用于燃气涡轮的燃烧室的金属隔热砖制造技术

一种用于燃气涡轮发动机的燃烧室的金属隔热砖包括屏蔽板，其具有第一面、与热面相对的第二面和后缘。外沿从屏蔽板沿与第一面相反的方向延伸，并具有侧部和后部。屏蔽板的第一面构造为围绕中心轴线的回转表面的一部分。密封孔设置在外沿中，并包括侧部中的侧密封孔和后部中的后密封孔。每个侧密封孔具有相应的侧孔轴线，其与第一参考平面形成±15°的第一角度。相应侧孔轴线在第一参考平面上的投影与垂直于中心轴线的第二参考平面形成±30°的第二角度。第一参考平面平行于中心轴线并垂直于包括中心轴线的屏蔽板的第一面的中平面。

Metal insulating brick for combustion chamber of gas turbine

【技术实现步骤摘要】
用于燃气涡轮的燃烧室的金属隔热砖相关申请的交叉引用该专利申请请求享有2018年9月14日提交的欧洲专利申请第18425075.1号的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。
本专利技术涉及一种用于燃气涡轮的燃烧室的金属隔热砖。
技术介绍
众所周知，由于在机器操作期间产生的高温，燃气涡轮的燃烧室必须在内侧上设有由耐火材料制成的隔热衬里。隔热衬里大体上由多个耐火砖形成，所述耐火砖以连续的排布置在燃烧室壳的内壁上，以便限定基本上连续的表面。在环形类型燃烧室中，耐火砖围绕转子轴线布置在圆周上。特别是在环形燃烧室中，耐火砖的组装包括连接元件沿周向引导件的插入和滑动。一般而言，实际上，耐火砖在相对侧上具有凹槽，并通过连接元件固定到壳，该连接元件联接到由凹槽限定的肋。大体上，针对耐火砖的一侧的连接元件插入壳上的引导件中并且使得滑动到相应的紧固位置。然后将耐火砖布置在座中，其中侧面接合紧固元件。另外的连接元件沿引导件插入并且使得滑动以与仍然自由的砖的侧面联接。因此，针对每排的最后一块砖需要特别的措施。根据已知的解决方案，在每排中使用金属砖，其具有通孔并且通过从外部插入并接合在一组预组装弹簧上的微铸螺钉固定至壳。以此方式，不必使紧固元件滑动并且可以以相对容易的方式使用组件。与耐火砖相比，金属砖具有对于热应力的较低的抗性，并且需要特殊的冷却系统。这通常通过从燃气涡轮压缩机的中间级提取相对新鲜空气的冷却流并通过在热临界条件下朝向构件引导冷却流来实现。冷却流不直接参与发电，并因此影响燃气涡轮发动机的效率。普遍关注的是减少为了冷却目的的空气消耗，这在目前可用的金属隔热砖中没有达到令人满意的程度。这尤其适用于最下游的一排隔热砖，其通常全部由金属制成并且构造成联接到燃气涡轮发动机的膨胀区段的入口。事实上，燃烧室和膨胀区段的界面区域甚至比燃气涡轮的燃烧室的隔热罩的其它部分更多地经历热气体摄入。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的在于提供一种用于燃气涡轮热砖模块(heattilesmodule)的燃烧室的金属隔热砖和燃气涡轮燃烧室，其允许克服所述限制。根据本专利技术，提供了一种用于燃气涡轮发动机的燃烧室的金属隔热砖，该隔热砖包括：屏蔽板，其具有第一面，该第一面在使用中暴露于流过燃气涡轮发动机的燃烧室的热气体、与第一面相对的第二面、以及后缘；外沿，其从屏蔽板沿与其第一面相反的方向延伸，并具有第一侧部和与第一侧部相对的第二侧部；后表面和在屏蔽板的第一面和后表面之间的后缘；外沿中的多个密封孔；其中：屏蔽板的第一面构造为围绕中心轴线的旋转表面的一部分；密封孔包括在外沿的第一侧部和第二侧部中的多个侧密封孔和在外沿的后部中的多个后密封孔，每个侧密封孔具有相应的侧孔轴线，并且每个后密封孔具有相应的后孔轴线；对于每个侧密封孔，相应的侧孔轴线与第一参考平面形成±15°的第一角度，并且相应的侧孔轴线在第一参考平面上的投影与垂直于中心轴线的第二参考平面形成±30°的第二角度；第一参考平面平行于中心轴线并垂直于包括中心轴线的屏蔽板的第一面的中平面。由此实现的密封效果在防止相邻砖之间、且特别是砖的侧面上的热气体摄入方面非常有效。由于转移和排出热气体的有效性，隔热砖需要减少密封气流并有助于提高燃气涡轮发动机的效率和性能。根据本专利技术的一个方面，侧密封孔具有在1mm和5mm之间的相应直径。根据本专利技术的一个方面，外沿的第一侧部和第二侧部中的一个中的侧密封孔的第一角度在0°和15°之间，而外沿的第一侧部和第二侧部中的另一个中的侧密封孔的第一角度在0°和-15°之间。因此可使得能够进一步提高密封效果。根据本专利技术的一个方面，外沿的第一侧部和第二侧部中的一个中的侧密封孔的第一角度在0°和15°之间，而外沿的第一侧部和第二侧部中的另一个中的侧密封孔的第一角度在0°和-15°之间。