WO2017032424A1 - Metal heat shield element with an optimized cooling air function - Google Patents

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WO2017032424A1
WO2017032424A1 PCT/EP2015/069661 EP2015069661W WO2017032424A1 WO 2017032424 A1 WO2017032424 A1 WO 2017032424A1 EP 2015069661 W EP2015069661 W EP 2015069661W WO 2017032424 A1 WO2017032424 A1 WO 2017032424A1
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cooling air
heat shield
shield element
edge
cold side
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PCT/EP2015/069661
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German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Böttcher
Tobias Krieger
Kai-Uwe Schildmacher
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/002—Wall structures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/03043—Convection cooled combustion chamber walls with means for guiding the cooling air flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/03044—Impingement cooled combustion chamber walls or subassemblies

Definitions

  • the invention relates to a heat shield element for use in a heat shield, in particular for lining a combustion chamber wall of a gas turbine.
  • a heat shield is used in a known manner, which causes a separation between the hot combustion chamber and the structure to be protected from thermal damage behind the heat shield.
  • the heat shield tiles or the heat shield elements generally have a planar or slightly curved shape with a pointing to the combustion chamber hot side and an opposite cold side and peripheral edges. These are each fastened to a support structure arranged below the heat shield tiles or heat shield elements. In a multiple arrangement next to each other a largely closed heat shield is formed.
  • the heat shield tiles or the heat shield elements are spaced positioned to each other so as to form in each case a lateral gap between the edges of adjacent heat shield elements.
  • the sides tenspalt between the heat shield tiles or heat shield elements is required to be able to accommodate different thermal expansions between ⁇ from the heat shield tiles or the heat shield elements and the supporting structure arranged thereunder.
  • heat shield tiles or heat shield elements are usually inadequate to prevent progressive damage. Therefore, in known manner cooling air used to prevent the emergence of critical ⁇ shear component temperatures.
  • the heat shield tiles and heat shield elements have a higher Temperaturbe ⁇ resistance
  • metallic heat shield elements are, in particular to cool during operation of the gas turbine.
  • Particular risk of damage to components by overheating by a so-called H disclosegaseinzug starting from the combustion chamber is in the fasteners for fixing the heat shield tiles or heat shield elements and on the supporting structure of the heat shield in the side column zwi ⁇ tween the heat shield tiles or heat shield elements and at the end the heat shield in the transition to the subsequent
  • Cooling air is applied.
  • the cooling air into the side column have two opposing edge portions on a plurality of spaced in a row of cooling air holes ⁇ . Through this, the cooling air is directly in the Side gap injected and thus an intrusion of
  • Object of the present invention is therefore to improve the distribution of cooling air over the length of the gap, taking into account the ⁇ arrangement of the heat shield elements in several rows.
  • the generic heat shield element forms a part of a heat shield ⁇ part, this is in particular provided for Ver ⁇ use in a combustion chamber of a gas turbine.
  • a plurality of generic heat shield elements are used on the heat shield.
  • the heat shield element initially comprises a wall. This wall has ei ⁇ ne acted upon by a hot medium hot side and one of the hot side opposite cold side.
  • Be ⁇ part of the heat shield in its use in the combustion chamber has insofar the hot side of the Hitzeschildele ⁇ ment to the hot gas having interior of the combustion chamber, while the cold side is oriented pointing away from the combustion chamber.
  • the wall can in this case be staltung executed planar, but also have a single or multiple curved shape.
  • At least the heat shield element has a peripheral edge surrounding the wall. At least two opposing first edge portions are arranged on this.
  • the first edge portions are substantially parallel to each other along a longitudinal direction. Provided that it is a planar wall with rectangular shape delt Han, so the first edge portions are parallel zuei ⁇ Nander rectilinearly in the longitudinal direction.
  • the first edge sections extend approximately parallel to one another and in this case essentially in the longitudinal direction.
  • At least the first edge portions are to be performed such that side by side in each case, a substantially uniform gap between the adjacent first edge portions results in a voltage of three Anord ⁇ same generic heat shield elements.
  • the first edge portions of the heat shield element in this case extend from the hot side to the cold over ⁇ side, up to a ridge top.
  • a plurality of cooling air openings are distributed in the first edge portions distributed over the length of the edge portion, which extend from an inner side of the respective edge portion to an outer side of the respective Randab ⁇ section .
  • At least one cooling air pocket is now introduced for further optimization of the cooling air distribution in the gap in the wall.
  • This cooling air pocket is arranged here on the cold side and thus dips, starting from the cold side in the wall in the direction of the hot side.
  • This cooling air pocket is in the range of a first cooling air To arrange opening. It is necessary that the cooling air bag from the inside, starting in a cross ⁇ direction, that is substantially transverse to the inner side, extends. To achieve the required improvement of the cooling air distribution, it is necessary that the first cooling air ⁇ opening is arranged at least partly within thede Kunststoffta ⁇ cal. Thus, turned on the cold side ⁇ directed cooling air, the cooling air pocket are crossing into the first cooling air opening.
  • the cooling air pocket is achieved if this has an advantageous size in relation to the first cooling air opening. Therefore, the admiss ⁇ te free cross section of the cooling air opening cut asde Kunststoffquer- is used comparatively.
  • the cooling air pocket at least partially in its Ver ⁇ run from the inside of the first edge portion to En ⁇ de the cooling air pocket, a first cross-sectional area of ⁇ at least 0, 5-fold and at most 10 times the cooling air cross-section on. Hierei becomes a first
  • Cross-sectional area considered parallel to the selected cooling air cross-section it is particularly advantageous if the first cross-sectional area of the cooling air pocket corresponds at least to the simple and at most 5 times the cooling air cross-section.
  • This advantageous shape of thede Kunststoffta ⁇ cal is on the one hand ensures that effectively sufficient cooling air of the first cooling air opening can be supplied through the cooling air pocket. On the other hand, it avoids that the cooling air pocket reaches an unnecessary size, which is no longer effective for improving the cooling air distribution.
  • the selected second cross-sectional area lies in a plane which runs essentially centrally through the cooling air opening and is aligned essentially transversely to the cooling air cross-section.
  • Particularly advantageous in this case is a choice of at least 2 times and at most 10 times the cooling air cross section for the second cross-sectional area of the cooling air pocket.
  • the size of the cooling air pocket taking into account the dimension of the heat shield element.
  • thede povertyta ⁇ specific an extension in the transverse direction transversely to the inner side of the first edge portion of at least the 0.05 times and maxi ⁇ times 0.2 times the width of the heat shield element, gemes ⁇ sen in the same direction as the extension of the Cooling air pocket has.
  • the design of the cooling air pocket within these size ratios has to be advantageous with regard lent the supply of cooling air from the cold side into the cooling air bag for passage through the first cooling air opening ⁇ proven.
  • a rea ⁇ chender cross-section for realizing the cooling air bag to direct the cooling air flow through the first cooling air opening is provided on the one hand, as well as the wall is weakened unnecessarily by the A ⁇ bring the cooling air bag.
  • the concrete embodiment of the cooling air pocket is initially irrelevant, provided that sufficient flow is ensured by the cold air side through the cooling air pocket in the first cooling air opening. For this purpose, however, it is advantageous if the peripheral edges of the cooling air pocket are flattened out ⁇ leads, or are rounded in the transition to the cold side.
  • the first cool-air opening is arranged in sections of the attached ⁇ cooling air bag in the area.
  • Particularly advantageous is an arrangement of the first cooling air opening when it is angeord ⁇ net on the inside with at least 40% but not more than 60% within the cooling air pocket. This leads quasi to the arrangement of the first cooling air opening centrally to the cold side, so that approximately half of the first cooling air opening above the cold side and the other half of the first cooling air opening below the Kaltsei ⁇ te are arranged.
  • the design of the cooling air pocket in conjunction with the first cooling air opening leads to an advantageously flush arrangement of the first cooling air opening to the bottom of the cooling air pocket. Deviating from this, however, it is without disadvantage if a small distance from the bottom of the cooling air pocket to the first cooling air opening is present. This is advantageously at most 0.5 times the depth of thede Kunststoffta- see, i. the distance from the cold side to the bottom of the
  • Cooling air pocket Particularly advantageously, the distance from the bottom to the first cooling air opening is at most 0.25 times the depth of the cooling air pocket.
  • the cooling air openings extending substantially oriented from the inside of the first edge portion to the outside of the first edge portion perpendicular ⁇ right to the inside or to the outside. Irrelevant are related angular deviations of +/- 15 degrees.
  • the material thickness of the first edge portions is at least 0.5 times the Mate ⁇ rialpark the wall and a maximum of 2 times the material strength of the wall. This leads to an advantageous ⁇ liable strength and avoids unnecessary thermal stresses. Be ⁇ Sonders advantageous if the material thickness of ers ⁇ th edge portions substantially corresponds to the material thickness of the wall is.
  • the second edge distance extends well cut from the hot side to the cold side over ⁇ .
  • the Hitzeschildele ⁇ ment comprises a arranged on the cold side rib. This also applies between the two first edge sections to be connected in a raised manner on the cold side, the latter extending at a distance substantially parallel to the second edge section.
  • the first cooling air opening with the cooling air ⁇ bag is thereby located between the rib and the two ⁇ th edge portion.
  • the further cooling air openings are arranged on the opposite side of the rib, ie on the side of the rib which is turned away from the second edge section.
  • the concrete embodiment of the second edge portion so ⁇ as the concrete embodiment of the rib is uner ⁇ considerably initially, which are carried out in a particularly advantageous manner in We ⁇ sentlichen coincident with the first edge portions and in so far as extend to the web upper side of the first edge portions. These have a substantially matching material thickness with the first edge portions and are also aligned substantially perpendicular to the hot side or substantially perpendicular to the cold side, with an angular deviation of +/- 15 degrees is also considered negligible.
  • the heat shield element according to the invention leads to a novel heat shield according to the invention using a heat shield element according to the invention.
  • the heat shield is provided in particular for use in a combustion chamber of a gas turbine.
  • the heat shield at least partially forms the wall of the combustion chamber.
  • the heat shield tiles or the heat shield elements are in this case sur fa ⁇ chig under load adjacent to one another in each case a gap.
  • a fully encircling series of heat shield elements is each provided ⁇ wells with a heat shield element according to the above exemplary form in the heat shield and so far at least comprise each a cooling ⁇ air bag at a first cooling air opening.
  • an arrangement of heat shield elements according to the invention in a circumferential row is such necessary that the first edge portions of the respective heat shield elements arranged adjacent to each other at the gap, wherein the second Randab ⁇ sections are positioned in extension of each other.
  • the circumferential row of inventive heat shield elements are arranged in the particularly advantageous heat shield at the downstream end of the heat shield.
  • the individual ⁇ a heat shield elements are such aligned such that the two edge portions of the heat shield element for downstream ge ⁇ superior end of the heat shield have.
  • FIG. 1 shows schematically a combustion chamber of a gas turbine with a heat shield
  • Figure 2 is an exemplary embodiment of a fiction, modern ⁇ heat shield element in a perspective view on the cold side.
  • FIG. 3 is a detail view of a corner region of the heat ⁇ shield member of FIG .. 2
  • FIG. 1 shows schematically and by way of example a section through the combustion system of a combustion chamber 26.
  • Burners 27 are arranged in the upper region of the combustion chamber 26 in inlet openings. There the mixing of the fuel with the compressor air takes place. In the combustion chamber 26, the combustion takes place. Through the outlet at the downstream end 24 of the combustor 26, the hot combustion gases pass into a turbine where they strike the first stationary vane 28.
  • the combustion chamber 26 is lined with ceramic heat shield tiles 23 and metallic heat shield elements 01, which are fastened to the support structure 22 of the heat shield 21.
  • FIG. 2 shows schematically and exemplary a metalli ⁇ ULTRASONIC heat shield element 01 in embodiment according to the invention for use in a heat shield 21 for a combustor 26 of a gas turbine.
  • the heat shield element 01 comprises a wall 03, the 03 one with a hot medium
  • the wall has a curved shape and is designed substantially rectangular.
  • two opposite ERS te edge portions 06 are provided which 06 to 04 extend from the hot side to ⁇ on the cold side 05, up to a ridge top ⁇ 07th
  • the first edge portions 06 duri ⁇ fen case in a longitudinal direction of the heat shield member 01.
  • the longitudinal direction corresponds in this exemplary embodiment play in the exemplary application in which in Fig. 1 illustrated heat shield approximately to the direction of flow.
  • the two opposite first edge portions 06 each have an inner surface 08 extending from the cold side 05 to the web upper side 07 and an outer side 09 extending from the hot side 04 to the web upper side.
  • a second edge portion 16 which 16 connects at the corners 18 of the heat shield ⁇ elements 01, the two ends of the opposite first edge portions 06 together.
  • This 16 is essentially identical to the first edge sections 06 and extends transversely to these 06.
  • This embodiment further comprises a parallel and spaced from the second edge portion 16 extending rib 17, which 17 arranged on the cold side 05 also connects the two first edge portions 06 together.
  • a plurality of cooling air openings 11, 12 are present, wherein a first cooling air opening 12 is arranged as the first in the row of the plurality of cooling air openings 11, 12 between the second edge portion 16 and the rib 17, while all other cooling air ⁇ openings 11 are arranged on the side facing away from the second edge portion 16 side of the rib 17.
  • a cooling air pocket 13 is present in the wall 03 starting from the cold side 04.
  • 3 shows in a detailed view in the region of the corner 18 of the heat shield element Ol of FIG. 2 with the first cooling air opening 12 and the cooling air pocket 13. This 13 extends from the inside 08 across the inside 08, ie substantially corresponding to the alignment of the first cooling air opening 12.
  • the first cooling air opening 12 is arranged at approximately the half of the cooling air within pocket 13, ie the center of the first cooling air ⁇ opening 12 is located approximately at the level of the cold side 04th
  • the dimension of the cooling air pocket 13 are chosen such that a sufficient flow of cooling air into the firstdeluftöff ⁇ tion 12 is made possible, but no unnecessary weakening of the wall 03 takes place. Therefore, in this embodiment, the cooling air pocket 13 was designed with a depth which is ge ⁇ slightly lower than it requires the first cooling air opening 12. Furthermore, the cross section of the cooling air pocket 13 in a plane parallel to the inside 08 - thede Kunststoffboh ⁇ ments 11, 12 are aligned substantially transverse to the inside 08 and 08 outside - about twice as large as a smallest cooling air cross-section of the first cooling air hole 12, wherein the Cross-section increasingly decreases towards the end ofde povertyta ⁇ cal 13. The length of the cooling air pocket 13 transversely to the inside, ie in the direction of the first cooling air opening 12, is approximately 2.5 times the material thickness of the first edge portion 06 in the region of the first cooling air ⁇ opening 12th
  • the heat shield elements are disposed 01 at the downstream end 24 of the heat shield 21, wherein each of the first edge portions 06 Benach via a gap ⁇ are disclosed aligned.
  • the second edge sections 16 with the first cooling air openings 12 located at the corners 18 with the cooling air pockets 13 are also arranged downstream, for example. That is, the Hitzeschildele ⁇ elements 01 are aligned with the second edge portions 16 to the Leitschau ⁇ feln 28-setting.

Abstract

The invention relates to a heat shield element (01) for a heat shield (21) for use in a combustion chamber (26) of a gas turbine. Said heat shield element comprises a wall (03) which has a hot side (04) and a cold side (05) opposite the hot side (04), and mutually opposite first peripheral portions (06) which each extend from the hot side (04) to beyond the cold side (05), and in which peripheral portions (06) a plurality of cooling air openings (11, 12) that are distributed along the length thereof are present. In order to improve the ventilation of the side gap between two heat shield elements (01), at least one cooling air pocket (13) that proceeds from the cold side (05) is present in the wall (03). Said cooling air pocket is in this case arranged in the region of a first cooling air opening (11, 12).

Description

Beschreibung description
Kühlluftoptimiertes metallisches Hitzeschildelement Die Erfindung betrifft ein Hitzeschildelement zur Verwendung bei einem Hitzeschild, insbesondere zur Auskleidung einer Brennkammerwand einer Gasturbine. The invention relates to a heat shield element for use in a heat shield, in particular for lining a combustion chamber wall of a gas turbine.
In der Brennkammer einer Gasturbine treten sehr hohe Tempera- turen auf, welche ohne eine wirksame Schutzmaßnahme zu einer unmittelbaren Schädigung an der Gasturbine führen. Daher wird in bekannter Weise ein Hitzeschild eingesetzt, welches eine Trennung zwischen der heißen Brennkammer und der vor thermischer Schädigung zu schützenden Struktur hinter dem Hitze- schild bewirkt. Hierzu wird der Hitzeschild mit keramischenIn the combustion chamber of a gas turbine, very high temperatures occur which, without an effective protective measure, lead to direct damage to the gas turbine. Therefore, a heat shield is used in a known manner, which causes a separation between the hot combustion chamber and the structure to be protected from thermal damage behind the heat shield. For this purpose, the heat shield with ceramic
Hitzeschildkacheln und/oder metallischen Hitzeschildelementen ausgekleidet . Heat shield tiles and / or metallic heat shield elements lined.
Die Hitzeschildkacheln bzw. die Hitzeschildelemente weisen in aller Regel eine flächige bzw. leicht gewölbte Gestalt mit einer zur Brennkammer weisenden Heißseite und einer gegenüberliegenden Kaltseite und umlaufenden Rändern auf. Diese werden jeweils an einer unter den Hitzeschildkacheln bzw. Hitzeschildelementen angeordneten Tragstruktur befestigt. In mehrfacher Anordnung nebeneinander wird ein weitgehend geschlossener Hitzeschild gebildet. Hierbei sind die Hitze¬ schildkacheln bzw. Hitzeschildelemente beabstandet zueinander positioniert, so dass sich jeweils ein Seitenspalt zwischen den Rändern benachbarter Hitzeschildelemente bildet. Der Sei- tenspalt zwischen den Hitzeschildkacheln bzw. Hitzeschildelementen ist erforderlich um unterschiedliche thermische Aus¬ dehnungen zwischen den Hitzeschildkacheln bzw. Hitzeschildelementen und der darunter angeordneten Tragstruktur aufnehmen zu können. The heat shield tiles or the heat shield elements generally have a planar or slightly curved shape with a pointing to the combustion chamber hot side and an opposite cold side and peripheral edges. These are each fastened to a support structure arranged below the heat shield tiles or heat shield elements. In a multiple arrangement next to each other a largely closed heat shield is formed. Here, the heat shield tiles or the heat shield elements are spaced positioned to each other so as to form in each case a lateral gap between the edges of adjacent heat shield elements. The sides tenspalt between the heat shield tiles or heat shield elements is required to be able to accommodate different thermal expansions between ¬ from the heat shield tiles or the heat shield elements and the supporting structure arranged thereunder.
Allein die Verwendung von Hitzeschildkacheln bzw. Hitzeschildelementen ist in aller Regel jedoch unzureichend, um eine fortschreitende Schädigung zu verhindern. Daher wird in bekannter Weise Kühlluft eingesetzt um das Entstehen kriti¬ scher Bauteiltemperaturen zu verhindern. Hitzeschildkacheln und Hitzeschildelemente weisen zwar eine höhere Temperaturbe¬ ständigkeit auf, dennoch sind insbesondere metallische Hitze- schildelemente im Betrieb der Gasturbine zu kühlen. Besondere Gefahr der Schädigung von Bauteilen durch Überhitzung durch einen sogenannten Heißgaseinzug ausgehend von der Brennkammer besteht bei den Befestigungsmitteln zur Fixierung der Hitzeschildkacheln bzw. Hitzeschildelemente sowie an der Trag- struktur des Hitzeschildes im Bereich der Seitenspalte zwi¬ schen den Hitzeschildkacheln bzw. Hitzeschildelemente sowie am Ende des Hitzeschildes im Übergang zur nachfolgenden However, the use of heat shield tiles or heat shield elements is usually inadequate to prevent progressive damage. Therefore, in known manner cooling air used to prevent the emergence of critical ¬ shear component temperatures. Although the heat shield tiles and heat shield elements have a higher Temperaturbe ¬ resistance, yet metallic heat shield elements are, in particular to cool during operation of the gas turbine. Particular risk of damage to components by overheating by a so-called Heißgaseinzug starting from the combustion chamber is in the fasteners for fixing the heat shield tiles or heat shield elements and on the supporting structure of the heat shield in the side column zwi ¬ tween the heat shield tiles or heat shield elements and at the end the heat shield in the transition to the subsequent
Struktur. Zur Verhinderung des Heißgaseinzuges wird in bekannter Weise Kühlluft gezielt in den Seitenspalt eingeleitet und somit werden die unter den Hitzeschildkacheln bzw. Hitzeschildelementen liegende Tragstruktur und die Befestigungs¬ mittel von Überhitzung geschützt. Structure. To prevent the hot gas feeder cool air is selectively introduced into the side gap in a known manner and thus the support structure and located below the heat shield tiles or heat shield elements, the mounting ¬ middle of overheating are protected.
In der Praxis zeigt sich jedoch vielfach das Problem der un- gleichmäßigen Verteilung der Kühlluft über sämtliche Seitenspalte. Dieses ist einerseits bedingt durch unvermeidbar schwankenden Spaltbreiten zwischen den einzelnen Hitzeschildkacheln bzw. Hitzeschildelemente als auch anderseits eine un¬ gleichmäßige Verteilung der Kühlluft, insbesondere aufgrund der erforderlichen Befestigungsmittel, eher die Regel als denn die Ausnahme ist. Eine besondere Problematik besteht zu¬ dem im Übergang vom Hitzeschild der Brennkammer auf den Ein- lauf in die nachfolgende Turbine. Im Ergebnis führt dies da¬ zu, dass die Kühlung in einigen Bereichen unzureichend ist, während in anderen Bereichen Kühlluft verschwendet wird. In practice, however, there is often the problem of the uneven distribution of the cooling air over all the side gaps. On the one hand, this is due to unavoidably fluctuating gap widths between the individual heat shield tiles or heat shield elements and, on the other hand, an uneven distribution of the cooling air, in particular due to the required fastening means, rather the rule than the exception. A particular problem is the ¬ transition from the heat shield of the combustion chamber on the inlet to the subsequent turbine. As a result, this leads to ¬ the fact that the cooling is insufficient in some areas, while in other areas cooling air is wasted.
Hierzu offenbart die Schrift WO 2013/135702 A2 ein metalli¬ sches Hitzeschildelement, welches auf der Kaltseite mit For this purpose, the document WO 2013/135702 A2 discloses a metalli ¬ cal heat shield element, which on the cold side with
Kühlluft beaufschlagt wird. Zur vorteilhaften Verteilung der Kühlluft in die Seitenspalte weisen zwei gegenüberliegende Randabschnitte mehrere in einer Reihe angeordnete Kühlluft¬ bohrungen auf. Durch diese wird die Kühlluft direkt in den Seitenspalt eingeblasen und somit einem Eindringen von Cooling air is applied. For an advantageous distribution of the cooling air into the side column have two opposing edge portions on a plurality of spaced in a row of cooling air holes ¬. Through this, the cooling air is directly in the Side gap injected and thus an intrusion of
Heißgas vorteilhaft entgegen gewirkt. Hot gas counteracted advantageous.
Wenngleich durch das zuvor angeführte Hitzeschildelement mit in den am Spalt gelegenen Randabschnitten eingebrachten Kühl- luftöffnungen eine verbesserte Sperrung der Spalte gegen ein Heißlufteinzug ermöglicht, so hat sich in der Praxis gezeigt, dass insbesondere an den Enden der belüfteten Randabschnitte die Gefahr des Heißlufteinzugs erhöht ist. Although the previously mentioned heat shield element with cooling air openings introduced into the edge sections located at the gap enables improved blocking of the gaps against hot air intake, it has been found in practice that the risk of hot air intake is increased, in particular at the ends of the ventilated edge sections.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Verteilung der Kühlluft über die Länge des Spaltes unter Berück¬ sichtigung der Anordnung der Hitzeschildelemente in mehreren Reihen zu verbessern. Object of the present invention is therefore to improve the distribution of cooling air over the length of the gap, taking into account the ¬ arrangement of the heat shield elements in several rows.
Die gestellte Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Hitze¬ schildelement nach der Lehre des Anspruchs 1 gelöst. The stated object is achieved by an inventive heat shield element ¬ according to the teaching of claim 1.
Ein erfindungsgemäßer Hitzeschild unter Verwendung eines er- findungsgemäßen Hitzeschildelementes ist im Anspruch 10 ange¬ geben . An inventive heat shield using of an inventive heat shield element is ¬ be attached in claim 10th
Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche . Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Das gattungsgemäße Hitzeschildelement bildet einen Bestand¬ teil eines Hitzeschildes, wobei dieses insbesondere zur Ver¬ wendung bei einer Brennkammer einer Gasturbine vorgesehen ist. Hierbei wird am Hitzeschild eine Mehrzahl gattungsgemä- ßer Hitzeschildelemente eingesetzt. Das Hitzeschildelement umfasst zunächst einmal eine Wandung. Diese Wandung weist ei¬ ne mit einem heißen Medium beaufschlagbare Heißseite sowie eine der Heißseite gegenüberliegende Kaltseite auf. Als Be¬ standteil des Hitzeschildes bei dessen Verwendung bei der Brennkammer weist insofern die Heißseite des Hitzeschildele¬ ments zum Heißgas aufweisenden Inneren der Brennkammer, während hingegen die Kaltseite von der Brennkammer wegweisend ausgerichtet ist. Die Wandung kann hierbei in einfachster Ge- staltung planar ausgeführt sein, aber ebenso eine einfach oder mehrfach gewölbte Formgebung aufweisen. The generic heat shield element forms a part of a heat shield ¬ part, this is in particular provided for Ver ¬ use in a combustion chamber of a gas turbine. In this case, a plurality of generic heat shield elements are used on the heat shield. The heat shield element initially comprises a wall. This wall has ei ¬ ne acted upon by a hot medium hot side and one of the hot side opposite cold side. As Be ¬ part of the heat shield in its use in the combustion chamber has insofar the hot side of the Hitzeschildele ¬ ment to the hot gas having interior of the combustion chamber, while the cold side is oriented pointing away from the combustion chamber. The wall can in this case be staltung executed planar, but also have a single or multiple curved shape.
Zumindest weist das Hitzeschildelement einen die Wandung um- gebenden umlaufenden Rand auf. An diesem sind zumindest zwei einander gegenüberliegende erste Randabschnitte angeordnet. Hierbei verlaufen die ersten Randabschnitte im Wesentlichen parallel zueinander entlang einer Längsrichtung. Sofern es sich um eine planare Wandung mit rechteckiger Formgebung han- delt, so verlaufen die ersten Randabschnitte parallel zuei¬ nander geradlinig in der Längsrichtung. Im Falle einer gewölbten Formgebung der Wandung verlaufen insofern die ersten Randabschnitte ungefähr parallel zueinander und hierbei im Wesentlichen in der Längsrichtung. Zumindest sind die ersten Randabschnitte derart auszuführen, dass sich bei einer Anord¬ nung von drei gleichen gattungsgemäßen Hitzeschildelementen nebeneinander jeweils ein im Wesentlichen gleichmäßiger Spalt zwischen den benachbarten ersten Randabschnitten ergibt. Die ersten Randabschnitte des Hitzeschildelementes erstrecken sich hierbei ausgehend von der Heißseite bis über die Kalt¬ seite hinaus bis zu einer Stegoberseite. At least the heat shield element has a peripheral edge surrounding the wall. At least two opposing first edge portions are arranged on this. Here, the first edge portions are substantially parallel to each other along a longitudinal direction. Provided that it is a planar wall with rectangular shape delt Han, so the first edge portions are parallel zuei ¬ Nander rectilinearly in the longitudinal direction. In the case of a curved shape of the wall, the first edge sections extend approximately parallel to one another and in this case essentially in the longitudinal direction. At least the first edge portions are to be performed such that side by side in each case, a substantially uniform gap between the adjacent first edge portions results in a voltage of three Anord ¬ same generic heat shield elements. The first edge portions of the heat shield element in this case extend from the hot side to the cold over ¬ side, up to a ridge top.
Dabei sind in den ersten Randabschnitten jeweils über die Länge des Randabschnitts verteilt mehrere Kühlluftöffnungen vorhanden, welche sich von einer Innenseite des jeweiligen Randabschnitts zu einer Außenseite des jeweiligen Randab¬ schnitts erstrecken. Somit kann bei einer Kühlluftzufuhr auf der Kaltseite der Wandung, die Kühlluft von der Innenseite des Randabschnitts durch den Randabschnitt hindurch zur Au- ßenseite und somit in den Spalt zwischen benachbarten Hitze¬ schildelementen gelangen. In this case, a plurality of cooling air openings are distributed in the first edge portions distributed over the length of the edge portion, which extend from an inner side of the respective edge portion to an outer side of the respective Randab ¬ section . Thus, in a supply of cooling air on the cold side of the wall, the cooling air from the inside of the edge portion by the edge portion therethrough ßenseite for Au and thus getting into the gap between adjacent heat shield elements.
Erfindungsgemäß wird nunmehr zur weiteren Optimierung der Kühlluftverteilung im Spalt in der Wandung zumindest eine Kühllufttasche eingebracht. Diese Kühllufttasche ist hierbei auf der Kaltseite angeordnet und taucht somit ausgehend von der Kaltseite in die Wandung in Richtung Heißseite ein. Diese Kühllufttasche ist hierbei im Bereich einer ersten Kühlluft- Öffnung anzuordnen. Dabei ist es erforderlich, dass sich die Kühllufttasche von der Innenseite ausgehend in einer Quer¬ richtung, d.h. im Wesentlichen quer zur Innenseite, erstreckt. Zur Erzielung der geforderten Verbesserung der Kühl- luftverteilung ist es erforderlich, dass die erste Kühlluft¬ öffnung zumindest abschnittsweise innerhalb der Kühlluftta¬ sche angeordnet ist. Somit kann die auf der Kaltseite einge¬ leitete Kühlluft die Kühllufttasche durchquerend in die erste Kühlluftöffnung eingeleitet werden. According to the invention, at least one cooling air pocket is now introduced for further optimization of the cooling air distribution in the gap in the wall. This cooling air pocket is arranged here on the cold side and thus dips, starting from the cold side in the wall in the direction of the hot side. This cooling air pocket is in the range of a first cooling air To arrange opening. It is necessary that the cooling air bag from the inside, starting in a cross ¬ direction, that is substantially transverse to the inner side, extends. To achieve the required improvement of the cooling air distribution, it is necessary that the first cooling air ¬ opening is arranged at least partly within the Kühlluftta ¬ cal. Thus, turned on the cold side ¬ directed cooling air, the cooling air pocket are crossing into the first cooling air opening.
Durch die Modifizierung der üblichen Anordnung der Kühlluftöffnungen speziell einer ersten Kühlluftöffnung unter Verwendung einer in die Wandung eingebrachten Kühllufttasche kann gezielt im Bereich der ersten Kühlluftöffnung eine verbesser- te Zuführung von Kühlluft in den Spalt bewirkt werden. Somit kann eine bessere Anpassung an die Kühlluftverteilung über den Verlauf des Spalts erzielt werden. Dieses führt wiederum zu dem Vorteil, dass ein geringerer Kühlluftverbrauch erforderlich ist, um effektiv einen Heißgaseinzug zu vermeiden. E By modifying the usual arrangement of the cooling air openings, especially a first cooling air opening using a cooling air pocket introduced into the wall, an improved supply of cooling air into the gap can be effected selectively in the region of the first cooling air opening. Thus, a better adaptation to the cooling air distribution over the course of the gap can be achieved. This in turn leads to the advantage that a lower cooling air consumption is required to effectively avoid a hot gas intake. e
Eine vorteilhafte Gestaltung der Kühllufttasche wird erzielt, wenn diese eine vorteilhafte Größe im Verhältnis zur ersten Kühlluftöffnung aufweist. Daher wird vergleichend der kleins¬ te freie Querschnitt der Kühlluftöffnung als Kühlluftquer- schnitt herangezogen. In vorteilhafter Weise weist hierbei die Kühllufttasche zumindest abschnittsweise in dessen Ver¬ lauf von der Innenseite des ersten Randabschnitts bis zum En¬ de der Kühllufttasche eine erste Querschnittsfläche von zu¬ mindest dem 0, 5-fachen und maximal dem 10-fachen des Kühl- luftquerschnitts auf. Hierei wird eine erste An advantageous design of the cooling air pocket is achieved if this has an advantageous size in relation to the first cooling air opening. Therefore, the kleins ¬ te free cross section of the cooling air opening cut as Kühlluftquer- is used comparatively. Advantageously, in this case, the cooling air pocket at least partially in its Ver ¬ run from the inside of the first edge portion to En ¬ de the cooling air pocket, a first cross-sectional area of ¬ at least 0, 5-fold and at most 10 times the cooling air cross-section on. Hierei becomes a first
Querschnittsfläche parallel zum gewählten Kühlluftquerschnitt betrachtet. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn die erste Querschnittsfläche der Kühllufttasche zumindest dem einfachen und maximal dem 5-fachen des Kühlluftquerschnitts entspricht. Durch diese vorteilhafte Gestalt der Kühlluftta¬ sche wird zum einen sichergestellt, dass effektiv hinreichend Kühlluft der ersten Kühlluftöffnung durch die Kühllufttasche zugeführt werden kann. Andererseits wird es vermieden, dass die Kühllufttasche eine unnötige Größe erreicht, welche nicht mehr zielführend zur Verbesserung der Kühlluftverteilung ist. Cross-sectional area considered parallel to the selected cooling air cross-section. In this case, it is particularly advantageous if the first cross-sectional area of the cooling air pocket corresponds at least to the simple and at most 5 times the cooling air cross-section. This advantageous shape of the Kühlluftta ¬ cal is on the one hand ensures that effectively sufficient cooling air of the first cooling air opening can be supplied through the cooling air pocket. On the other hand, it avoids that the cooling air pocket reaches an unnecessary size, which is no longer effective for improving the cooling air distribution.
Analog hierzu ist es vorteilhaft, wenn die Kühllufttasche im Bereich der ersten Kühlluftöffnung eine zweite Analogously, it is advantageous if the cooling air pocket in the region of the first cooling air opening a second
Querschnittsfläche betrachtet quer zum gewählten Kühlluft¬ querschnitt von zumindest dem 2-fachen und maximal dem 20- fachen des Kühlluftquerschnitts aufweist. Hierbei liegt die gewählte zweite Querschnittsfläche in einer Ebene, welche im Wesentlichen mittig durch die Kühlluftöffnung verläuft und im Wesentlichen quer zum Kühlluftquerschnitt ausgerichtet ist. Besonders vorteilhaft ist hierbei eine Wahl des zumindest 2-fachen und maximal dem 10-fachen des Kühlluftquerschnitts für die zweite Querschnittsfläche der Kühllufttasche. Viewed cross-sectional area transversely to the selected cooling air ¬ cross-section of at least twice and not more than 20 times the cooling air cross-section. In this case, the selected second cross-sectional area lies in a plane which runs essentially centrally through the cooling air opening and is aligned essentially transversely to the cooling air cross-section. Particularly advantageous in this case is a choice of at least 2 times and at most 10 times the cooling air cross section for the second cross-sectional area of the cooling air pocket.
Weiterhin ist es vorteilhaft, die Größe der Kühllufttasche unter Berücksichtigung der Abmessung des Hitzeschildelementes festzulegen. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Kühlluftta¬ sche eine Erstreckung in Querrichtung quer zur Innenseite des ersten Randabschnitts, von zumindest dem 0,05fachen und maxi¬ mal dem 0,2fachen der Breite des Hitzeschildelements, gemes¬ sen in gleicher Richtung wie die Erstreckung der Kühllufttasche, aufweist. Die Auslegung der Kühllufttasche innerhalb diesen Größenverhältnisse hat sich als vorteilhaft hinsicht- lieh der Zufuhr von Kühlluft ausgehend von der Kaltseite in die Kühllufttasche zur Durchleitung durch die erste Kühlluft¬ öffnung erwiesen. Furthermore, it is advantageous to determine the size of the cooling air pocket, taking into account the dimension of the heat shield element. Here, it is advantageous if the Kühlluftta ¬ specific an extension in the transverse direction transversely to the inner side of the first edge portion of at least the 0.05 times and maxi ¬ times 0.2 times the width of the heat shield element, gemes ¬ sen in the same direction as the extension of the Cooling air pocket, has. The design of the cooling air pocket within these size ratios has to be advantageous with regard lent the supply of cooling air from the cold side into the cooling air bag for passage through the first cooling air opening ¬ proven.
Dabei ist es ebenso vorteilhaft, wenn die Kühllufttasche eine Tiefe ausgehend von der Kaltseite von zumindest dem It is also advantageous if the cooling air pocket has a depth starting from the cold side of at least the
0, 2-fachen und maximal dem 0,5-fachen der Materialstärke der Wandung (ausgehend von der Kaltseite bis zur Heißseite an gleicher Stelle) aufweist. Somit wird einerseits ein hinrei¬ chender Querschnitt zur Realisierung der Kühllufttasche zur Leitung des Kühlluftstroms durch die erste Kühlluftöffnung bereitgestellt, als auch ebenso die Wandung durch das Ein¬ bringen der Kühllufttasche nicht unnötig geschwächt wird. Die konkrete Ausführungsform der Kühlufttasche ist zunächst unerheblich, sofern eine hinreichende Strömung von der Kaltseite durch die Kühllufttasche in die erste Kühlluftöffnung gewährleistet wird. Hierzu ist es jedoch vorteilhaft, wenn die umlaufenden Ränder der Kühllufttasche abgeflacht ausge¬ führt sind, bzw. im Übergang auf die Kaltseite abgerundet sind . 0, 2 times and not more than 0.5 times the material thickness of the wall (starting from the cold side to the hot side at the same point). Thus, a rea ¬ chender cross-section for realizing the cooling air bag to direct the cooling air flow through the first cooling air opening is provided on the one hand, as well as the wall is weakened unnecessarily by the A ¬ bring the cooling air bag. The concrete embodiment of the cooling air pocket is initially irrelevant, provided that sufficient flow is ensured by the cold air side through the cooling air pocket in the first cooling air opening. For this purpose, however, it is advantageous if the peripheral edges of the cooling air pocket are flattened out ¬ leads, or are rounded in the transition to the cold side.
Erfindungsgemäß ist es erforderlich, dass die erste Kühlluft- Öffnung abschnittsweise im Bereich der Kühllufttasche ange¬ ordnet ist. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn zumindest 25% und maximal 75% des an der Innenseite gelegenen Querschnitts der Kühlluftöffnung innerhalb der Kühllufttasche angeordnet ist. Besonders vorteilhaft ist eine Anordnung der ersten Kühlluftöffnung, wenn diese an der Innenseite mit zumindest 40% jedoch maximal 60% innerhalb der Kühllufttasche angeord¬ net ist. Dieses führt quasi zu der Anordnung der ersten Kühlluftöffnung mittig zur Kaltseite, so dass ungefähr die Hälfte der ersten Kühlluftöffnung oberhalb der Kaltseite und die an- dere Hälfte der ersten Kühlluftöffnung unterhalb der Kaltsei¬ te angeordnet sind. According to the invention it is necessary that the first cool-air opening is arranged in sections of the attached ¬ cooling air bag in the area. In this case, it is advantageous if at least 25% and at most 75% of the cross section of the cooling air opening located on the inside is arranged inside the cooling air pocket. Particularly advantageous is an arrangement of the first cooling air opening when it is angeord ¬ net on the inside with at least 40% but not more than 60% within the cooling air pocket. This leads quasi to the arrangement of the first cooling air opening centrally to the cold side, so that approximately half of the first cooling air opening above the cold side and the other half of the first cooling air opening below the Kaltsei ¬ te are arranged.
Die Ausführung der Kühllufttasche in Verbindung mit der ersten Kühlluftöffnung führt zu einer vorteilhaft bündigen An- Ordnung der ersten Kühlluftöffnung zum Grund der Kühllufttasche. Hierzu abweichend ist es jedoch ohne Nachteil, wenn ein geringer Abstand vom Grund der Kühllufttasche bis zur ersten Kühlluftöffnung vorhanden ist. Dieser beträgt hierbei vorteilhaft höchstens das 0,5-fache der Tiefe der Kühlluftta- sehe, d.h. dem Abstand von der Kaltseite bis zum Grund derThe design of the cooling air pocket in conjunction with the first cooling air opening leads to an advantageously flush arrangement of the first cooling air opening to the bottom of the cooling air pocket. Deviating from this, however, it is without disadvantage if a small distance from the bottom of the cooling air pocket to the first cooling air opening is present. This is advantageously at most 0.5 times the depth of the Kühlluftta- see, i. the distance from the cold side to the bottom of the
Kühllufttasche. Besonders vorteilhaft beträgt der Abstand vom Grund bis zur ersten Kühlluftöffnung höchstens das 0,25-fache der Tiefe der Kühllufttasche. Die Ausführungsform und Ausrichtung der Kühlluftöffnungen, sowohl der ersten Kühlluftöffnungen als auch der weiteren Kühlluftöffnungen, ist zunächst unerheblich. Diesbezüglich kann auf den bekannten Stand der Technik verwiesen werden. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Kühlluftöffnungen sich von der Innenseite des ersten Randabschnitts zur Außenseite des ersten Randabschnitts erstreckend im Wesentlichen senk¬ recht zu der Innenseite bzw. zur Außenseite ausgerichtet sind. Unerheblich sind diesbezügliche Winkelabweichungen von +/- 15 Grad. Cooling air pocket. Particularly advantageously, the distance from the bottom to the first cooling air opening is at most 0.25 times the depth of the cooling air pocket. The embodiment and orientation of the cooling air openings, both the first cooling air openings and the other cooling air openings, initially irrelevant. In this regard, reference may be made to the known prior art. Here, it is advantageous if the cooling air openings extending substantially oriented from the inside of the first edge portion to the outside of the first edge portion perpendicular ¬ right to the inside or to the outside. Irrelevant are related angular deviations of +/- 15 degrees.
Hinsichtlich Ausrichtung der Außenseite des ersten Randabschnitts sowie der Innenseite des ersten Randabschnitts ste- hen ebenso verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung, wobei in vorteilhafter Weise die Außenseite und ebenso die Innenseite im Wesentlichen senkrecht zur Heißseite sowie im Wesentlichen senkrecht Kaltseite ausgerichtet sind. Diesbezüglich ist es wiederum unerheblich, wenn eine Winkelabweichung von +/- 15 Grad gegeben ist. With regard to alignment of the outer side of the first edge portion and the inside of the first edge portion, there are also various possibilities available, wherein advantageously the outside and also the inside are aligned substantially perpendicular to the hot side and substantially perpendicular cold side. In this regard, it is again irrelevant if an angular deviation of +/- 15 degrees is given.
Dabei ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die Materialstärke der ersten Randabschnitte zumindest dem 0,5-fachen der Mate¬ rialstärke der Wandung sowie maximal dem 2-fachen der Materi- alstärke der Wandung beträgt. Dieses führt zu einer vorteil¬ haften Festigkeit und vermeidet unnötige Wärmespannungen. Be¬ sonders vorteilhaft ist es, wenn die Materialstärke der ers¬ ten Randabschnitte im Wesentlichen der Materialstärke der Wandung entspricht. It is also advantageous if the material thickness of the first edge portions is at least 0.5 times the Mate ¬ rialstärke the wall and a maximum of 2 times the material strength of the wall. This leads to an advantageous ¬ liable strength and avoids unnecessary thermal stresses. Be ¬ Sonders advantageous if the material thickness of ers ¬ th edge portions substantially corresponds to the material thickness of the wall is.
In besonders vorteilhafter Weise weist das Hitzeschildelement am umlaufenden Rand einen weiteren zweiten Randabschnitt auf, welcher jeweils ein Ende der ersten Randabschnitte miteinander verbindet. Hierbei erstreckt sich der zweite Randab- schnitt ebenso von der Heißseite bis über die Kaltseite hin¬ aus. In Relation zu der ersten Kühlluftöffnung sowie den weiteren Kühlluftöffnungen ist diesbezüglich die erste Kühlluftöffnung, sowie zugehörig die Kühllufttasche nahe dem zweiten Randabschnitt als erste in der Reihe von Kühlluftöffnungen anzuordnen. Dieses nutzt die besonderen Vorteile der erfindungsgemäßen Ausführungsform mit der Kühltasche, als das durch die Anordnung der ersten Kühlluftöffnung mit der Kühllufttasche als erste der Mehrzahl der Kühlluftöffnungen vor einem zweiten Randabschnitt eine vorteilhafte Kühlluftversor¬ gung im Bereich der Ecke des Hitzeschildelements ermöglicht wird . Hierzu ist es weiterhin vorteilhaft, wenn das Hitzeschildele¬ ment eine auf der Kaltseite angeordnete Rippe umfasst. Diese gilt es ebenso zwischen den beiden ersten Randabschnitten verbindend erhaben auf der Kaltseite auszuführen, wobei diese beabstandet im Wesentlichen parallel zum zweiten Randab- schnitt verläuft. Die erste Kühlluftöffnung mit der Kühlluft¬ tasche befindet sich hierbei zwischen der Rippe und dem zwei¬ ten Randabschnitt. In besonders vorteilhafter Weise sind die weiteren Kühlluftöffnungen auf der gegenüberliegenden Seite der Rippe, d. h. auf der vom zweiten Randabschnitt abweisen- den Seite der Rippe angeordnet. Diese vorteilhafte Gestaltung unter Verwendung einer neben der ersten Kühlluftöffnung auf der Kaltseite angeordneten Rippe wird eine besonders vorteil¬ hafte Luftströmung in die erste Kühlluftöffnung zur gezielten Belüftung im Eckbereich des Hitzeschildelements erzielt. In a particularly advantageous manner, the heat shield element on the peripheral edge on a further second edge portion which connects one end of the first edge portions together. Here, the second edge distance extends well cut from the hot side to the cold side over ¬. In relation to the first cooling air opening and the other cooling air openings in this regard, the first cooling air opening, and belonging to the cooling air pocket near the second edge portion as the first to be arranged in the row of cooling air openings. This takes advantage of the particular advantages of the embodiment according to the invention with the cooling bag, as by the arrangement of the first cooling air opening with the cooling air pocket as the first of the plurality of cooling air openings a second edge portion an advantageous Kühlluftversor ¬ supply in the region of the corner of the heat shield element is made possible. For this purpose it is further advantageous if the Hitzeschildele ¬ ment comprises a arranged on the cold side rib. This also applies between the two first edge sections to be connected in a raised manner on the cold side, the latter extending at a distance substantially parallel to the second edge section. The first cooling air opening with the cooling air ¬ bag is thereby located between the rib and the two ¬ th edge portion. In a particularly advantageous manner, the further cooling air openings are arranged on the opposite side of the rib, ie on the side of the rib which is turned away from the second edge section. This advantageous design using an arranged next to the first cooling air opening on the cold side rib is achieved a particularly advantageous ¬-like air flow into the first cooling air opening for targeted ventilation in the corner area of the heat shield member.
