ТЕПЛОЗАЩИТНЫЙ ЭКРАН С УСТРОЙСТВОМ ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ЕГО НЕСУЩЕЙ КОНСТРУКЦИИ Российский патент 2017 года по МПК F23R3/60 F23M5/08 

Изобретение относится к устройству для охлаждения несущей конструкции теплозащитного экрана и к теплозащитному экрану, в частности, к теплозащитному экрану для камеры сгорания газовой турбины.

Для многих технических назначений применяются теплозащитные экраны, которые должны противостоять горячим газам с температурой от 1000 до 1600 градусов Цельсия. В частности, газовые турбины, которые применяются на генерирующих электрический ток электростанциях и в авиационных двигателях, имеют соответственно большие, экранируемые теплозащитными экранами поверхности внутри камер сгорания. Из-за теплового расширения и больших размеров теплозащитных экранов приходится составлять их из множества отдельных, как правило, керамических кирпичей, которые крепятся на несущей конструкции с достаточным зазором между собой. Этот зазор обеспечивает элементам теплозащитного экрана достаточное для теплового расширения пространство. Однако, поскольку такой зазор делает возможным прямой контакт горячих отработавших газов с металлической несущей конструкцией и крепежными элементами, то в качестве ответной меры через эти зазоры подается охлаждающий воздух в направлении камеры сгорания. Примеры на это приведены в источниках информации ЕР 0224817 A1 и DE 19730751 A1.

Следовательно типовой теплозащитный экран содержит несущую конструкцию и некоторое количество кирпичей, закрепленных разъемно на несущей конструкции с помощью своих держателей, причем каждый кирпич теплозащитного экрана имеет обращенную к несущей конструкции холодную сторону и расположенную напротив холодной стороны горячую сторону, на которую воздействует горячая среда. Каждый из держателей кирпичей содержит, по меньшей мере, один опорный участок для крепления на кирпиче теплозащитного экрана и один закрепляемый на несущей конструкции крепежный участок. Для защиты от горячих газов в несущей конструкции предусмотрен, по меньшей мере, один проход для охлаждающего воздуха.

Для крепления держателей кирпичей на несущей конструкции в последней могут быть выполнены кругообразные, параллельные крепежные пазы. В этом случае держатели кирпичей последовательно задвигаются своими крепежными участками в крепежные пазы, причем последующие держатели кирпичей блокируют положение установленных ранее держателей кирпичей. Таким образом можно закрепить кругообразный ряд кирпичей теплозащитного экрана на несущей конструкции внутри камеры сгорания газовой турбины.

В ЕР 1701095 A1 раскрыт теплозащитный экран для камеры сгорания газовой турбины, содержащий несущую конструкцию и некоторое количество расположенных съемно на несущей конструкции кирпичей теплозащитного экрана. Для защиты стенки камеры сгорания кирпичи теплозащитного экрана располагаются по всей поверхности с оставлением компенсационных швов, причем каждый кирпич теплозащитного экрана имеет обращенную к несущей конструкции холодную сторону и расположенную напротив холодной стороны горячую, омываемую горячей средой сторону. Кирпичи теплозащитного экрана упруго закреплены на несущей конструкции, каждый четырьмя металлическими держателями. Для этого каждый держатель кирпичей содержит опорный участок в виде захватного участка и крепежный участок. На каждой стороне кирпича теплозащитного экрана выполнены с двух противоположных периферийных сторон удерживающие пазы, благодаря чему для удержания кирпича теплозащитного экрана захватные участки могут входить в зацепление с удерживающими пазами с противоположных сторон. Держатели кирпичей, закрепленные таким образом на кирпиче теплозащитного экрана напротив друг друга, направляются своим крепежным участком в крепежный паз несущей конструкции, проходящий под кирпичом теплозащитного экрана. Для защиты от горячих газов захватные участки металлических держателей кирпичей охлаждаются. Для этого в держателях кирпичей - в зоне опорного участка - и в удерживающих фиксаторах кирпичей теплозащитного экрана выполнены отверстия, которые соосны со сверлением для охлаждающего воздуха в несущей конструкции, благодаря чему охлаждающий воздух в виде потока поступает из сверления по прямой линии и ударяется о холодную сторону захватного участка.

