用于热燃气导引部件、尤其是用于燃气轮机结构件的隔热装置以及构成此类装置的方法

摘要

本发明涉及一种用于导引热燃气的部件、尤其用于导引燃气轮机的结构件的隔热装置以及制造此类装置的方法。在按照本发明的用于导引热燃气的结构、尤其用于导引燃气轮机装置或燃烧室(10)的金属构件的、包括一些并列固定在一个支承结构(15)上的覆盖表面的隔热元件(20)的隔热装置(5)中，所述隔热元件(20)各具有至少一个加工在其面朝热燃气的表面的边缘区域内的侧向槽(25)，至少两个相邻的隔热元件(20)借助至少一个装入所述槽(25)内的密封件(30)连接，以及所述密封件(30)设计为可以从一个第一位置运动到一个第二位置或可以反向运动的密封盖板，其中所述第一位置是无密封作用的打开位置以及所述第二位置是有密封作用的封闭位置。在按照本发明的方法中，所述密封盖板借助一个隔热元件(53)的运动从所述第一位置运动到所述第二位置。

说明书

本发明涉及一种用于导引热燃气的部件、尤其用于燃气轮机的结构件的隔热装置。本发明还涉及一种制造此类装置的方法。

此装置包括多个并列地覆盖表面地装在一支承结构上并与之锚固在一起的隔热元件。

由于在热燃气腔内的高温环境，有必要保护遭遇热燃气的支承结构。为此例如可以为热燃气腔加装一些隔热元件作为护衬，这些隔热元件的面朝热燃气的表面需要冷却。

在EP 0224817 B1中介绍了一种尤其用于燃气轮机装置的结构件的隔热装置，该隔热装置由一些三角形的隔热元件构成。这些隔热元件并列地分别留下一个间隙地装在一个支承结构上并用螺栓与该支承结构固定在一起。

在这里存在的缺点是，热燃气可以通过上面提到的间隙从燃烧室逸出并与所述支承结构接触，所以该支承结构的材料可能由于存在的强烈加热作用导致损坏。

在案卷号10003728.3的德国专利申请中，公开了一种由一些隔热元件组成的隔热装置，其中在所述隔热元件之间装入一些密封件，优选波纹板，以防止热燃气从燃烧室内逸出以及保护所述支承结构。

在此类装置中的缺点是，例如装入或拆出此类装置的一个隔热元件不可能与和该隔热元件相邻的隔热元件无关地进行。若在例如为了修理而拆卸这种装置时例如只拆卸一个隔热元件的固定装置并打算取出此隔热元件，则这一企图将会落空，因为至少在将该隔热元件从此装置拔出前必须手工取出与相邻隔热元件之间的密封件，然而，不从支承结构上拆除相邻的隔热元件或至少松开它们的固定装置并运动到一个偏心的位置使隔热元件之间的间隙增大是不可能达到上述目的。

在制造此类装置时，所述隔热元件也不可能简单地彼此独立地与所述支承结构固定在一起，而是必须首先在各隔热元件之间分别形成一个较大的间隙，装入所述密封件，减小此间隙，以及最后将所述隔热元件与所述支承结构固定在一起。

因此本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于导引热燃气的结构的隔热装置、尤其用于导引燃气轮机装置或燃烧室的具有并列固定在一个支承结构上的覆盖表面的隔热元件的金属构件，以及提供一种构成此类隔热装置的方法，它们尤其克服了上述缺点、可灵活地装入以及能特别容易和快速地构成。

上述有关装置的技术问题，按本发明通过一种具有一些覆盖表面的并列地固定在一个支承结构上的隔热元件的隔热装置得以解决，其中，至少两个相邻的隔热元件各有至少一个加工在其面朝热燃气的表面边缘区域内的侧向槽，这些隔热元件借助至少一个装入到该槽内的密封件连接，以及，其中，所述密封件设计为可以从一个第一位置运动到一个第二位置或可反向运动的密封盖板，其中所述第一位置是无密封作用的打开位置以及所述第二位置是有密封作用的封闭位置。

