¬ mung (38) ausgebildet ist, so dass die Ausnehmung einen im Hitzeschildstein angeordneten Innenraum ausbildet, der sich zur Kaltseite hin öffnet und zu den Seitenflächen hin geschlossen ist, und die mindestens eine Auflagefläche (64) des mindestens einen Halteriegels (46, 48) der Eingriffseinrich- tung (50) im Bereich des Innenraumes im Inneren des Hitze¬ schildsteines (30) angeordnet ist. characterized in that at least one heat shield brick (30), the engagement means (50) is formed as a Ausneh ¬ from the cold side Ausneh ¬ tion (38), so that the recess forms a arranged in the heat shield brick interior, which opens to the cold side and to the Side surfaces is closed, and the at least one bearing surface (64) of the at least one retaining bolt (46, 48) of the engaging device tion (50) in the region of the interior space inside the heat ¬ ing brick (30) is arranged.
7. Hitzeschild (22) nach Anspruch 6, 7. heat shield (22) according to claim 6,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Ausnehmung (38) zur Heißseite (34) und zu den Seitenflä¬ chen (36) hin geschlossen ist. characterized in that the recess (38) to the hot side (34) and to the Seitenflä ¬ Chen (36) is closed towards.
8. Hitzeschild (22) nach Anspruch 6 oder 7, 8. heat shield (22) according to claim 6 or 7,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Ausnehmung (38) mindestens zwei gegenüberliegend angeord¬ nete Halteriegel (46, 48) aufweist. characterized in that the recess (38) has at least two oppositely angeord ¬ designated locking tab (46, 48).
9. Hitzeschild (22) nach Anspruch 8, 9. heat shield (22) according to claim 8,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die gegenüberliegend angeordneten Halteriegel (46, 48) mit¬ tels des Profils zweier gegenüberliegender innerer Seitenflächen (42, 44) der Ausnehmung (38) ausgebildet sind. characterized in that the oppositely arranged retaining bolt (46, 48) with ¬ tels the profile of two opposite inner side surfaces (42, 44) of the recess (38) are formed.
10. Hitzeschild (22) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Hitzeschildstein (30) von vier Halteelementen (26, 28) an der Tragstruktur (24) gehalten ist, wobei die Halteelemente (26, 28) paarweise gegenüberliegend mit ihren Halteköpfen (62) auf den Auflageflächen (64) der gegenüberliegend angeordneten Halteriegel (46, 48) zur Anlage kommen. 10. heat shield (22) according to one of claims 6 to 9, characterized in that the heat shield block (30) of four holding elements (26, 28) on the support structure (24) is held, wherein the holding elements (26, 28) in pairs opposite their holding heads (62) on the bearing surfaces (64) of the oppositely arranged retaining bolt (46, 48) come to rest.
11. Brennkammer (10), welche mit einem Hitzeschild (20, 22) ausgekleidet ist, 11. combustion chamber (10), which is lined with a heat shield (20, 22),
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Hitzeschild (22) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 10 aus¬ gebildet ist. characterized in that the heat shield (22) is formed according to one of claims 6 to 10 from ¬ .
12. Gasturbine (1) mit mindestens einer Brennkammer (10), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s mindestens eine Brennkammer (10) nach Anspruch 11 ausgebildet ist . 12. gas turbine (1) with at least one combustion chamber (10), d a d u c h e c e n e c e s e at least one combustion chamber (10) according to claim 11 is formed.
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