根据本专利技术的一个方面，分别设在第一侧部和第二侧部中的成对的相应侧密封孔布置成使得其出口位于平行于中心轴线的方向上的相应位置处。以此方式，侧密封孔的相对倾斜和相应的轴向位置在两个相邻的砖之间的间隙中提供相反的密封作用，并且分别同时使密封作用有效。根据本专利技术的一个方面，对于每个后密封孔，相应的后孔轴线与平行于中心轴线的方向形成5°和45°之间的第三角度。后密封孔的构造在防止在砖下游的间隙中的热气体摄入方面特别有效，如在燃烧室和燃气涡轮发动机的膨胀区段的入口之间的界面处。根据本专利技术的一个方面，第二面和外沿界定凹部，并且后密封孔的相应的后孔轴线倾斜，使得通过后密封孔从凹部流到外面的流体朝中心轴线引导。根据本专利技术的一个方面，后密封孔具有在1mm和5mm之间的相应直径。根据本专利技术的一个方面，后缘以第一曲率半径成圆形，第一曲率半径优选地在1mm和3mm之间。根据本专利技术的一个方面，隔热砖18的后表面具有由脊部分开的第一凹入区域和第二凹入区域，所有均平行于外沿的第一侧部和第二侧部之间的后缘延伸。根据本专利技术的一个方面，第一凹入区域由后缘和脊部界定，并且具有第二曲率半径，第二曲率半径优选地在20mm和30mm之间。根据本专利技术的一个方面，外沿的第一侧部和第二侧部具有在平行于中心轴线的方向上交替的相应的侧向凸起和凹部，侧向凸起和凹部构造成使得当隔热砖和另一个相同的隔热砖并排布置时，隔热砖的交替的侧向凸起和凹部与另一个隔热砖的交替的侧向凸起和凹部接合。外沿的侧部中的侧向凸起和凹部进一步同时通过在相邻的砖之间形成迷宫间隙来改善密封作用。根据本专利技术的一个方面，燃气涡轮发动机包括设有隔热罩的环形燃烧室，其中隔热罩包括至少一个根据如上所限定的隔热砖，并且燃烧室围绕中心轴线延伸。根据本专利技术的一个方面，燃气涡轮发动机包括膨胀区段，该膨胀区段具有入口导叶级，该入口导叶级构造成接收从燃烧室流出的热气体，其中隔热罩包括多个如上所限定的隔热砖，其围绕中心轴线布置，以在与膨胀区段的入口导叶级的界面处形成出口排。根据本专利技术的一个方面，隔热罩的出口排和膨胀区段的入口导叶级通过环形间隙轴向分开，隔热砖具有相应的后缘，其朝向膨胀区段的入口导叶级轴向突出，从而部分地封闭间隙，并且后密封孔面向间隙。由于隔热砖的后缘的形状，减少了需要防护热气体摄入的空间，特别是在燃烧室和燃气涡轮发动机的膨胀区段的界面处。因此，减少了对密封空气的需求。根据本专利技术的一个方面，燃气涡轮发动机包括围绕燃烧室的空气仓室，其中燃烧室包括壳，隔热砖固定到该壳，并且其中冷却室限定在壳、第二面和相应隔热砖的外沿之间，冷却室通过壳中的进料孔流体地联接到空气仓室。根据本专利技术的一个方面，密封层设在每个隔热砖的外沿和燃烧室的壳之间，密封层例如由陶瓷基质层限定。附图说明现在将参考附图描述本专利技术，所述附图示出了本专利技术的一些非限制性实施例，在附图中：-图1是沿纵向轴向平面切割的燃气涡轮发动机的横截面侧视图；<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于燃气涡轮发动机的燃烧室的金属隔热砖，所述隔热砖包括：/n屏蔽板(25)，其具有在使用中暴露于流过燃气涡轮发动机(1)的燃烧室(8)的热气体的第一面(25a)、与所述第一面(25a)相对的第二面(25b)；/n后表面(18a)和所述屏蔽板(25)的第一面(25a)与所述后表面(18a)之间的后缘(18b)；/n外沿(27)，其从所述屏蔽板(25)沿与其第一面(25a)相反的方向延伸，并具有第一侧部(27a)、与所述第一侧部(27a)相对的第二侧部(27b)、以及后部(27c)；/n所述外沿(27)中的多个密封孔(30,31)；/n其中：/n所述屏蔽板(25)的第一面(25a)构造为围绕中心轴线(AC)的旋转表面的一部分；/n所述密封孔(30,31)包括在所述外沿(27)的第一侧部(27a)和第二侧部(27b)中的多个侧密封孔(30)和所述外沿(27)的后部(27c)中的多个后密封孔(31)，每个侧密封孔(30)具有相应的侧孔轴线(AS)，并且每个后密封孔(31)具有相应的后孔轴线(AA)；/n对于每个侧密封孔(30)，所述相应的侧孔轴线(AS)与第一参考平面(P1)形成±15°的第一角度(α)，并且所述相应的侧孔轴线(AS)在所述第一参考平面(P1)上的投影与垂直于所述中心轴线(AC)的第二参考平面(P2)形成±30°的第二角度(β)；/n所述第一参考平面(P1)平行于所述中心轴线(AC)，并垂直于包括所述中心轴线(AC)的所述屏蔽板(25)的第一面(25a)的中平面(PM)。/n...