Несмотря на такое охлаждение захватных участков согласно уровню техники, при воздействии горячего газа на теплозащитный экран может происходить проникновение горячего газа в зоне компенсационных швов между кирпичами теплозащитного экрана. Затем горячий газ может распространиться под теплозащитный экран и вызвать окалинообразование на несущей конструкции.

Данная проблема устраняется посредством варианта выполнения согласно ЕР 2261564 A1, при котором применяется вентиляционный трубопровод, проходящий через несущую конструкцию и входящий в крепежный паз. При этом вентиляционный трубопровод содержит на концевой стороне направленные вбок выходные сверления, в результате чего выходящий поток охлаждающего воздуха может вдуваться одновременно в крепежный паз. Расположение под кирпичами теплозащитного экрана позволяет охлаждать нижнюю сторону кирпичей теплозащитного экрана или же обращенную к кирпичам теплозащитного экрана сторону несущей конструкции, а также крепежные элементы, обеспечивающие фиксацию кирпичей теплозащитного экрана на несущей конструкции.

В упомянутом выше варианте выполнения применяется особый вид вентиляции в сочетании с болтовым креплением кирпичей теплозащитного экрана. При таком применении отпадает необходимость в использовании держателей кирпичей, которые в противном случае приходится размещать в крепежных пазах.

Однако поскольку учитывается применение вентиляционного трубопровода для кирпичей теплозащитного экрана, закрепленных посредством регулярно расположенных держателей кирпичей, то это ведет к проблеме, при которой сначала следует расположить кирпичи теплозащитного экрана с их держателями и только после этого могут быть проложены вентиляционные трубопроводы. Однако это сопряжено с несколькими видами риска, причем, во-первых, вентиляционные трубопроводы при монтаже в трудно доступных местах могут затеряться. Во-вторых, совершенно не гарантированы объем монтажа и направление поперечно выходящих сверлений.

Поэтому задачей настоящего изобретения является создание теплозащитного экрана с улучшенным охлаждением несущей конструкции для особо эффективного предупреждения окалинообразования на несущей конструкции под действием проникающих горячих газов.

Прежде всего следует отметить, что теплозащитный экран содержат признаки, описанные выше в качестве типовых.

При этом типично крепежные участки держателей кирпичей съемно закреплены внутри выполненных в несущей конструкции крепежных пазов, а проход для охлаждающего воздуха достигает дна паза.

Кроме того теплозащитный экран содержит устройство, расположенное в дне паза возле прохода для охлаждающего воздуха. Устройство содержит продольную ось и охватывает канал для охлаждающего воздуха, при этом устройство вместе с продольной осью расположено на несущей конструкции перпендикулярно ее поверхности. В этом положении канал для охлаждающего воздуха простирается от обращенного к несущей конструкции конца устройства и содержит в направлении потока, по меньшей мере, один выходной канал. Этот выходной канал отходит от устройства сбоку относительно продольной оси. Устройство расположено на несущей конструкции таким образом, что канал для охлаждающего воздуха соответствует, по меньшей мере, одному расположенному на несущей конструкции проходу для охлаждающего воздуха.

Следовательно согласно изобретению охлаждающий воздух на расположенных на несущей конструкции кирпичах теплозащитного экрана может поступать в пространство между холодной стороной кирпича теплозащитного экрана и несущей конструкцией. При этом охлаждающий воздух может подаваться в это промежуточное пространство с помощью устройства из положения над несущей конструкцией. Кроме того охлаждающий воздух поступает в промежуточное пространство сбоку из устройства. Это предотвращает повреждение кирпичей теплозащитного экрана вследствие резкого охлаждения, и охлаждающий воздух распределяется под кирпичами теплозащитного экрана, не выходя сразу через компенсационные швы между кирпичами теплозащитного экрана. Это позволяет эффективно охлаждать несущую конструкцию теплозащитного экрана и предотвращать повреждение кирпичей этого экрана.

То, что канал для охлаждающего воздуха (у расположенного на несущей конструкции устройства) выполнен ответным, по меньшей мере, для одного находящегося в несущей конструкции прохода для охлаждающего воздуха, следует понимать таким образом, что охлаждающий воздух, выходящий, по меньшей мере, из одного прохода для охлаждающего воздуха, по меньшей мере, частично поступает в канал для охлаждающего воздуха. Например, канал для охлаждающего воздуха и проход для охлаждающего воздуха могут располагаться соосно или примыкать друг к другу. Проход для охлаждающего воздуха может представлять собой, например, сверление в несущей конструкции.

Продольная ось устройства не должна быть идентичной продольной оси, задаваемой формой тела. Она является воображаемой и проходит в расположенном на несущей конструкции устройстве через его крепежный участок перпендикулярно поверхности несущей конструкции. При этом неровности поверхности не должны учитываться.

To, что устройство для охлаждения несущей конструкции может располагаться на ней самой, означает понятийно также такие устройства, которые закреплены в несущей конструкции с частичным утоплением или расположены внутри выемки в несущей конструкции.

Выражение «устройство расположено у прохода для охлаждающего воздуха» следует при этом понимать так, что охватываемый устройством канал для охлаждающего воздуха выполнен ответным проходу для охлаждающего воздуха.

Типично устройство располагается под кирпичом теплозащитного экрана на несущей конструкции.

Выражение «под кирпичом теплозащитного экрана» следует понимать в данном случае так, что устройство расположено на участке несущей конструкции, к которому кирпич теплозащитного экрана обращен холодной стороной.

Согласно изобретению прежде всего необходимо, чтобы устройство представляло собой нарезной штифт с выполненным в нем каналом для охлаждающего воздуха. Следовательно необходимо, чтобы для подачи охлаждающего воздуха в имеющийся в несущей конструкции проход или сверление для охлаждающего воздуха нарезной штифт был ввинчен.

Применение нарезного штифта позволяет задавать, например, посредством выбираемого при завинчивании угла поворота глубину завинчивания и следовательно положение конца нарезного штифта, обращенного к кирпичу теплозащитного экрана.

Однако сохраняется проблема, состоящая в том, что подобно вентиляционному трубопроводу из приведенного выше источника информации после установки нарезного штифта не представляется возможным последующий монтаж расположенных в крепежных пазах обычных держателей типового исполнения для кирпичей, вследствие чего возможен только последующий монтаж нарезных штифтов.

Эта проблеме решается согласно изобретению в результате того, что при укладке и разборке кирпичей теплозащитного экрана нарезной штифт устанавливается на дне паза таким образом, чтобы держатели кирпичей могли смещаться по крепежной пазу над нарезным штифтом.

Для такого осуществления могут применяться согласно изобретению два альтернативных решения.

Согласно первому альтернативному варианту выполнения изобретения предусмотрено, чтобы по дну крепежного паза проходил паз для охлаждающего воздуха и нарезной штифт был утоплен в сверлении для охлаждающего воздуха, по меньшей мере, до уровня дна паза, при этом выходные каналы нарезного штифта открыты в пазе для охлаждающего воздуха.

При этом необходимо, чтобы нарезной штифт согласно этому альтернативному варианту выполнения изобретения располагался в пазе для охлаждающего воздуха таким образом, чтобы он не выступал над дном крепежного паза. Благодаря этому держатели кирпичей могут смещаться в крепежном пазе над нарезным штифтом. Это упрощает укладку и разборку кирпичей теплозащитного экрана во время ремонта и технического обслуживания.

Вторым альтернативным вариантом выполнения изобретения предусмотрено, чтобы несущая конструкция и нарезной штифт соответствовали друг другу таким образом, чтобы нарезной штифт при укладке и разборке кирпичей теплозащитного экрана мог утапливаться в несущей конструкции.

Следовательно, например, при монтаже теплозащитного экрана нарезные штифты могут сначала завинчиваться до дна крепежной паза. После монтажа держателей кирпичей и элементов теплозащитного экрана нарезные штифты могут быть завинчены в дно крепежного паза на заданную глубину путем поворота на заданный угол, в результате чего обеспечивается оптимальный набегающий поток.

Этот вариант развития изобретения характеризуется особой конструктивной простотой и следовательно сопряжен с низкими производственными расходами.

Кроме того предпочтительно предусмотреть, чтобы, по меньшей мере, один выходной канал проходил радиально продольной оси.

Таким образом, поступающий из выходного канала охлаждающий воздух проходит параллельно несущей конструкции из возвышенного положения в пространство между кирпичами теплозащитного экрана и несущей конструкцией. Это позволяет охладить дополнительный участок несущей конструкции и одновременно предотвратить резкое охлаждение кирпичей теплозащитного экрана.

Также предпочтительно, чтобы устройство содержало два расположенных друг против друга выходных канала.

Такой вариант выполнения изобретения пригоден, в частности, для охлаждения крепежного паза в несущей конструкции.

Кроме того предпочтительно, чтобы устройство имело четыре выходных канала.

Это обеспечит равномерное охлаждение расположенных вокруг устройства участков несущей конструкции.

Устройство или нарезной штифт можно дополнительно расположить, например, под перекрестием двух компенсационных швов на несущей конструкции. На этом участке охлаждающий воздух может подаваться при соответствующем количестве выходных каналов под четырьмя смежными кирпичами теплозащитного экрана в соответствующее пространство между холодной стороной кирпича теплозащитного экрана и несущей конструкцией лишь с помощью одного устройства.

Согласно этому варианту развития изобретения устройство может быть расположено, в частности, под кирпичом теплозащитного экрана вблизи крепежного участка держателя кирпичей. При этом проходящие сбоку выходные каналы могут быть расположены наклонно в направлении к несущей конструкции и установлены таким образом, что, по меньшей мере, один выходящий поток охлаждающего воздуха будет направлен на те конструкции, которые фиксируют держатель кирпичей в их положении крепления.

Согласно другому варианту развития изобретения устройство располагается между двумя крепежными участками держателей кирпичей по существу посередине под кирпичом теплозащитного экрана.

Другими словами, устройство находится между двумя крепежными участками двух противолежащих держателей кирпичей, удерживающих совместно кирпич теплозащитного экрана на его противоположных боковых стенках. Таким образом, выходящий из устройства охлаждающий воздух может подаваться под кирпичом теплозащитного экрана, причем держатели кирпичей не блокируют поток охлаждающего воздуха.

Также предпочтительно, чтобы паз для охлаждающего воздуха имел на своих концах выпускное отверстие.

Это обеспечивает аэрогидродинамически улучшенный выход охлаждающего воздуха из паза для охлаждающего воздуха.

Для установки устройства впотай в несущей конструкции его можно ввинтить, например, полностью в эту конструкцию. Согласно другому варианту выполнения устройство можно расположить на несущей конструкции в двух переходящих друг в друга положениях. При этом первое положение с продольной осью, перпендикулярной поверхности несущей конструкции, служит для подачи охлаждающего воздуха, а второе положение с продольной осью, параллельной поверхности несущей конструкции, - для установки устройства впотай.

Другие целесообразные варианты выполнения и преимущества изобретения являются предметом описания примеров выполнения изобретения со ссылкой на фигуры чертежа, при этом одинаковые конструктивные детали обозначены одинаковыми позициями.

При этом изображено:

фиг. 1 - в схематическом виде газовая турбина согласно уровню техники;

фиг. 2 - в схематическом виде устройство согласно изобретению для охлаждения несущей конструкции теплозащитного экрана согласно первому примеру выполнения, вид с сечением;

фиг. 3 - в схематическом виде сечение по устройству согласно изобретению для охлаждения несущей конструкции согласно второму примеру выполнения;

фиг. 4 - в схематическом виде сечение по устройству согласно изобретению согласно третьему примеру выполнения;

фиг. 5 - в схематическом виде фрагмент теплозащитного экрана согласно изобретению с расположенным на несущей конструкции устройством для охлаждения несущей конструкции согласно четвертому примеру выполнения;

фиг. 6 - в схематическом виде теплозащитный экран на фиг. 5 с другим видом в сечении по плоскости, обозначенной на фиг. 5 стрелками VI-VI;

фиг. 7 - в схематическом виде фрагмент теплозащитного экрана по изобретению согласно пятому примеру выполнения с видом в сечении;

фиг. 8 - изображенный на фиг. 7 теплозащитный экран с видом в сечении по плоскости, обозначенной на фиг. 7 стрелками VIII-VIII.

На фиг. 1 показан схематически вид с сечением на газовую турбину согласно уровню техники. Газовая турбина 1 содержит внутри расположенный с возможностью вращения вокруг оси 2 ротор 3 с валом 4, который можно также обозначить, как рабочее колесом турбины. Вдоль ротора 3 последовательно расположены корпус 6 воздухозаборника, компрессор 8, система сжигания 9 с некоторым количеством камер сгорания 10, содержащих соответственно состоящее из горелок устройство 11 и корпус 12, турбина 14 и корпус 15 для отработавших газов. Для защиты от горячих газов корпус 12 облицован теплозащитным экраном (не показан).

Система сжигания 9 сообщена, например, с кольцеобразным каналом для горячих газов. Здесь несколько последовательно подключенных ступеней турбины образуют турбину 14. Каждая ступень турбины состоит из колец лопаток. Если смотреть в направлении потока рабочей среды, то в канале для горячих газов за рядом направляющих лопаток 17 следует ряд рабочих лопаток 18. При этом направляющие лопатки 17 закреплены на внутреннем корпусе статора 19, в то время как рабочие лопатки 18 другого ряда размещены на роторе 3, например, посредством турбинного диска. С ротором 3 соединен, например, генератор (не показан).

Во время работы газовой турбины компрессором 8 воздух всасывается через корпус 6 воздухозаборника и сжимается. Воздух, подготовленный и уплотненный на расположенном на стороне турбины конце компрессора 8, направляется в систему сжигания 9 и смешивается там на участке состоящего из горелок устройства 11 с топливом. Затем смесь сжигается посредством состоящего из горелок устройства 11 с образованием потока рабочего газа в системе сжигания 9. Отсюда поток рабочего газа поступает по каналу для горячего газа к направляющим лопаткам 17 и рабочим лопаткам 18. На рабочих лопатках 18 поток рабочего газа расширяется с передачей импульса, вследствие чего рабочие лопатки 18 приводят в действие ротор 3, а он - соединенный с ним генератор (не показан).

На фиг. 2 схематически изображено устройство 20 для охлаждения несущей конструкции теплозащитного экрана согласно первому примеру выполнения с видом в сечении. Устройство 20 имеет продольную ось 21 и содержит канал 22 для охлаждающего воздуха. Канал 22 для охлаждающего воздуха простирается от конца 23 устройства и содержит в направлении потока два выходных канала 25а и 25b, которые по отношению к продольной оси 21 выходят из устройства сбоку и располагаются напротив друг друга. Согласно изображенному примеру выполнения устройство представляет собой нарезной штифт с проходящим внутри его каналом 22 для охлаждающего воздуха. Изображенное устройство 20 может быть также обозначено, как «охлаждающая личинка». Нарезной штифт имеет на своей боковой поверхности 26 резьбу (не показана). Резьба может простираться, например, на участке конца 23 по боковой поверхности 26 или продолжаться до противоположного конца 27. Устройство 20 может располагаться своим концом 23 на несущей конструкции теплозащитного экрана, например, в результате того, что охлаждающая личинка ввинчивается в снабженное внутренней резьбой сверление для охлаждающего воздуха в несущей конструкции. В таком положении выходящий из сверления охлаждающий воздух может быть направлен в канал 22 для охлаждающего воздуха, в результате чего охлаждающий воздух поступает в направлении потока по выходным каналам 25а, 25b и выходит из охлаждающей личинки в направлении, обозначенном позициями 24а и 24b.

На фиг. 3 показано сечение по устройству 29 для охлаждения несущей конструкции согласно второму примеру выполнения изобретения. При этом сечение выполнено перпендикулярно продольной оси 21 на уровне выходных каналов 30а и 30b. Изображенное устройство 29 отличается от показанной на фиг. 2 охлаждающей личинки только углом, под которым выходные каналы 30а и 30b выходят по отношению к продольной оси 21 сбоку из устройства. В изображенном примере выполнения выходные каналы проходят радиально относительно продольной оси 21 и расположены напротив друг друга. Протекающий по каналу 22 охлаждающий воздух распределяется в направлении потока между выходными каналами 30а и 30b и выходит из охлаждающей личинки в показанном выпускном направлении 31а, 31b.

На фиг. 4 показано сечение устройства 64 для охлаждения несущей конструкции согласно третьему примеру выполнения изобретения. Здесь сечение выполнено перпендикулярно продольной оси 21 на уровне выходных каналов 66а, 66b, 66с и 66d. Изображенное устройство 64 отличается от изображенной на фиг. 3 охлаждающей личинки только количеством выходных каналов. Изображенный пример выполнения содержит четыре выходных канала, проходящих радиально относительно продольной оси 21 и расположенных попарно напротив друг друга. Проходящий по каналу 22 охлаждающий воздух распределяется в направлении потока между выходными каналами 66а, 66b, 66с и 66d и выходит из охлаждающей личинки 64 в показанных направлениях 67а, 67b, 67с, 67d.

На фиг. 5 показан фрагмент теплозащитного экрана 33 согласно изобретению с несущей конструкцией 34 и некоторым количеством кирпичей теплозащитного экрана, из которых, например, кирпич 35 теплозащитного экрана показан на фигуре. Кирпич 35 теплозащитного экрана имеет обращенную к несущей конструкции 34 холодную сторону 36 и расположенную напротив холодной стороны 36 горячую сторону 37, на которую воздействует горячая среда. Кирпич 35 теплозащитного экрана закреплен на несущей конструкции 34 с помощью держателей 38, 39. Для этого держатели 38, 39 кирпичей, с одной стороны, закреплены своими крепежными участками 40, 41 на несущей конструкции 34, с другой стороны, входят в зацепление своими опорными участками 42, 43 с удерживающими пазами 44, 47 на противолежащих боковых стенках кирпича 35 теплозащитного экрана. При упруго удерживаемом таким образом кирпиче 35 теплозащитного экрана на несущей конструкции 34 может происходить при воздействии горячих газов на горячей стороне их проникновение в компенсационные швы между смежными кирпичами теплозащитного экрана. При этом проникающие в направлении 45 газы распределяются под кирпичом теплозащитного экрана 35 в промежуточном пространстве 46, которое простирается от холодной стороны 36 кирпича 35 теплозащитного экрана до обращенного к кирпичу 35 участку поверхности несущей конструкции 34. В результате может произойти окалинообразование на несущей конструкции 34 под кирпичом 35 теплозащитного экрана. Для защиты от горячих газов устройство 48 для охлаждения несущей конструкции 34 расположено под кирпичом 35 теплозащитного экрана на несущей конструкции 34. Согласно изображенному примеру выполнения устройством 48 является нарезной штифт с продольной осью 21 и каналом 22 для охлаждающего воздуха. Следовательно устройство 48 может быть также обозначено, как охлаждающая личинка 48. Охлаждающая личинка 48 располагается своей продольной осью 21 на несущей конструкции перпендикулярно ее поверхности 51, причем охлаждающая личинка 48 своим обращенным к несущей конструкции концом 23 ввинчена в проход 50 для охлаждающего воздуха несущей конструкции. Проход 50 для охлаждающего воздуха выполнен в виде сверления. Канал 22 для охлаждающего воздуха простирается от ввинченного конца 23 и содержит в направлении потока два выходных канала 52а, 52b, выходящих из охлаждающей личинки 48 сбоку от продольной оси 21. Сверление 50 для охлаждающего воздуха и канал 22 для охлаждающего воздуха выполнены ответными между собой, в результате чего выходящий из сверления охлаждающий воздух поступает в канал 22 для охлаждающего воздуха и посредством охлаждающей личинки подается в направлениях 53а, 53b в промежуточное пространство 46. Таким образом охлаждающий воздух направляется под кирпич 35 теплозащитного экрана далеко от компенсационных швов. Это обеспечивает особо эффективное охлаждение несущей конструкции. Кроме того предотвращается резкое охлаждение кирпича 35 теплозащитного экрана. Поскольку охлаждающая личинка 48 в представленном примере выполнения расположена между двумя крепежными участками 40, 41 держателей 38, 39 кирпичей посередине под кирпичом 35 теплозащитного экрана, то охлаждаются, в частности, участки несущей конструкции, фиксирующие держатели для кирпичей. Также длину сверления 50 для охлаждающего воздуха можно выбирать так, чтобы при укладке и разборке кирпичей теплозащитного экрана охлаждающая личинка оставалась полностью утопленной.

