專利名稱：帶有螺栓穿引器件的熱屏元件裝置和安裝熱屏元件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有熱屏元件的熱屏元件裝置、一種螺栓穿引器件、一種用于在熱屏元件裝置中安裝所述熱屏元件的方法和一種具有在各個(gè)獨(dú)立權(quán)利要求的前序部分中所述特征的熱屏元件裝置的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
為了能耐受1000°C至1600°C之間的溫度，在許多技術(shù)應(yīng)用中使用有效的陶瓷隔熱屏。尤其如可在發(fā)電廠和大型飛機(jī)中使用的燃?xì)廨啓C(jī)和渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪機(jī)熱屏，在其燃燒室內(nèi)部有比較大的通過熱屏防護(hù)的表面。由于熱膨脹和大的設(shè)計(jì)尺寸，所述隔熱屏必須由大量單個(gè)的由陶瓷制造的熱屏元件組成，所述熱屏元件相互間隔足夠的間隙。上述間隙為熱屏元件提供足夠的空間用于熱膨脹。但正因?yàn)檫@種間隙，使熱燃?xì)庖灿锌赡芘c支承熱屏的支承結(jié)構(gòu)直接接觸，所以作為一種有效的應(yīng)對(duì)措施，將冷卻空氣的形式的冷卻流體通過間隙朝燃燒室方向通過冷卻通道吹入。此外所述冷卻空氣還應(yīng)用于，針對(duì)金屬支架吹氣并因此將其冷卻，陶瓷熱屏元件(CHS，Ceramic Heat fields)通過所述金屬支架朝所述支承結(jié)構(gòu)夾緊。為了盡可能簡單地和一體式地設(shè)計(jì)上述支架，已知一種結(jié)構(gòu)類型，其中，這些支架一方面可嚙合式地插入在支承結(jié)構(gòu)中圓環(huán)形平行結(jié)構(gòu)的安裝槽內(nèi)，另一方面支架通過所設(shè)計(jì)的抓鉗夾緊到在陶瓷熱屏元件的側(cè)棱邊中所設(shè)的固定槽內(nèi)。這些熱屏元件依次通過支架插入支承結(jié)構(gòu)的槽中，其中，后來的元件將先前定位的元件鎖止在其位置上。通過這種方式能例如在燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室內(nèi)形成熱屏元件的一種圓環(huán)形的排列。然而，最終剩下的那個(gè)熱屏元件不能再以這種方式安裝，因?yàn)閮蓚?cè)存在的相鄰的熱屏元件阻塞了切線定向的安裝運(yùn)動(dòng)。這一最后的熱屏元件經(jīng)常被稱作樣板或樣品 (Attrappenplatte oder Attrappe)。因此，為了安裝這最后的熱屏元件，使用帶有螺栓連接的解決方案，其使熱屏元件可能沿支承結(jié)構(gòu)的表面法向的方向安裝。在此已知的螺栓連接使用四個(gè)螺栓，它們插入在熱屏元件的側(cè)邊中為此設(shè)計(jì)的凹槽內(nèi)(參見圖1和圖2)。上述解決方案的缺點(diǎn)在于，安裝會(huì)造成操作問題。操作四個(gè)螺栓迫使例如采用一些不可靠的固定措施，如粘接或膠帶，由此可能會(huì)丟失螺栓，并且因?yàn)闀?huì)對(duì)渦輪機(jī)造成高的損壞危險(xiǎn)，必須在渦輪機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)之前無條件地找到螺栓。此外，頭部-上方-安裝十分困難，因?yàn)槁菟ㄍㄟ^膠粘帶固定可能會(huì)產(chǎn)生傾斜并因此不能引入預(yù)定的孔中。因?yàn)樯婕白詈蟮母魺崞?，螺栓不能用手定位，而是必須通過(看不見的)內(nèi)六角扳手 (Inbus)穿入孔中。尤其困難的是，將緊固螺栓穿引到支承結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)的螺紋孔中。文獻(xiàn)EP 1 701 095 Al和EP 0 558 540 Bl公開了例如具有上述優(yōu)點(diǎn)和問題的隔熱屏。在本領(lǐng)域中，所述熱屏元件還被稱為磚塊以及固定它們的固定件被稱為磚架，以及在熱屏元件的側(cè)棱加工出的槽被稱為凹穴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，將熱屏元件、尤其是拱頂磚或件品安全又簡單地設(shè)計(jì)為沿隔熱屏的支承結(jié)構(gòu)的表面法線方向安裝，所述隔熱屏由大量熱屏元件構(gòu)成。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明從熱屏元件裝置的角度公開了一種帶有熱屏元件的，尤其帶有拱頂磚或樣品的熱屏元件裝置，這些熱屏元件用于具有大量在支承結(jié)構(gòu)上相鄰設(shè)置的熱屏元件的隔熱屏。因此所述熱屏元件，尤其是樣品在支承結(jié)構(gòu)上借助至少一個(gè)緊固螺栓固定在設(shè)在支承結(jié)構(gòu)內(nèi)的(例如至少一個(gè)螺母形式的)螺栓連接器件上。按照本發(fā)明，在支承結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置的螺栓連接器件設(shè)計(jì)有漏斗狀的螺栓穿引器件， 每個(gè)緊固螺栓可引入和穿過螺栓穿引器件。有利的是，螺栓連接器件具有至少一個(gè)彈性元件，尤其是盤簧疊片，其用作補(bǔ)償熱屏元件的熱膨脹。所述漏斗狀的螺栓穿引器件優(yōu)選地傳力地固定在盤簧疊片上。在本發(fā)明的另一項(xiàng)優(yōu)選的擴(kuò)展設(shè)計(jì)中，所述漏斗狀的螺栓穿引器件傳力地固定在所述支承結(jié)構(gòu)的凹槽中。所述支承結(jié)構(gòu)可在每列熱屏元件上具有至少一個(gè)磚架槽和尤其兩個(gè)磚架槽。一個(gè)尤其有利的設(shè)計(jì)方案在于，支承結(jié)構(gòu)內(nèi)的凹槽等同于磚架槽。在這種情況下不必設(shè)置任何特殊的凹槽，因此可以節(jié)約制造成本。按照本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案，所述漏斗狀的螺栓穿引器件的傳力式連接是通過焊接或熱壓配合或與所述螺栓連接器件或所述支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成一體來實(shí)現(xiàn)的。此外，所述焊接還優(yōu)選地經(jīng)點(diǎn)焊，縫焊，電氣地通過燃?xì)饣鹧婊蚰Σ?超聲波進(jìn)行。另一方面，本發(fā)明的技術(shù)問題通過螺栓穿引器件得以解決，其用于按照前述優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案的熱屏元件裝置。所述螺栓穿引器件優(yōu)選地由至少一個(gè)相對(duì)于緊固螺栓的縱軸線傾斜設(shè)置的滑動(dòng)面構(gòu)成，其中，所述滑動(dòng)面相對(duì)于螺栓連接器件的直徑逐漸縮小。此外，本發(fā)明的技術(shù)問題還通過一種用于安裝按照前述設(shè)計(jì)方案的熱屏元件裝置的方法得以解決。所述方法優(yōu)選地通過下述步驟實(shí)現(xiàn)-將所述熱屏元件，其尤其可以是模擬件，在垂直于支承結(jié)構(gòu)的安裝運(yùn)動(dòng)中安裝在其設(shè)在支承結(jié)構(gòu)上的相鄰的熱屏元件之間的位置上，并且-將所述緊固螺栓穿引到相應(yīng)的漏斗狀的螺栓穿引器件中并旋緊到設(shè)在所述支承結(jié)構(gòu)內(nèi)的螺栓連接器件中。按照本發(fā)明的安裝方法的另一優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案，所述緊固螺栓預(yù)先安裝在所述熱屏元件上。在使用具有彈性磚架的熱屏元件裝置時(shí)，將帶有或沒有緊固螺栓的這些彈性的磚架預(yù)先安裝或固定在熱屏元件上。此外，本發(fā)明的技術(shù)問題還通過一種按照前述優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案的熱屏元件裝置的應(yīng)用得以解決，其用于構(gòu)成內(nèi)燃機(jī)、尤其是渦輪機(jī)的隔熱屏，尤其是隔熱屏的拱頂磚或樣
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下面借助所屬的附圖在實(shí)施例中詳細(xì)闡述本發(fā)明。在附圖中，圖1示出了已知的熱屏元件裝置的部分橫截面視圖，圖2示出了由圖1已知的熱屏元件的部分透視圖，以及圖3示出了按照本發(fā)明的熱屏元件裝置的橫截面視圖。