在按本发明的隔热装置中，一方面，通过所述封闭了隔热装置的隔热元件之间的间隙的密封件防止所述支承结构与从燃烧室逸出的热燃气接触；另一方面，按照本发明的隔热装置由于将密封件特殊设计为密封盖板，因而能方便地构成和拆卸，因为所述密封件在装入或拆卸时可以从一个第一位置运动到一个第二位置或反向地移动，所以在构造按照本发明的装置时该密封件自动从其第一位置(打开位置)运动到其第二位置(封闭位置)，而在拆卸按照本发明的装置时该密封件自动地从其第二位置运动到其第一位置。这意味着，没有必要将所述密封件手动地带入其第二(封闭)位置或从其第二位置取出。此外，还可以只拆卸一个单个的隔热元件，在此过程中无需拆卸相邻隔热元件的固定装置。

借助在各两个相邻隔热元件之间的这种密封件，实际上可以覆盖热燃气腔的遭遇热燃气的全部表面。当然，在特殊的位置(例如有测量设备的地方、向热燃气腔引入燃气或从热燃气腔排出燃气的地方等)需要采用特殊的结构，但本发明适合于通过这种盖件相互密封所述装置的至少绝大部分数量的隔热元件。

在按照本发明的有利的扩展设计中，所述密封件可借助一个隔热元件的运动从所述第一位置运动到所述第二位置或者可反向地运动。

在制造按照本发明的装置时，不必将所述密封件在一个单独的工作步骤中装入到所述按照本发明的装置内，而是这些密封件通过一个待装入的隔热元件的运动自动地运动到其第二(封闭)位置，在此过程中不必拆卸相邻的隔热元件与所述支承结构的固定连接装置。

所述密封件有利地具有一种基本上是C形的横截面。密封件的这种横截面是特别适用的，因为以此方式构成的(纵)槽能特别方便地被利用于将该密封件保持在所述第一位置上，为此例如通过将密封件的槽缝插在一个槽的侧壁上并因而保持在第一位置上。

在本发明的一项有利的扩展设计，所述密封件设计为一个弯板。这种密封件若通过弯曲一块板的方式制成时可特别容易地制造，因为可以买到许许多多板状的原料。

所述板有利地用金属薄板构成。

金属薄板的特点在于高的耐热性能，所以金属薄板特别适合于在按照本发明的隔热装置中用作密封件。此外，金属薄板容易得到、便宜和特别便于加工。

此外，按照本发明用于构造按照本发明的隔热装置的方法有下列步骤：

1.将一个第一和第二隔热元件在留下一个用于一个第三隔热元件的间隙的情况下固定在一个支承结构上，使得该第一隔热元件的槽与第二隔热元件的槽彼此相对；

2.在所述第一和第二隔热元件的槽内按这样的方式分别装入一个密封件，即，使所述密封件保持处于所述第一位置上；

3.所述在相对侧各有一个槽的第三隔热元件朝所述支承结构的方向运动插入到所述间隙内，此时，各有一个密封件分别伸入到上述各槽中；

4.通过所述第三隔热元件的运动使所述密封件运动到第二位置上；以及

5.将所述第三隔热元件固定在所述支承结构上。

在按照本发明的方法中特别有利的是，在所述隔热元件之间的密封是自动形成的，而无需手动的工作步骤：所述设计为密封盖板的密封件自动地从其第一(打开)位置运动到其第二(封闭)位置，与此同时例如受挤压并有利地按一种旋转运动的方式插入所述槽内。所述密封件的这种挤压改善了密封效果，因为以此方式“预紧”的密封件最终紧密地贴靠在所述槽的壁上地置入到该槽内，并除此之外保证了所述密封盖板防止从所述槽掉落地处于其第二位置(封闭位置)上。

下面详细说明本发明的两种实施方式。其中：

图1是一种按照本发明的装置的横截面；

图2表示一种按照本发明的方法的工作步骤；以及

图3表示一种用于按照本发明的隔热装置的密封件的实施方式。

图1表示一种按照本发明的隔热装置5。

所述隔热装置5保护一个支承结构15免受在一个燃烧室10内产生的热燃气的破坏作用。

所述隔热装置5包含一些并列地覆盖表面地装在所述支承结构15上并借助一些紧固件35、例如螺钉连接结构锚固在该支承结构上的隔热元件20。

在各隔热元件20之间分别存在一个间隙，在燃烧室内产生的热燃气会通过该间隙逸出并作用在所述支承结构15上。考虑到隔热元件的热膨胀以及也为了达到良好的可维修性，这种间隙是不可免的。

为防止损坏或破坏所述支承结构15，借助于一些密封件30密封上述隔热元件20之间的间隙。

所述隔热元件20各具有至少一个加工在其面朝热燃气的表面的棱边区域内的侧向槽25。在各自相邻的隔热元件20的侧向槽25内装入一个密封件30。

所述密封件30是一个按这样方式设计的密封盖板，即，使得它能从一个第一位置运动到一个第二位置中，其中，所述第一位置是没有密封作用的打开位置，而第二位置是有密封作用的封闭位置。图1中表示的是处于第二位置中的密封件30。这些密封件30有利地具有一种基本上是C形的横截面。若这些密封件30可例如用一块平面的优选用金属薄板制造的板材制成以及通过弯曲加工成使之具有一种C形的横截面。这样一种C形的密封盖板(Dichtklappe)具有弹性，使之能弹性地支靠在所述隔热元件上并可实现良好的密封。

所述密封件30的在图1中未示出的第一位置可例如这样形成，即，将一个密封件30通过其基于C形横截面构成的(纵)槽固定在所述槽25的离燃烧室10较近的那个边上，在所述槽25中的上述壁插入所述纵槽内(见图2b和2c)。

图2表示按本发明的方法的实施步骤a)至e)。

在步骤a)中，一个第一和第二隔热元件51、52在为一个第三隔热元件53预留一个间隙的情况下例如分别借助一个螺栓连接装置65锚固在所述支承结构上，使得该第一隔热元件51的槽与第二隔热元件52的槽彼此相对。

在步骤b)中，在所述第一和第二隔热元件51、52的槽55内按这样的方式分别装入一个密封件60，即，使所述密封件60保持处于所述第一位置(没有密封作用的打开位置)。在本实施方式中，该第一位置在于使一个槽55的一个离燃烧室40较近的那个边56插入到所述密封件60的一个(纵)槽61内。

在步骤c)中，在相对侧各有一个槽55的第三隔热元件53沿方向B运动插入到所述间隙内，此时，各有一个密封件60伸入到所述第三隔热元件53的上述的各槽中。

在步骤d)中，通过所述第三隔热元件53的运动B使所述密封件60运动到第二位置(有密封作用的封闭位置)。此时，所述密封件60为获得更好的密封效果可以被压缩并例如借助一种旋转运动插入到所述槽55内。

在步骤e)中，最终将所述第三隔热元件53例如借助一个螺栓连接装置65固定在所述支承结构45上。

在图2所示的按照本发明的用于构成一个按照本发明的隔热装置的方法中，没有必要手动地、例如在一个单独的工作步骤中使所述密封件60达到期望的实现相对于在燃烧室40内产生的热燃气达到密封作用的第二位置。通过将所述密封件60特殊设计为密封盖板，在按照本发明的用于构成按照本发明的隔热装置的方法中，在将所述第三隔热元件53置入到所述第一和第二隔热元件51、52之间的间隙内时，自动地实现密封。

此外，也没有必要例如为了装入所述密封件60在置入所述第三隔热元件53时拆卸所述第一和第二隔热元件51、52的锚固结构。

所述密封件60借助所述第三隔热元件53的运动B不仅可运动到第二位置，而且也可以通过该第三隔热元件53沿与方向B相反的方向的运动运动到第一位置，所以也可以方便地拆卸按照本发明的装置，无需例如在一个单独的手动工作步骤中拆除所述密封件。

图3表示一个用于按照本发明的隔热装置和/或按照本发明的方法中的密封件80的一种实施方式。

所述密封件80设计为例如用金属薄板制成的具有一个椭圆形的、基本上是C形的横截面的空心管。该空心管的外表面具有一个基本上沿该密封件80的全长延伸的槽缝85。

所述槽缝85特别用于，例如通过将所述隔热元件的一个槽的其中一个界壁插入到该槽缝85内以及将该密封件80以此方式保持在第一位置上(对比例如也可见图2，步骤b)使所述密封件80保持在其第一位置(没有密封作用的打开位置)上。所述密封件80的从所述槽向外伸出的部分才可通过一个隔热元件的运动达到，并由此可使该密封件80运动到第二位置。

所述密封件80优选用金属薄板制造，例如通过弯曲制成图3所示的形状。