【技术特征摘要】
20180914 EP 18425075.11.一种用于燃气涡轮发动机的燃烧室的金属隔热砖，所述隔热砖包括：
屏蔽板(25)，其具有在使用中暴露于流过燃气涡轮发动机(1)的燃烧室(8)的热气体的第一面(25a)、与所述第一面(25a)相对的第二面(25b)；
后表面(18a)和所述屏蔽板(25)的第一面(25a)与所述后表面(18a)之间的后缘(18b)；
外沿(27)，其从所述屏蔽板(25)沿与其第一面(25a)相反的方向延伸，并具有第一侧部(27a)、与所述第一侧部(27a)相对的第二侧部(27b)、以及后部(27c)；
所述外沿(27)中的多个密封孔(30,31)；
其中：
所述屏蔽板(25)的第一面(25a)构造为围绕中心轴线(AC)的旋转表面的一部分；
所述密封孔(30,31)包括在所述外沿(27)的第一侧部(27a)和第二侧部(27b)中的多个侧密封孔(30)和所述外沿(27)的后部(27c)中的多个后密封孔(31)，每个侧密封孔(30)具有相应的侧孔轴线(AS)，并且每个后密封孔(31)具有相应的后孔轴线(AA)；
对于每个侧密封孔(30)，所述相应的侧孔轴线(AS)与第一参考平面(P1)形成±15°的第一角度(α)，并且所述相应的侧孔轴线(AS)在所述第一参考平面(P1)上的投影与垂直于所述中心轴线(AC)的第二参考平面(P2)形成±30°的第二角度(β)；
所述第一参考平面(P1)平行于所述中心轴线(AC)，并垂直于包括所述中心轴线(AC)的所述屏蔽板(25)的第一面(25a)的中平面(PM)。


2.根据权利要求1所述的隔热砖，其中，所述侧密封孔(30)具有1mm和5mm之间的相应直径。


3.根据权利要求1所述的隔热砖，其中，所述外沿(27)的第一侧部(27a)和第二侧部(27b)中的一个中的所述侧密封孔(30)的第一角度(α)在0°和15°之间，并且所述外沿(27)的第一侧部(27a)和第二侧部(27b)中的另一个中的所述侧密封孔(30)的第一角度(α)在0°和-15°之间。


4.根据权利要求1所述的隔热砖，其中，所述外沿(27)的第一侧部(27a)和第二侧部(27b)中的一个中的所述侧密封孔(30)的第二角度(β)在0°和30°之间，并且所述外沿(27)的第一侧部(27a)和第二侧部(27b)中的另一个中的所述侧密封孔(30)的第二角度(β)在0°和-30°之间。


5.根据权利要求1所述的隔热砖，其中，分别设在所述第一侧部(27a)和第二侧部(27b)中的成对的相应侧密封孔(30)布置成使得其出口位于在平行于所述中心轴线(AC)的方向上的相应位置处。


6.根据权利要求1所述的隔热砖，其中，所述后密封孔(31)的后孔轴线(AA)与平行于所述中心轴线(AC)的方向形成在5°和45°之间的相应的第三角度(γ)。


7.根据权利要求6所述的隔热砖，其中，所述第二面(25b)和所述外...

【专利技术属性】
技术研发人员：V多利亚诺，D利卡塔，V皮斯通，
申请(专利权)人：安萨尔多能源公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT