(19)
(11) EP 0 224 817 A1

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
10.06.1987  Patentblatt  1987/24

(21) Anmeldenummer: 86116167.7

(22) Anmeldetag:  21.11.1986
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)4F23Q 3/00
(84) Benannte Vertragsstaaten:
CH DE FR GB LI SE

(30) Priorität: 02.12.1985 DE 3542531
14.07.1986 DE 3623744

(71) Anmelder: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT
80333 München (DE)

(72) Erfinder:
  • Becker, Bernard, Dr.
    D-4330 Mülheim/Ruhr (DE)
  • Maghon, Helmut, Dipl.-Math.
    D-4330 Mülheim/Ruhr (DE)
  • Schulten, Wilhelm, Dipl.-Ing.
    D-4330 Mülheim/Ruhr (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
   
       


    (54) Hitzeschildanordnung, insbesondere für Strukturteile von Gasturbinenanlagen


    (57) Die Hitzeschildanordnung ist aufgebaut aus in einer Tragstruktur (31) verankerten Hitzeschildelementen, die nach Art eines Pilzes einen Hutteil (33) und einen Schaftteil (35) aufweisen, wobei der Hutteil (33) ein ebener oder räumlicher, polygonaler Plattenkörper mit ge­raden oder gekrümmten Berandungslinien ist, und der Schaft­teil (35) den Zentralbereich dieses Plattenkörpers mit der Tragstruktur verbindet. Bevorzugt sind die Hutteile drei­eckig oder haben die Form eines Segmentes der Oberfläche eines Rotationskörpers. Mit dieser Hitzeschildanordnung lassen sich insbesondere Heißgaskanalwände bei Gasturbinen­anlagen auskleiden und so gegen sehr hohe Temperaturen schützen. Die Pilzform der Hitzeschild-Elemente mit nur einer zentralen Verbindung zur Tragstruktur (31) führt nur zu geringen Wärmespannungen, da sich die Hutteile (33) nach allen Seiten frei ausdehnen können. Die Zufuhr von Kühlfluid in den Zwischenraum (36) zwischen Tragstruktur (31) und Hutteil (33), von wo es durch Kühlfluidspalten (34) zwischen den Hutteilen (33) abfließt, bewirkt eine effektive Kühlung der Hutteile (33).




    Beschreibung


    [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hitzeschildanord­nung zum Schutz einer Tragstruktur gegenüber einem heißen Fluid gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Hitzeschildanordnung ist z. B. zur Auskleidung der Brenn­kammer-Innenwand einer Gasturbinenanlage bekannt durch die DE-PS 11 73 734. Dabei bestehen die Hitzeschild-Ele­mente aus profilierten Steinen, welche mit gegenseitigem Abstand unter Bildung von Kühlluftspalten mittels Halte­klammern aus austenitischem Material an der Brennkammer­wand befestigt sind. Die Halteklammern ihrerseits werden von Bolzen, welche die Brennkammerwand durchdringen, ge­halten. Die Bolzen sind mittels Excenterbuchsen in der Brennkammerwand justierbar gehalten, damit eine Anpassung der Befestigung an die Abmessungen der Brennkammersteine, die nicht immer übereinstimmen, möglich ist.

    [0002] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Hitzeschildanordnung der gattungsge­mäßen Art, welche sich zur Auskleidung von kompliziert geformten Strukturen eignet. Dabei soll der Kühlluftver­brauch möglichst gering sein und möglichst gleichmäßig über die zu schützende Fläche verteilt werden, ohne daß große Wärmespannungen an den Hitzeschild-Elementen und ihren Verankerungen auftreten können. Dabei soll die Hitze­schildanordnung möglichst nur aus metallischen Bauteilen bestehen.

    [0003] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer gattungsge­mäßen Hitzeschildanordnung durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Ansprüchen 2 bis 15 angegeben. Wie anhand der Zeichnung noch näher erläutert wird, bie­tet die Erfindung verschiedene Vorteile. Durch den Aufbau eines einzelnen Hitzeschild-Elementes nach Art eines Pilzes können sich deren Hutteile frei in allen Richtungen vom Schaftteil weg ausdehnen, ohne daß es zu erheblichen Wärmespannungen kommt. Gegebenenfalls können sich die Hutteile an ihrer heißeren Oberfläche stärker ausdehnen als an ihrer Unterseite, was zwar zu einer leichten Wöl­bung der Hutteile führt, jedoch nicht zu Wärmespannungen. Weiterhin ist es problemlos möglich, beliebige räumliche Flächen von Tragstrukturen mit solchen Hitzeschild-Ele­menten zu verkleiden. Solche Flächen können immer in Segmente von geeigneter Größe zerlegt werden, wobei es von der speziellen Form abhängt, ob Dreiecke, Polygone oder Segmente einer Rotationskörperoberfläche die gün­stigste Lösung sind. Auch ist es grundsätzlich möglich, im Raum gekrümmte Hutteile zu verwenden. Besonders vor­teilhaft ist es allerdings, gegebene Strukturflächen nach Möglichkeit durch ebene Dreiecke anzunähern, wobei die Größe der Dreiecke von der gewünschten Genauigkeit der Annäherung abhängt. Die dabei entstehenden Dreiecke sind zwar im allgemeinen nicht gleichseitig und untereinander auch nicht völlig gleich, jedoch ist es wünschenswert, nach Möglichkeit nahezu gleichseitige Dreiecke zu ver­wenden. An einzelnen Stellen kann dies zu Schwierigkeiten führen, jedoch ist es prinzipiell wünschenswert, Dreiecke mit nicht zu spitzen Winkeln zu verwenden, da sonst die langen Spitzen eine erhöhte Schwingungsneigung aufweisen könnten. Zwar müssen die einzelnen Hitzeschild-Elemente nicht unbedingt genau in ihrem Schwerpunkt verankert werden, jedoch ist dies im allgemeinen die günstigste Lösung. Die Art der Verankerung hängt von den jeweiligen Anforderungen ab, so daß verschieden aufwendige Lösungen in Betracht kommen. Die einfachste Lösung ist die Veran­kerung mit einem Ankerbolzen, welcher die Tragstruktur in einer Druckgangsbohrung durchdringt und mit wenigstens einer auf sein freies Ende geschraubten Befestigungsmutter gegen die Tragstruktur verspannt ist. Durch geeignete Mittel, beispielsweise einen Distanzring oder eine Ring­schulter, wird ein definierter Abstand zwischen Trag­struktur und Hutteil hergestellt. Eine solche Anordnung läßt sich jedoch nur demontieren, wenn die Rückseite der Tragstruktur zugänglich ist, was beispielsweise bei Heiß­gaskanälen von Gasturbinen nicht immer möglich ist. Eine andere Befestigungsart besteht, wie anhand der Zeichnung noch näher erläutert wird, darin, die Hitzeschild-Elemente mittels versenkter Ankerbolzen von der Heißgasseite her festzuschrauben, was natürlich entsprechend befestigte Muttern auf der Rückseite der Tragstruktur erfordert.

    [0004] Die entscheidende Wirkung der Hitzeschildanordnung wird durch die Art der Kühlung der Hitzeschild-Elemente er­reicht. Ein Kühlfluid, vozugsweise Luft, wird durch eine Vielzahl von Bohrungen in der Tragstruktur gegen die Un­terseite der Hutteile geleitet. Diese Luft trifft nahezu senkrecht auf die zu kühlende Fläche auf und strömt an ihr entlang zu den Seiten ab (sogenannte Prallkühlung). Schon dieser Effekt kühlt die Hutteile ganz erheblich. Außerdem strömt das Kühlfluid zu den Rändern der Hutteile und durch die Spalten zwischen den Hutteilen hindurch und bildet so umgelenkt durch das vorbeiströmende heiße Fluid zusätzlich einen Kühlfilm auf der Oberseite der Hutteile.

    [0005] Da die meisten Spalte nicht in Strömungsrichtung ver­laufen, kann sich ein sehr gleichmäßiger, effektiver Kühl­film ausbilden.