На фиг. 6 показан теплозащитный экран 33 на фиг. 5 с другим видом в сечении по обозначенной стрелками VI-VI плоскости. Этот вид указывает на то, что держатели кирпичей удерживаются на несущей конструкции 34 своими крепежными участками в крепежном пазу 55. Сверление 50 для охлаждающего воздуха входит в дно 56 этого крепежного паза 55. Охлаждающая личинка 48 располагается продольной осью 21 перпендикулярно поверхности 51 несущей конструкции 34 на дне 56 паза у сверления 50 для охлаждающего воздуха и выступает на величину 58 над дном 56 паза. При этом величина 58 выбирается таким образом, чтобы охлаждающая личинка 48 не соприкасалась с холодной стороной 36 кирпича 35 теплозащитного экрана и чтобы охлаждающий воздух поступал из выходных каналов 52а, 52b в виде потока в крепежный паз 55 и благодаря расположению охлаждающей личинки между держателями кирпичей также в промежуточное пространство 46.

На фиг. 7 показан фрагмент теплозащитного экрана 60 согласно пятому примеру выполнения. Он отличается от примера выполнения на фиг. 5 тем, что дополнительно по дну крепежного паза проходит паз 62 для охлаждающего воздуха. Охлаждающая личинка 48 утоплена в сверлении 50 для охлаждающего воздуха до уровня дна крепежного паза, причем выходные каналы 52а, 52b охлаждающей личинки 48 в продольном направлении открыты внутри паза 62 для охлаждающего воздуха. Это имеет то преимущество, что при укладке и разборке кирпичей 35 теплозащитного экрана держатели кирпичей могут перемещаться над охлаждающей личинкой по крепежному пазу. При этом функция охлаждающей личинки 48 сохраняется. Выходящий из охлаждающей личинки охлаждающий воздух, направления потока которого в качестве примера показаны стрелками, подается в паз 62 для охлаждающего воздуха, заходит на его концах через выпускное отверстие 63 в промежуточного пространство 46 между холодной стороной кирпича 35 теплозащитного экрана и несущей конструкцией 34 и охлаждает несущую конструкцию 34 под кирпичом 35 теплозащитного экрана, предотвращая ее резкое охлаждение.

На фиг. 8 показан теплозащитный экран 60 на фиг. 7 с видом в сечении по плоскости, обозначенной стрелкой VIII-VIII. Держатели 34 (не показаны), крепящие кирпич 35 теплозащитного экрана на несущей конструкции, удерживаются своими крепежными участками в крепежном пазу 55 на несущей конструкции 34. Сверление 50 для охлаждающего воздуха доходит до дна 56 этого крепежного паза 55. Охлаждающая личинка 48 установлена своей продольной осью 21 перпендикулярно поверхности 51 несущей конструкции 34 на дне паза 56 возле сверления 50 для охлаждающего воздуха и утоплена в сверлении 50 для охлаждающего воздуха до уровня дна 56 паза. В результате держатели кирпичей 35 теплозащитного экрана при их укладке и разборке могут свободно смещаться в крепежном пазу 55. Выходящий из выходных каналов 52а, 52b охлаждающей личинки охлаждающий воздух поступает сначала в паз 62 для охлаждающего воздуха и отсюда в промежуточное пространство 46. В нем охлаждающий воздух может распределяться и эффективно охлаждать несущую конструкцию под кирпичом 35 теплозащитного экрана.

Теплозащитный экран для камеры сгорания газовой турбины содержит несущую конструкцию и множество кирпичей, закрепленных съемно на несущей конструкции с помощью держателей. Каждый кирпич теплозащитного экрана имеет обращенную к несущей конструкции холодную сторону и расположенную напротив нее горячую сторону. Каждый держатель кирпичей содержит по меньшей мере один опорный участок для крепления на кирпиче теплозащитного экрана и один фиксирующий на несущей конструкции крепежный участок, закрепленный съемно внутри проходящих в несущей конструкции крепежных пазов. Для защиты от горячих газов в несущей конструкции выполнен по меньшей мере один проход для охлаждающего воздуха, проходящий до дна крепежного паза. Изобретение позволяет охлаждать теплозащитный экран и предотвращать образование окалины несущей конструкции. 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Теплозащитный экран (33, 60) для камеры сгорания (10) газовой турбины (1), содержащий несущую конструкцию (34) и множество кирпичей (35), закрепленных съемно на несущей конструкции (34) с помощью держателей (38, 39), причем каждый кирпич (35) теплозащитного экрана имеет обращенную к несущей конструкции (34) холодную сторону (36) и расположенную напротив холодной стороны (36), омываемую горячей средой горячую сторону (37), при этом каждый держатель (38, 39) кирпичей содержит по меньшей мере один опорный участок (42, 43) для крепления на кирпиче (35) теплозащитного экрана и один фиксирующий на несущей конструкции (34) крепежный участок (40, 41), закрепленный съемно внутри проходящих в несущей конструкции (34) крепежных пазов (55), причем для защиты от горячих газов в несущей конструкции (34) выполнен по меньшей мере один проход (50) для охлаждающего воздуха, проходящий до дна (56) крепежного паза (55), а также содержащий устройство (20, 29, 48, 64), расположенное под кирпичом (35) теплозащитного экрана на несущей конструкции (34) на дне (56) паза возле прохода (50) для охлаждающего воздуха и содержащее ориентированную перпендикулярно поверхности (51) несущей конструкции (34) продольную ось (21) и канал (22) для охлаждающего воздуха, простирающийся от обращенного к несущей конструкции конца (23) устройства (20, 29, 48, 64), выполненный ответным по отношению по меньшей мере к проходу (50) для охлаждающего воздуха, заходящий в промежуточное пространство между холодной стороной (36) кирпича (35) теплозащитного экрана и несущей конструкцией (34) и содержащий в направлении потока по меньшей мере один выходной канал (25а, 25b, 30а, 30b, 52а, 52b, 66а, 66b, 66с, 66d), выходящий из устройства (20, 29, 48, 64) сбоку относительно продольной оси (21),

отличающийся тем, что устройство (20, 29, 48, 64) представляет собой нарезной штифт с выполненным в нем каналом (22) для охлаждающего воздуха и что по дну (56) крепежного паза (55) проходит паз (62) для охлаждающего воздуха, нарезной штифт (20, 29, 48, 64) утоплен в проходе (50) для охлаждающего воздуха по меньшей мере до уровня дна (56) паза, при этом выходные каналы (52а, 52b) открыты в пазу (62) для охлаждающего воздуха, или что нарезной штифт (20, 29, 48, 64) для укладки и разборки кирпичей (35) теплозащитного экрана может утапливаться в несущей конструкции (34) по меньшей мере до уровня дна (56) паза.

2. Теплозащитный экран (33, 60) по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере один выходной канал (30а, 30b, 52а, 52b, 66а, 66b, 66с, 66d) проходит радиально относительно продольной оси (21).

3. Теплозащитный экран (33, 60) по п. 1, отличающийся тем, что охваченными являются по меньшей мере два противолежащих выходных канала (25а, 25b, 30а, 30b, 52а, 52b, 66а, 66b, 66c, 66d).

4. Теплозащитный экран (33, 60) по п. 1, отличающийся тем, что нарезной штифт (64) содержит четыре выходных канала (66а, 66b, 66с, 66d).

5. Теплозащитный экран (33, 60) по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что нарезной штифт (20, 29, 48, 64) расположен между двумя крепежными участками (40, 41) держателей (38, 39) для кирпичей по существу посередине под кирпичом (35) теплозащитного экрана.

6. Теплозащитный экран (60) по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что паз (22) для охлаждающего воздуха содержит на своих концах выпускное отверстие (63).