Die konkrete Ausführungsform des zweiten Randabschnitts, so¬ wie die konkrete Ausführungsform der Rippe ist zunächst uner¬ heblich, wobei diese in besonders vorteilhafter Weise im We¬ sentlichen übereinstimmend mit den ersten Randabschnitten ausgeführt werden und sich insofern ebenso bis zur Stegoberseite der ersten Randabschnitte erstrecken. Dabei haben diese eine im Wesentlichen übereinstimmende Materialstärke mit den ersten Randabschnitten und werden ebenso im Wesentlichen senkrecht zur Heißseite bzw. im Wesentlichen senkrecht zur Kaltseite ausgerichtet, wobei eine Winkelabweichung von +/- 15 Grad ebenso als unerheblich angesehen wird. The concrete embodiment of the second edge portion so ¬ as the concrete embodiment of the rib is uner ¬ considerably initially, which are carried out in a particularly advantageous manner in We ¬ sentlichen coincident with the first edge portions and in so far as extend to the web upper side of the first edge portions. These have a substantially matching material thickness with the first edge portions and are also aligned substantially perpendicular to the hot side or substantially perpendicular to the cold side, with an angular deviation of +/- 15 degrees is also considered negligible.
Das erfindungsgemäße Hitzeschildelement führt zu einem neuen erfindungsgemäßen Hitzeschild unter Verwendung eines erfin- dungsgemäßen Hitzeschildelements. Hierbei ist der Hitzeschild insbesondere zur Verwendung bei einer Brennkammer einer Gasturbine vorgesehen. Dabei bildet der Hitzeschild zumindest abschnittsweise die Wand der Brennkammer. Dieser weist hier- bei eine Tragstruktur auf, auf der eine Mehrzahl von Hitzeschildkacheln und/oder Hitzeschildelementen befestigt sind, wobei zumindest ein Hitzeschildelement in erfindungsgemäßer oder dazu vorteilhafter Ausführungsform eingesetzt wird. Die Hitzeschildkacheln bzw. Hitzeschildelemente sind hierbei flä¬ chig unter Belastung jeweils eines Spalts aneinander angrenzend angeordnet. Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Hitzeschildelementes wird ein verbesserter Hitzeschild er¬ zielt, da nunmehr die Kühlluftverteilung im Spalt zwischen zwei Hitzeschildelementen verbessert werden kann. The heat shield element according to the invention leads to a novel heat shield according to the invention using a heat shield element according to the invention. Here, the heat shield is provided in particular for use in a combustion chamber of a gas turbine. The heat shield at least partially forms the wall of the combustion chamber. This indicates here in a support structure, on which a plurality of heat shield tiles and / or heat shield elements are attached, wherein at least one heat shield element is used in inventive or advantageous embodiment. The heat shield tiles or the heat shield elements are in this case sur fa ¬ chig under load adjacent to one another in each case a gap. By using the heat shield element according to the invention, an improved heat shield is achieved, since now the cooling air distribution in the gap between two heat shield elements can be improved.
Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn beim Hitzeschild eine vollständig umlaufende Reihe an Hitzeschildelementen je¬ weils mit einem Hitzeschildelement nach obiger Ausführungs- form versehen ist und insofern jeweils zumindest eine Kühl¬ lufttasche bei einer ersten Kühlluftöffnung aufweisen. Dabei ist eine Anordnung der erfindungsgemäßen Hitzeschildelemente in umlaufender Reihe dergestalt erforderlich, dass die ersten Randabschnitte der jeweiligen Hitzeschildelemente am Spalt benachbart zueinander angeordnet, wobei die zweiten Randab¬ schnitte in Verlängerung zueinander positioniert sind. It is particularly advantageous if a fully encircling series of heat shield elements is each provided ¬ weils with a heat shield element according to the above exemplary form in the heat shield and so far at least comprise each a cooling ¬ air bag at a first cooling air opening. In this case, an arrangement of heat shield elements according to the invention in a circumferential row is such necessary that the first edge portions of the respective heat shield elements arranged adjacent to each other at the gap, wherein the second Randab ¬ sections are positioned in extension of each other.
Darüber hinausgehend ist es besonders vorteilhaft, wenn die umlaufende Reihe erfindungsgemäßer Hitzeschildelemente bei dem besonders vorteilhaften Hitzeschild am stromab gelegenen Ende des Hitzeschildes angeordnet sind. Hierbei sind die ein¬ zelnen Hitzeschildelemente dergestalt auszurichten, dass die zweien Randabschnitte der Hitzeschildelement zum stromab ge¬ legenen Ende des Hitzeschildes weisen. In addition, it is particularly advantageous if the circumferential row of inventive heat shield elements are arranged in the particularly advantageous heat shield at the downstream end of the heat shield. Here, the individual ¬ a heat shield elements are such aligned such that the two edge portions of the heat shield element for downstream ge ¬ superior end of the heat shield have.
Durch die besonders vorteilhafte Ausführungsform des Hitze¬ schildes mit am Ende des Hitzeschildes an jedem einzelnen Hitzeschildelement vorhandener Kühllufttasche mit erster Kühlluftbohrung wird eine besonders vorteilhafte Kühlluftver- sorgung im Endbereich des Hitzeschildes, insbesondere in den Spalten am Ausgang der Brennkammer erzielt. Besonders dieser Bereich im Übergang bei einer Gasturbine zu der Brennkammer nachfolgenden Leitschaufel wird ein Einzug von Heißgas im Eck der Hitzeschildelemente im Übergang vor der Leitschaufel ver¬ mieden . Due to the particularly advantageous embodiment of the heat ¬ shield with at the end of the heat shield on each individual heat shield element existing cooling air pocket with first cooling air hole a particularly advantageous cooling air supply in the end of the heat shield, in particular in the columns at the outlet of the combustion chamber is achieved. Particularly this area in the transition with a gas turbine to the combustion chamber subsequent Leitschaufel becomes a collection of hot gas in the corner the heat shield elements in the transition before the vane avoided ver ¬ .
In den nachfolgenden Figuren wird schematisch ein Ausfüh- rungsbeispiel für ein Hitzeschildelement sowie dessen Anord¬ nung in einer Brennkammer skizziert. In the following figures an execution is approximately schematically illustration of a heat shield element and its Anord ¬ voltage outlined in a combustion chamber.
Es zeigen: Fig. 1 schematisch eine Brennkammer einer Gasturbine mit einem Hitzeschild; 1 shows schematically a combustion chamber of a gas turbine with a heat shield;
Fig. 2 eine beispielhafte Ausführungsform eines erfindungs¬ gemäßen Hitzeschildelements in perspektivischer Ansicht auf die Kaltseite; Figure 2 is an exemplary embodiment of a fiction, modern ¬ heat shield element in a perspective view on the cold side.
Fig. 3 eine Detailansicht auf einen Eckbereich des Hitze¬ schildelements nach Fig. 2. 3 is a detail view of a corner region of the heat ¬ shield member of FIG .. 2
Die Figur 1 zeigt schematisch und beispielhaft einen Schnitt durch das Verbrennungssystem einer Brennkammer 26. Brenner 27 sind im oberen Bereich der Brennkammer 26 in Einlassöffnungen angeordnet. Dort findet die Vermischung des Brennstoffs mit der Verdichterluft statt. In der Brennkammer 26 erfolgt die Verbrennung. Durch den Auslass am stromab gelegenen Ende 24 der Brennkammer 26 gelangen die heißen Verbrennungsgase in eine Turbine, wo sie auf die erste stehende Leitschaufel 28 treffen. Zum Schutz vor Verzunderungen ist die Brennkammer 26 mit keramischen Hitzeschildkacheln 23 und metallischen Hitzeschildelementen 01 ausgekleidet, die 01, 23 an der Tragstruktur 22 des Hitzeschildes 21 befestigt sind. FIG. 1 shows schematically and by way of example a section through the combustion system of a combustion chamber 26. Burners 27 are arranged in the upper region of the combustion chamber 26 in inlet openings. There the mixing of the fuel with the compressor air takes place. In the combustion chamber 26, the combustion takes place. Through the outlet at the downstream end 24 of the combustor 26, the hot combustion gases pass into a turbine where they strike the first stationary vane 28. For protection against scaling, the combustion chamber 26 is lined with ceramic heat shield tiles 23 and metallic heat shield elements 01, which are fastened to the support structure 22 of the heat shield 21.
Die Figur 2 zeigt schematisch und beispielhaft ein metalli¬ sches Hitzeschildelement 01 in erfindungsgemäßer Ausführung zur Verwendung bei einem Hitzeschild 21 für eine Brennkammer 26 einer Gasturbine. Das Hitzeschildelement 01 umfasst eine Wandung 03, die 03 eine mit einem heißen Medium 2 shows schematically and exemplary a metalli ¬ ULTRASONIC heat shield element 01 in embodiment according to the invention for use in a heat shield 21 for a combustor 26 of a gas turbine. The heat shield element 01 comprises a wall 03, the 03 one with a hot medium
beaufschlagbare Heißseite 04, eine der Heißseite 04 gegen¬ überliegende Kaltseite 05 und einen umlaufenden Rand auf- weist. Die Wandung weist eine gewölbte Form auf und ist im Wesentlichen rechteckig ausgeführt. can be acted upon hot side 04, one of the hot side 04 against ¬ overlying cold side 05 and a circumferential edge has. The wall has a curved shape and is designed substantially rectangular.
Am umlaufenden Rand sind zwei einander gegenüberliegende ers- te Randabschnitte 06 vorhanden, welche 06 sich von der Hei߬ seite 04 bis über die Kaltseite 05 hinaus bis zu einer Steg¬ oberseite 07 erstrecken. Die ersten Randabschnitte 06 verlau¬ fen hierbei in einer Längsrichtung des Hitzeschildelements 01. Die Längsrichtung entspricht in diesem Ausführungsbei- spiel in der beispielhaften Anwendung bei dem in Fig. 1 dargestellten Hitzeschild näherungsweise der Strömungsrichtung. Weiterhin weisen die beiden gegenüberliegenden ersten Randabschnitte 06 jeweils eine sich von der Kaltseite 05 bis zur Stegoberseite 07 erstreckende Innenseite 08 und eine von der Heißseite 04 bis zur Stegoberseite erstreckende Außenseite 09 auf. Weiterhin befindet sich am umlaufenden Rand ein zweiter Randabschnitt 16, welcher 16 an den Ecken 18 des Hitzeschild¬ elements 01 die zwei Enden der gegenüberliegenden ersten Randabschnitte 06 miteinander verbindet. Dieser 16 ist im We- sentlichen übereinstimmend mit den ersten Randabschnitten 06 ausgeführt und erstreckt sich quer zu diesen 06. At the peripheral edge of two opposite ERS te edge portions 06 are provided which 06 to 04 extend from the hot side to ¬ on the cold side 05, up to a ridge top ¬ 07th The first edge portions 06 duri ¬ fen case in a longitudinal direction of the heat shield member 01. The longitudinal direction corresponds in this exemplary embodiment play in the exemplary application in which in Fig. 1 illustrated heat shield approximately to the direction of flow. Furthermore, the two opposite first edge portions 06 each have an inner surface 08 extending from the cold side 05 to the web upper side 07 and an outer side 09 extending from the hot side 04 to the web upper side. Furthermore, located on the peripheral edge, a second edge portion 16, which 16 connects at the corners 18 of the heat shield ¬ elements 01, the two ends of the opposite first edge portions 06 together. This 16 is essentially identical to the first edge sections 06 and extends transversely to these 06.
Dieses Ausführungsbeispiel weist weiterhin eine parallel und beabstandet zu dem zweiten Randabschnitt 16 verlaufende Rippe 17 auf, welche 17 auf der Kaltseite 05 angeordnet ebenso die beiden ersten Randabschnitte 06 miteinander verbindet. This embodiment further comprises a parallel and spaced from the second edge portion 16 extending rib 17, which 17 arranged on the cold side 05 also connects the two first edge portions 06 together.
Entlang der ersten Randabschnitte 06 sind jeweils mehrere Kühlluftöffnungen 11, 12 vorhanden, wobei eine erste Kühl- luftöffnung 12 als erste in der Reihe der mehreren Kühlluftöffnungen 11, 12 zwischen dem zweiten Randabschnitt 16 und der Rippe 17 angeordnet ist, während alle weiteren Kühlluft¬ öffnungen 11 an der von dem zweiten Randabschnitt 16 abweisenden Seite der Rippe 17 angeordnet sind. Im Bereich der ersten Kühlluftöffnung 12 ist in der Wandung 03 ausgehend von der Kaltseite 04 eine Kühllufttasche 13 vorhanden. Die Figur 3 zeigt in einer Detailansicht im Bereich der Ecke 18 des Hitzeschildelements Ol aus Fig. 2 mit der ersten Kühl- luftöffnung 12 und der Kühllufttasche 13. Diese 13 erstreckt sich von der Innenseite 08 aus quer zur Innenseite 08, d.h. im Wesentlichen entsprechend der Ausrichtung der ersten Kühl- luftöffnung 12. In diesem Ausführungsbeispiel ist die erste Kühlluftöffnung 12 zu circa der Hälfte innerhalb der Kühllufttasche 13 angeordnet, d.h. die Mitte der ersten Kühlluft¬ öffnung 12 liegt ungefähr auf Höhe der Kaltseite 04. Along the first edge portions 06, a plurality of cooling air openings 11, 12 are present, wherein a first cooling air opening 12 is arranged as the first in the row of the plurality of cooling air openings 11, 12 between the second edge portion 16 and the rib 17, while all other cooling air ¬ openings 11 are arranged on the side facing away from the second edge portion 16 side of the rib 17. In the area of the first cooling air opening 12, a cooling air pocket 13 is present in the wall 03 starting from the cold side 04. 3 shows in a detailed view in the region of the corner 18 of the heat shield element Ol of FIG. 2 with the first cooling air opening 12 and the cooling air pocket 13. This 13 extends from the inside 08 across the inside 08, ie substantially corresponding to the alignment of the first cooling air opening 12. In this embodiment, the first cooling air opening 12 is arranged at approximately the half of the cooling air within pocket 13, ie the center of the first cooling air ¬ opening 12 is located approximately at the level of the cold side 04th
Die Abmessung der Kühllufttasche 13 sind derart gewählt, dass eine hinreichende Kühlluftströmung in die erste Kühlluftöff¬ nung 12 ermöglicht wird, jedoch keine unnötige Schwächung der Wandung 03 erfolgt. Daher wurde in diesem Ausführungsbeispiel die Kühllufttasche 13 mit einer Tiefe ausgeführt, welche ge¬ ringfügig tiefer ist als es die erste Kühlluftöffnung 12 erfordert. Weiterhin ist der Querschnitt der Kühllufttasche 13 in einer Ebene parallel zur Innenseite 08 - die Kühlluftboh¬ rungen 11, 12 sind im Wesentlichen quer zur Innenseite 08 bzw. Außenseite 08 ausgerichtet - ungefähr doppelt so groß wie ein kleinster Kühlluftquerschnitt der ersten Kühlluftbohrung 12, wobei der Querschnitt sich zum Ende der Kühlluftta¬ sche 13 zunehmend verkleinert. Die Länge der Kühllufttasche 13 quer zur Innenseite, d.h. in Richtung der ersten Kühlluft- Öffnung 12, beträgt ungefähr das 2,5-fache der Materialstärke des ersten Randabschnitts 06 im Bereich der ersten Kühlluft¬ öffnung 12. The dimension of the cooling air pocket 13 are chosen such that a sufficient flow of cooling air into the first Kühlluftöff ¬ tion 12 is made possible, but no unnecessary weakening of the wall 03 takes place. Therefore, in this embodiment, the cooling air pocket 13 was designed with a depth which is ge ¬ slightly lower than it requires the first cooling air opening 12. Furthermore, the cross section of the cooling air pocket 13 in a plane parallel to the inside 08 - the Kühlluftboh ¬ ments 11, 12 are aligned substantially transverse to the inside 08 and 08 outside - about twice as large as a smallest cooling air cross-section of the first cooling air hole 12, wherein the Cross-section increasingly decreases towards the end of Kühlluftta ¬ cal 13. The length of the cooling air pocket 13 transversely to the inside, ie in the direction of the first cooling air opening 12, is approximately 2.5 times the material thickness of the first edge portion 06 in the region of the first cooling air ¬ opening 12th
Zurückkommend auf die Fig. 1 ist in diesem Ausführungsbei- spiel vorgesehen, dass die Hitzeschildelemente 01 am stromab gelegenen Ende 24 des Hitzeschildes 21 angeordnet sind, wobei jeweils die ersten Randabschnitte 06 über einen Spalt benach¬ bart zueinander ausgerichtet sind. Dazu werden im Bespiel die zweiten Randabschnitte 16 mit den an den Ecken 18 befindli- chen ersten Kühlluftöffnungen 12 mit den Kühllufttaschen 13 gleichfalls stromab angeordnet. D.h. dass die Hitzeschildele¬ mente 01 mit den zweiten Randabschnitte 16 zu den Leitschau¬ feln 28 weisend ausgerichtet sind. Returning to the Fig. 1 is play is provided in this exemplary embodiment that the heat shield elements are disposed 01 at the downstream end 24 of the heat shield 21, wherein each of the first edge portions 06 Benach via a gap ¬ are disclosed aligned. For this purpose, the second edge sections 16 with the first cooling air openings 12 located at the corners 18 with the cooling air pockets 13 are also arranged downstream, for example. That is, the Hitzeschildele ¬ elements 01 are aligned with the second edge portions 16 to the Leitschau ¬ feln 28-setting.

Claims

Patentansprüche claims
1. Hitzeschildelement (Ol) für einen Hitzeschild (21), insbe¬ sondere zur Verwendung bei einer Brennkammer (26) einer Gas- turbine, mit einer Wandung (03), welche (03) eine mit einem heißen Medium beaufschlagbare Heißseite (04) und eine der Heißseite (04) gegenüberliegende Kaltseite (05) aufweist, und mit zwei einander gegenüberliegende entlang einer Längsrichtung verlaufenden ersten Randabschnitte (06), welche (06) sich jeweils von der Heißseite (04) über die Kaltseite (05) hinaus bis zu einer Stegoberseite (07) erstrecken und in de¬ nen (06) mehrere über deren (06) Länge verteilt angeordnete sich von einer Innenseite (08) zu einer Außenseite (09) er¬ streckende Kühlluftöffnungen (11, 12) vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, 1. heat shield element (oil) for a heat shield (21), in particular ¬ special for use in a combustion chamber (26) of a gas turbine, with a wall (03), which (03) acted upon by a hot medium hot side (04) and one of the hot side (04) opposite cold side (05), and with two opposite along a longitudinal direction extending first edge portions (06), which (06) in each case from the hot side (04) on the cold side (05) also up to a web upper side (07) extend and in de ¬ nen (06) a plurality of their (06) length distributed from an inside (08) to an outside (09) he ¬ stretching cooling air openings (11, 12) are present, characterized .
dass in der Wandung (03) zumindest eine von der Kaltseite (05) ausgehende Kühllufttasche (13) vorhanden ist, welche (13) sich ausgehend von der Innenseite (08) in einer Quer¬ richtung erstreckt, wobei eine erste Kühlluftöffnung (12) zu- mindest abschnittsweise innerhalb der Kühllufttasche (13) an¬ geordnet ist. that at least one of the cold side (05) outgoing cooling air bag (13) in the wall (03) is present, which (13) (08) extends from the inside in a transverse ¬ direction, wherein a first cooling air opening (12) to - At least partially within the cooling air pocket (13) is arranged to ¬ .
2. Hitzeschildelement (01) nach Anspruch 1, 2. heat shield element (01) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die erste Kühlluftöffnung (12) einen kleinsten freien Kühlluftquerschnitt aufweist, the first cooling air opening (12) has a smallest free cooling air cross section,
wobei die Kühllufttasche (13) zumindest abschnittsweise eine erste Querschnittsfläche parallel zum Kühlluftquerschnitt von zumindest dem 0,5-fachen, insbesondere zumindest dem 1- fachen, und maximal dem 10-fachen, insbesondere maximal dem 5-fachen, des Kühlluftquerschnitts aufweist; wherein the cooling air pocket (13) has, at least in sections, a first cross-sectional area parallel to the cooling air cross section of at least 0.5 times, in particular at least 1 times, and at most 10 times, in particular at most 5 times, the cooling air cross section;
und/oder and or
wobei die Kühllufttasche (13) im Bereich der ersten Kühlluft¬ öffnung (12) eine zweite Querschnittsfläche quer zum Kühl- luftquerschnitt von zumindest dem 2-fachen, insbesondere zu¬ mindest dem 4-fachen, und maximal dem 20-fachen, insbesondere maximal dem 10-fachen, des Kühlluftquerschnitts aufweist. wherein the cooling air pocket (13) in the region of the first cooling air ¬ opening (12) has a second cross-sectional area transversely to the cooling air cross-section of at least twice, in particular at least ¬ 4 times, and at most 20 times, in particular at most the 10 times, the cooling air cross section has.
3. Hitzeschildelement (Ol) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, 3. heat shield element (oil) according to claim 1 or 2, characterized in that
dass die Kühllufttasche (13) eine Erstreckung in Querrichtung von zumindest dem 0,05-fachen und maximal dem 0,2-fachen der Breite des Hitzeschildelements (Ol) aufweist; that the cooling air pocket (13) has a transverse dimension of at least 0.05 times and at most 0.2 times the width of the heat shield element (Ol);
und/oder and or
dass die Kühllufttasche (13) eine Tiefe ausgehend von der Kaltseite (05) von zumindest dem 0,2-fachen und maximal dem 0,5-fachen der Materialstärke der Wandung (03) ausgehend von der Kaltseite (05) bis zur Heißseite (04) aufweist. the cooling air pocket (13) has a depth starting from the cold side (05) of at least 0.2 times and not more than 0.5 times the material thickness of the wall (03), starting from the cold side (05) to the hot side (04 ) having.
4. Hitzeschildelement (01) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, 4. heat shield element (01) according to one of claims 1 to 3, characterized
dass zumindest 25%, insbesondere zumindest 40%, und maximal 75%, insbesondere maximal 60%, der ersten Kühlluftöffnungthat at least 25%, in particular at least 40%, and at most 75%, in particular at most 60%, of the first cooling air opening
(12) an der Innenseite (08) innerhalb der Kühllufttasche (13) gelegen ist. (12) on the inside (08) within the cooling air pocket (13) is located.
5. Hitzeschildelement (01) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, 5. heat shield element (01) according to one of claims 1 to 4, characterized
dass die erste Kühlluftöffnung (12) bündig an einem Grund der Kühllufttasche (13) anschließt oder der Abstand der ersten Kühlluftöffnung (12) zum Grund höchstens das 0,5-fache, ins¬ besondere höchstens das 0,25-fache, der Tiefe der Kühlluftta- sehe (13) beträgt. that the first cooling air opening (12) is flush with a bottom of the cooling air bag (13) or the distance of the first cooling air opening (12) to the base is at most 0.5 times, at most 0.25 times the ¬ particular, the depth of the Kühlluftta- see (13).
6. Hitzeschildelement (01) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, 6. heat shield element (01) according to one of claims 1 to 5, characterized
dass die Außenseite (09) und die Innenseite (08) in einem Winkel zwischen 75° und 105° zur Heißseite (04) ausgerichtet sind; und/oder that the outside (09) and the inside (08) are aligned at an angle between 75 ° and 105 ° to the hot side (04); and or
dass die Materialstärke der ersten Randabschnitte (06) min¬ destens dem 0,5-fachen und maximal dem 2-fachen der Materialstärke der Wandung (03) beträgt. that the material thickness of the first edge portions (06) least 0.5 times and at most 2 times the material thickness of the wall (03) is ¬ min.
7. Hitzeschildelement (Ol) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, 7. heat shield element (Ol) according to one of claims 1 to 6, characterized
dass das Hitzeschildelement (Ol) einen jeweils ein Ende der ersten Randabschnitte (06) verbindenden sich von der Heißsei- te (04) bis über die Kaltseite (05) hinaus erstreckenden zweiten Randabschnitt (16) aufweist, zu dem (16) die erste Kühlluftöffnung (12) am nächsten gelegen ist. in that the heat shield element (01) has a second edge section (16) which extends from the hot side (04) to beyond the cold side (05) and in each case connects one end of the first edge sections (16) to the first cooling air opening (12) is closest.
8. Hitzeschildelement (Ol) nach Anspruch 7, 8. heat shield element (oil) according to claim 7,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass das Hitzeschildelement (Ol) eine auf der Kaltseite (05) angeordnete Rippe (17) umfasst, welche (17) die beiden ersten Randabschnitten (06) verbindend beabstandet zum zweiten Rand¬ abschnitt (16) verläuft, wobei die erste Kühlluftöffnung (12) zwischen dem zweiten Randabschnitt (16) und der Rippe (17), und insbesondere die weiteren Kühlluftöffnungen (11) auf der dem zweiten Randabschnitt (16) abweisenden Seite der Rippe (17), angeordnet ist. includes that the heat shield element (Ol) arranged one on the cold side (05) rib (17) which (17) the first two edge portions (06) connecting spaced from the second edge ¬ portion (16), wherein the first cooling air opening (12) between the second edge portion (16) and the rib (17), and in particular the further cooling air openings (11) on the second edge portion (16) repellent side of the rib (17) is arranged.
9. Hitzeschildelement (01) nach Anspruch 7 oder 8, 9. heat shield element (01) according to claim 7 or 8,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass sich der zweite Randabschnitt (16) und/oder die Rippe (17) im Wesentlichen bis zur Stegoberseite (07) erstreckt und/oder eine mit den ersten Randabschnitten (06) im Wesent- liehen übereinstimmende Materialstärke aufweist und/oder in einem Winkel zwischen 75° und 105° zur Heißseite (05) ausge¬ richtet ist. that the second edge portion (16) and / or the rib (17) extends substantially to the upper web side (07) and / or has a material thickness substantially matching the first edge portions (06) and / or at an angle between ¬ is oriented 75 ° and 105 ° to the hot side (05).
10. Hitzeschild (21), insbesondere zur Verwendung bei einer Brennkammer (26) einer Gasturbine, mit einer Tragstruktur10. heat shield (21), in particular for use in a combustion chamber (26) of a gas turbine, with a support structure
(22) und einer Mehrzahl an flächig mit einem Spalt aneinander angrenzender jeweils an der Tragstrukur (22) befestigter Hitzeschildkacheln (23) und/oder Hitzeschildelemente (01), dadurch gekennzeichnet, (22) and a plurality of heat shield tiles (23) and / or heat shield elements (01) which are attached to the support structure (22) and which are adjacent to each other at a gap, characterized
dass ein Hitzeschildelement (01) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgeführt ist. in that a heat shield element (01) according to one of claims 1 to 9 is implemented.
11. Hitzeschild (21) nach Anspruch 10, 11. Heat shield (21) according to claim 10,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass in einer umlaufenden Reihe Hitzeschildelemente (01) je¬ weils nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgeführt sind, wo- bei deren (01) erste Randabschnitte (06) jeweils über einen Spalt benachbart und die zweiten Randabschnitte (16) in Ver¬ längerung zueinander angeordnet sind. that are sorted ¬ executed weils according to any one of claims 1 to 11 in a circumferential row heat shield elements (01), WO at its (01) first edge portions (06) each have a gap adjacent and the second edge portions (16) in United ¬ lengthening are arranged to each other.
12. Hitzeschild (21) nach Anspruch 11, 12. heat shield (21) according to claim 11,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die umlaufende Reihe Hitzeschildelemente (01) am stromab gelegenen Ende (24) des Hitzeschildes (21) angeordnet ist, wobei die zweiten Randabschnitte (16) zum Ende (24) weisen. in that the circulating row of heat shield elements (01) is arranged at the downstream end (24) of the heat shield (21), the second edge sections (16) pointing towards the end (24).
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