    [0006] Da die Kühlfluidspalte zwischen den Hitzeschild-Elementen in Abhängigkeit von der Temperatur und anderen Parametern unterschiedliche und wechselnde Breiten haben, eignen sich diese Spalte nur begrenzt als definierte Drossel­stelle für den Kühlfluidstrom. Es ist daher günstig, gegenüber diesen Spalten auf der Tragstruktur Sockel­leisten anzuordnen, welche einen definierten Abstand zu den Hutteilen bilden. Diese Sockelleisten können an ihrer Oberseite auch definierte, quer zum Verlauf der Sockel­leiste liegende Vertiefungen aufweisen, die einen Mindest­kühlfluidstrom auch bei aufliegenden Hitzeschild-Elementen sicherstellen. Es kann sogar vorteilhaft sein, die Sockel­leisten und Hitzeschild-Elemente so zu bemessen, daß diese bei der Erstmontage aneinanderliegen, und daß sich erst bei In­betriebnahme, bedingt durch Wärmeeinflüsse, evtl. ein Spalt ausbildet.

    [0007] Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand einzelner Ausführungsbeispiele noch näher erläutert. Es zeigen

    Figur 1 in schematischer Darstellung eine Ansicht von oben auf eine erfindungsgemäße Hitzeschildanordnung,

    Figur 2 einen Schnitt durch diese Anordnung, ebenfalls in vereinfachter Darstellung, entlang der Linie II-II,

    Figur 3 einen Schnitt durch ein spezielles Ausführungs­beispiel der Erfindung mit versenkten Ankerbolzen,

    Figur 4 einen schematischen Schnitt entlang der Linie IV-IV durch Fig. 3,

    Figur 5 eine Ansicht von oben auf ein Hitzeschild-Element gemäß Figur 4 und

    Figur 6 ein Beispiel für eine in Dreiecke unterteilte Tragstruktur, nämlich einen Teil eines Heißgaskanals einer Gasturbine.



    [0008] Die in Figur 1 und 2 schematisch vereinfacht dargestellte Hitzeschildanordnung ist insbesondere für Gasturbinenan­lagen geeignet, und dabei vor allem für die Turbinenin­nengehäuse, welche von den heißen, von der Brennkammer kommenden Gasen durchströmt werden. Bisher war es schwierig, solche Trag­strukturen 1 zu kühlen bzw. durch Hitzeschildanordnungen zu schützen. Daher wurden solche Tagstrukturen unter In­kaufnahme der Nachteile meist ohne Hitzeschilde verwendet. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist nunmehr die Trag­struktur 1 mit Kühlluftdurchlässen 2 versehen, welche gleichmäßig oder entsprechend dem Kühlbedarf über die Tragstruktur 1 verteilt sind. Zur Veranschaulichung der Anordnung der Kühlluftdurchlässe 2 ist in Figur 1 ein Hitzeschild-Element entfernt, so daß die darunterliegen­den Einzelheiten erkennbar sind. Mit HG ist die Heißgas­seite, mit KG die Kaltgasseite bezeichnet; von letzterer wird Kühlluft unter Überdruck durch die Durchlässe 2 ge­drückt, wie mit Pfeilen angedeutet ist. An der Tragstruk­tur 1 sind Hitzeschild-Elemente verankert, welche nach Art eines Pilzes einen Hutteil 3 und einen Schaftteil 5 besitzen. Der Schaftteil besteht im vorliegenden Ausfüh­rungsbeispiel aus einem Ankerbolzen 5, welcher die Trag­struktur 1 in einer Durchgangsbohrung 8 durchdringt. Er ist mittels einer Ringschulter 5.2 an ihrem verstärkten Kopf 5.1 zur Heißgasseite HG der Tragstruktur 1 auf Ab­stand a1 gehalten und jeweils von einer auf ihr freies Ende aufgeschraubten Befestigungsmutter 5.3 gegen die Tragstruktur 1 verspannt, wobei die Befestigungsmuttern durch einen nicht dargestellten Schweißpunkt noch ver­drehsicher mit der Kaltgasseite KG der Tragstruktur 1 verbunden sind. Die durch die Kühlluftdurchlässe 2 strö­mende Kühlluft gelangt in den Zwischenraum 6 zwischen Tragstruktur und Hutteil, prallt gegen die Unterseite 3.1 des Hutteiles 3 und strömt dann an dieser Unterseite 3.1 entlang zu den Kühlluftspalten 4 zwischen den einzelnen Hutteilen 3. Sockelleisten 1.4 im Zwischenraum 6 unterhalb der Kühlluftspalte 4 bewirken definierte Drosselstellen und verhindern das Eindringen von Heißgas in den Zwischen­raum 6. Die aus den Kühlluftspalten 4 austretende Kühlluft wird auf der Heißgasseite HG von der dort herrschenden Gasströmung umgelenkt und bildet so einen Kühlluftfilm auf der Oberseite der Hutteile 3, wodurch ein zusätzlicher Kühleffekt auftritt. Die Hutteile 3 der einzelnen Hitze­schild-Elemente und ihre Ankerbolzen 5 bestehen bevor­zugt beide z. B. aus hochwarmfestem Stahl, so daß sie problemlos miteinander verschweißt werden können. Dem­entsprechend sind die Ankerbolzen 5 jeweils mit dem Zen­tralbereich verschweißt 7. Im vorliegenden Ausführungs­beispiel ist zunächst zur Veranschaulichung des Prinzips der Erfindung vereinfachend angenommen, daß die Hitze­schild-Elemente gleichartige Hutteile von der Form gleich­seitiger Dreiecke haben. Im allgemeinen Fall, wie in Fig. 6 dargestellt, muß eine unregelmäßig gekrümmte Oberfläche aus unterschiedlichen Polygonen, vorzugsweise Dreiecken, zusammengesetzt werden. Zwar besitzen solche Polygone bzw. Dreiecke immer einen genau definierbaren Schwerpunkt, jedoch müssen die Ankerbolzen nicht unbedingt genau in diesem Schwerpunkt befestigt sein. Dies wird zwar im all­gemeinen von Vorteil sein, jedoch kann aus Gründen der Schwingungsneigung einzelner Abschnitte der Polygone eine Verankerung außerhalb des Schwerpunktes von Vorteil sein.

    [0009] Das Vorhandensein nur eines Verankerungspunktes für jedes Hitzeschild-Element hat jedenfalls den Vorteil, daß Wärme­dehnungen der Hitzeschild-Elemente nicht behindert werden und größte Wärmespannungen somit nicht auftreten können.

    [0010] Da auf der Kaltgasseite KG eine Durchschnittstemperatur von beispielsweise etwa 400° C im Betrieb besteht und an der Unterseite 3.1 der Hutteile 3 eine Durchschnitts­temperatur von beispielsweise 750° C herrscht, so er­geben sich Differenzdehnungen zwischen der Tragstruktur und den Hitzeschild-Elementen, die aber nicht behindert sind, da sich die Hutteile 3 nach allen Seiten frei aus­dehnen können, ebenso wie die Bolzenköpfe 5.1. Die Anker­bolzen 5 werden unter Vorspannung festgeschraubt, so daß auch bei Erwärmung auf Betriebstemperatur ein Locker­werden nicht zu befürchten ist. Auch die Hutteile selbst, welche an der Heißgasseite HG eine höhere Temperatur als an ihrer Unterseite 3.1 haben können, sind in ihrer Wärme­dehnung nicht behindert. Sie nehmen ggf. eine von der Heißgasseite HG gesehen konvexe Wölbung an, was jedoch ungehindert möglich ist. Die Sockelleisten 1.4 bewirken dabei definierte Drosselstellen für das Kühlgas, welche sich, wie oben erläutert, von selbst auf gleichmäßige Querschnitte einstellen. Auf die genaue Breite der Kühl­luftspalte 4 zwischen den Hutteilen 3 kommt es daher nicht an, sofern diese genügend breit sind. Dies ist auch von Vorteil, da diese Spalte sich bei unterschiedlichen Be­triebszuständen ständig verändern.

    [0011] In den Fig. 3, 4 und 5 wird ein weiteres Ausführungsbei­spiel der Erfindung beschrieben. Das Kühlprinzip bleibt gleich, lediglich die Befestigung der einzelnen Hitze­schild-Elemente ist verändert. Außerdem zeigt dieses Ausführungsbeispiel die Anordnung von Hitzeschild-Elementen auf einer unebenen Tragstruktur. Fig. 3 zeigt einen Längs­schnitt durch einen Teil der Hitzeschildanordnung, Fig. 4 einen Schnitt durch Fig. 3 entlang der Linie IV-IV und Fig. 5 eine Ansicht von oben auf ein Hitzeschild-­Element. Die Tragstruktur 31 weist wiederum Kühlluft­ bohrungen 32 auf sowie fest verankerte Hitzeschild-Ele­mente mit dreieckigen Hutteilen 33. Zwischen den einzel­nen Hutteilen 33 bestehen Kühlluftspalte der Breite a33. Zwischen der Tragstruktur 31 und der Unterseite 33.1 der Hutteile 33 befindet sich ein Zwischenraum 36 der Breite a31. Die Hutteile 33 weisen in ihrem Zentralbereich eine topfartige Ausformung 33.2, 33.3 auf, welche in ihrer Unterseite 33.3 eine Durchgangsbohrung 33.4 aufweist. Durch diese Bohrung 33.4 sowie eine entsprechende Durch­gangsbohrung 38 in der Tragstruktur 31 ist ein Bolzen 35 hindurchgeführt, wobei sich der Bolzenkopf 35.1 in der topfartigen Ausformung 33.2, 33.3 befindet, vorzugsweise fluchtend mit der Oberfläche des Hutteils 33 an der Heiß­gasseite HG. Dabei kann der Bolzenkopf 35.1 z. B. einen Innensechskant oder eine ähnliche Angriffsmöglichkeit für ein Werkzeug zum Festziehen aufweisen. Dieser Bolzen ist mittels einer Mutter gegen die Kaltgasseite KG der Tragstruktur 31 verspannt, wobei die Mutter 35.2 klauen­förmige Ausleger 35.3 aufweist, welche sich gegen die Tragstruktur 31 abstützen und mit dieser verschweißt 35.4 sind. Die Mutter 35.2 selbst braucht dabei die Trag­struktur 31 nicht zu berühren, so daß sich durch die klauenförmigen Arme 35.3 eine geeignete Vorspannung er­zielen läßt. Außerdem kann, sofern die Durchgangsbohrung 38 in der Tragstruktur 31 und die entsprechende Bohrung 33.4 zumindest in Teilbereichen deutlich breiter sind als der Durchmesser des Bolzens 35, Kühlluft an dem Bolzen 35 entlangströmen und somit diesen und vor allem dessen Kopf 35.1 kühlen. Geeignete Abflußkanäle 33.6 müssen in der topfartigen Ausformung 33.2, 33.3 vorgesehen werden. Es sind auch andere Lösungen für die Aufrechterhaltung der Vorspannkraft des Bolzens 35 denkbar, wie Dehnschrauben, Federteller u. ä. Zur genauen Positionierung der Hitzeschild-Elemente ist es vorteilhaft, wenn sich die topfartige Ausformung 33.2, 33.3 in einer formschlüssigen Nut 31.3 gegen die Tragstruktur 31 abstützt. Zusätzliche Kühlfluiddurchlässe, z.B. in Form von Bohrun­gen 33.6, können in der topf­ artigen Ausformung 33.2, 33.3 vorgesehen werden. Auch an besonders zu kühlenden Stellen der Hitzeschild-Elemente 33 können zusätzliche Kühlfluiddurchlässe 33.7 vorgesehen werden, die jedoch nicht mit den Kühlfluidbohrungen 32 fluchten sollten. Fig. 3 zeigt ferner realistische An­ordnungen für Sockelleisten 31.4, 31.6, 31.7 als Drossel­stellen 39 für den Kühlgasstrom. Diese Sockelleisten kön­nen bei der Formgebung der Tragstruktur 31 z. B. durch Gießen von Anfang an berücksichtigt oder aber später aufgebracht werden. Sie sollten, wie bei der Sockelleiste 31.4 dargestellt, eine dem Verlauf der angrenzenden Hut­teile 33 angepaßte Oberflächenform 31.5 aufweisen, was jedoch nicht zwingend nötig ist, sofern nur eine definier­te Drosselstelle gebildet wird. Schwierigkeiten kann wegen zu großer Materialansammlungen die Anordnung von Sockelleisten im Bereich der Berührungspunkte mehrerer Hitzeschild-Elemente darstellen. Hier muß die Sockelleiste, was im übrigen auch ansonsten möglich ist, ggf. spezielle Formen aufweisen, z. B. wie anhand der Sockelleisten 31.6, 31.7 dargestellt, einen ringförmigen Verlauf mit einer beispielsweise halbkugelförmigen Aussparung 31.8 im Innern. So bleiben definierte Drosselstellen 39 mit einem geeigneten Abstand a32 bestehen, ohne daß zu viel Material an einer Stelle angehäuft wird.

    [0012] Wie in Fig. 4 angedeutet, kann es günstig sein, in den Sockelleisten 31.7 an der Oberseite 31.8 quer zum Verlauf der Sockelleiste verlaufende Vertiefungen 31.9 vorzusehen, die auch beim Aufliegen der Hitzeschild-Elemente 33 einen Mindeststrom an Kühlfluid gewährleisten. Solche Vertiefungen können auch in die Unterseite der Hutteile 33 eingebracht werden.
    Schließlich zeigt Fig. 6 ein Beispiel für die Aufteilung einer gekrümmten Fläche in geeignete Dreiecke. So läßt sich beispielsweise ein Innengehäuse einer Gasturbine mit relativ wenigen Dreiecken recht gut annähern, ohne daß die einzelnen Hitzeschild-Elemente gekrümmt sein müßten. Eine bessere Annäherung der Form ist grundsätzlich ent­weder durch eine größere Zahl von Polygonen, insb. Drei­ecken, möglich oder durch Verwendung gekrümmter Hitzeschild-­Elemente. Ein wesentlicher Vorteil bei der Verwendung von Dreiecken ist jedoch, daß drei Punkte immer eine Ebene definieren, so daß die Unterteilung einer ge­krümmten Fläche in Dreiecke die wenigsten Probleme bei der späteren Fertigung der Hitzeschild-Elemente mit sich bringt.

    [0013] Die Vorliegende Erfindung eignet sich insbesondere für Heißgaskanäle, Brennräume und ähnliche Teile von Gas­turbinen, ist jedoch nicht auf solche Anwendungsfälle be­schränkt. Diese Hitzeschildanordnung ermöglicht höhere Temperaturen im Innern einer Tragstruktur bzw. verein­facht deren Aufbau und verringert deren Belastungen.


    Ansprüche

    1. Hitzeschildanordnung zum Schutz einer Tragstruktur (1; 31) gegenüber einem heißen Fluid, insbesondere zum Schutz einer Heißgaskanalwand bei Gasturbinenanlagen und dergleichen, mit Kühlfluiddurchlässen (2; 32) in der Trag­struktur (1; 31) und mit aus hitzebeständigem Material beste­hender Innenauskleidung, welche zusammengesetzt ist aus flächendeckend unter Belassung von Kühlfluidspalten (4; 34) nebeneinander angeordneten und wärmebeweglich an der Tragstruktur (1; 31) verankerten Hitzeschild-Elemen­ten, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Hitzeschild-Element nach Art eines Pilzes einen Hutteil (3; 33) und einen Schaftteil (5; 35) aufweist, wobei der Hutteil (3; 33) ein ebener oder räumlicher, polygonaler Plattenkörper mit geraden oder gekrümmten Berandungslinien ist, und der Schaftteil (5; 35) den Zentralbereich dieses Plattenkörpers mit der Tragstruktur (1; 31) verbindet.
     
    2. Hitzeschildanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundriß der Hutteile (3; 33) ein Dreieck bildet, vorzugsweise ein Dreieck, in welchem alle Winkel größer als 40°, möglichst größer als 50° sind.
     
    3. Hitzeschildanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hutteile (3; 33) an­nähernd die Form eines Segmentes der Oberfläche eines Ro­tationskörpers besitzen.
     
    4. Hitzeschildanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaftteile (5) mit den jeweiligen Hutteilen verwachsene Ankerbolzen sind, welche die Tragstruktur (1) in Durch­gangsbohrungen (8) durchdringen und von wenigstens einer auf ihr freies Ende geschraubten Befestigungsmutter (5.3) gegen die Tragstruktur (1) verspannt sind, wobei je eine Ringschulter (5.2) oder ein Distanzring oder dergleichen die Breite (a1) des Zwischenraumes (6) zwischen Hutteilen (3) und der Tragstruktur (1) bestimmt.
     
    5. Hitzeschildanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch folgende Merk­male:

    a) Jedes Hutteil (33) weist im Zentralbereich eine topf­artige Ausformung (33.2, 33.3) zur Tragstruktur (31) hin auf mit einer Bohrung (33.4) in der Unterseite (33.3).

    b) Die topfartige Verformung (33.2, 33.3) stützt sich gegen die Tragstruktur (31) ab, gegebenenfalls geführt in einer formschlüssigen Nut (33.3) oder dergleichen, und bestimmt so den Abstand (a31) zwischen Hutteil (33) und Tragstruktur (31).

    c) Eine Schraubverbindung (35), bestehend aus einem Bol­zen (35.1), der durch die Bohrung (33.4) in der Unter­seite (33.3) der topfartigen Ausformung (33.2, 33.3) und eine Durchgangsbohrung (38) in der Tragstruktur (31) hindurchgeführt ist, sowie einer sich gegen die Tragstruktur (31) abstützenden Mutter (35.2) oder der­gleichen, verspannt das Hutteil (33) an der Tragstruk­tur (31), wobei der Kopf des Bolzens (35.1) in der topf­artigen Ausformung (33.2, 33.3) versenkt ist, vor­zugsweise annähernd mit der Hutteiloberfläche fluch­tend.


     
    6. Hitzeschildanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (35.2) sich mittels klauenförmiger Arme (35.3) oder eines Kragens an der Tragstruktur (31) abstützt, wobei die Arme (33.3) vorzugsweise mit der Tragstruktur (31) fest verbunden sind, insbesondere angeschweißt.
     
    7. Hitzeschildanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hutteile (3; 33), Ankerbolzen (5; 35) und gege­benenfalls sonstige Teile der Hitzeschildelemente aus hochwarmfesten Werkstoffen, insbesondere Stahl bestehen.
     
    8. Hitzeschildanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragstruktur (1; 31) Bohrungen (2; 32) aufweist, durch welche ein Kühlfluid, insbesondere Luft, in den Zwischenraum (6; 36) einströmen kann, wobei die Bohrungen (2; 32) vorzugsweise senkrecht zur Lage der Hutteile (3; 33) angeordnet sind.
     
    9. Hitzeschildanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils gegenüber jedem zwischen den Hitzeschildele­menten vorhandenem Kühlfluidspalt (4; 34), in dessen Richtung und etwa über dessen ganze Länge verlaufend, eine Sockelleiste (1.5; 31.5, 31.6, 31.7) auf der Trag­struktur (1; 31) angeordnet ist, wobei der Abstand (a32) zwischen Sockelleiste (1.5; 31.5, 31.6, 31.7) und Hut­teilen (3; 33) so bemessen ist, daß eine definierte Dros­selstelle (39) für den Kühlfluidstrom entsteht.
     
    10. Hitzeschildanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite (31.8) der Sockelleiste (31.7) und/oder die Unterseite der Hutteile (33) so strukturiert (31.9) sind, daß auch beim Aufliegen der Hutteile (33) ein Mindestkühlfluidstrom gewährleistet ist.
     
    11. Hitzeschildanordnung nach Anspruch 9 oder 10, da­durch gekennzeichnet, daß die Sockel­leisten (1.5; 31.5, 31.6, 31.7) in der Gestalt ihrer Oberseite dem Verlauf der angrenzenden Hutteile (3; 33) angepaßt sind, wobei zur Vermeidung von übermäßigen Materialanhäufungen, z. B. an Eckpunkten mehreren anein­andergrenzender Hitzeschild-Elemente, Sonderformen, wie z. B. ringförmige Sockelleisten (31.6, 31.7) oder Doppel­leisten mit einer Mittelnut an der Oberseite vorgesehen sind.
     
    12. Hitzeschildanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten (33.5) der Hutteile (33) auf der Heißgas­seite (HG) abgeschrägt sind.
     
    13. Hitzeschildanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Verankerung (5; 35) zusätzliche Aus­laßwege (33.5) für Kühlfluid vorgesehen sind, welche eine Kühlung der Verankerungsteile (5; 35), insb. von deren Kopf (35.1) bewirken.
     
    14. Hitzeschildanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (8; 33.8), 38) zusätzliche Aussparungen (33.5) in ihrer Seitenwand aufweisen, welche einen Kühlfluidstrom entlang der Ver­ankerungsteile (35) ermöglichen.
     
    15. Hitzeschildanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hutteile (33) zusätzliche Kühlfluidauslässe (33.7) aufweisen.
     




    Zeichnung













    Recherchenbericht