具體實(shí)施例方式圖1和圖2示出了已知的熱屏元件裝置1的部分橫截面視圖。在已知的熱屏元件裝置1中，熱屏元件3或所謂的磚塊借助總共四個(gè)螺栓連接固定在支撐結(jié)構(gòu)30上。這尤其涉及熱屏元件的拱頂磚或樣品。在所述熱屏元件3的側(cè)邊中形成有帶有側(cè)邊凹槽6的凹陷或凹穴5，螺桿15和螺帽13從側(cè)面可插入上述凹槽中。在所述螺帽13下面設(shè)有分壓器或墊片14，其將壓力分配在較大的面積上并因此保護(hù)熱屏元件3的陶瓷體。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，帶有全部四個(gè)安裝的螺栓15和分壓器14的熱屏元件3現(xiàn)在必須垂直地安裝在支承結(jié)構(gòu)30中，四個(gè)螺桿15必須穿入四個(gè)相應(yīng)地設(shè)在支承結(jié)構(gòu)30內(nèi)的螺紋孔中。由于從側(cè)面插入所述凹穴5的螺栓很容易脫落，其通過膠粘劑或膠粘帶預(yù)先固定在其位置上。在穿引時(shí)，這種膠粘連接很容易失去，螺栓不是脫落就是卷邊，并因此不再適合支承結(jié)構(gòu)30的螺紋孔。由于螺栓相當(dāng)高地從支承結(jié)構(gòu)中突伸出，其通過相鄰的熱屏元件3之間的間隙被熱燃?xì)鉂L滾流過并達(dá)到高溫，因此需要冷卻。所述冷卻例如設(shè)計(jì)為通過通道和通風(fēng)管道25 的通風(fēng)。支承結(jié)構(gòu)30的安裝槽或磚架槽40或在支承結(jié)構(gòu)中特殊形成的通道可作為冷卻通道。由于在這種安裝方式中，陶瓷熱屏元件3和金屬螺栓15的熱膨脹十分顯著而且不同，此外所述螺栓15擰緊到盤簧疊片19中，以實(shí)現(xiàn)熱屏元件的熱運(yùn)動(dòng)。所述盤簧疊片19 安裝在由固定墊片22封堵的疊片套筒20中。當(dāng)還未插入螺栓時(shí)，所述固定墊片22阻止盤簧和螺母21的脫落。此外，疊片套筒20中的所述螺母21防止扭轉(zhuǎn)，使得緊固螺栓15能擰入所述螺母中。當(dāng)尤其必須穿引四個(gè)緊固螺栓15時(shí)，緊固螺栓15的穿引存在操作問題。因此這種已知的裝置由結(jié)構(gòu)引起在安裝時(shí)在操作上十分困難，以至于有時(shí)可能需要兩個(gè)人。圖3示出了一種按照本發(fā)明所述的熱屏元件裝置1的部分橫截面視圖。熱屏元件3直接位于前面，與從側(cè)面插入所述凹穴5的緊固螺栓15和分壓器14 一起垂直地下降到其在支承結(jié)構(gòu)30上的位置中。按照本發(fā)明，在用作螺栓連接器件19的盤簧疊片19上設(shè)置漏斗狀的螺栓穿引器件33。所述螺栓穿引器件33具有一個(gè)優(yōu)選設(shè)計(jì)為圓形的傾斜的滑動(dòng)面35，其相對(duì)于螺栓連接器件19的直徑，在此為盤簧疊片19中的通孔，逐漸縮小。所述螺栓穿引器件33在此優(yōu)選地設(shè)計(jì)為金屬的漏斗并置入到在盤簧疊片19的疊片套筒20中形成的滑合座中。在滑合座中的所述螺栓穿引器件33可根據(jù)已知的固定方法， 如點(diǎn)焊、縫焊、摩擦焊、超聲波焊、熱壓配合等等，進(jìn)行固定。在另一項(xiàng)擴(kuò)展設(shè)計(jì)中，所述螺栓穿引器件33也可以與疊片套筒20設(shè)計(jì)成一體式的。在本發(fā)明的另一項(xiàng)擴(kuò)展設(shè)計(jì)中，所述
5螺栓穿引器件33也可以成型在支承結(jié)構(gòu)中。所述螺栓穿引器件33優(yōu)選地設(shè)置在磚架槽40中或其他在支承結(jié)構(gòu)30中特殊設(shè)計(jì)的具有足夠的高度h的凹槽中。因此按照本發(fā)明的螺栓穿引器件33不再從支承結(jié)構(gòu)30 中突伸出，并因此不再在所述熱屏元件裝置1中產(chǎn)生干擾。所述緊固螺栓15的端部在安裝時(shí)從所述漏斗狀的螺栓穿引器件33的較寬的直徑引入并在滑動(dòng)面35上滑動(dòng)到螺栓連接器件的通孔中，即，在這種情況下滑動(dòng)到盤簧疊片19 的通孔中。如圖1所示，所述磚架槽40此外還能用于引入冷卻空氣，其中，基于與磚架槽40 的壁之間間隔，所述冷卻空氣能夠足夠好地環(huán)流所述螺栓穿引器件33。在此同樣可使用通風(fēng)管道25。
權(quán)利要求
1.一種具有用于隔熱屏的熱屏元件(3)的熱屏元件裝置(1)，所述隔熱屏具有大量在支承結(jié)構(gòu)(30)上相鄰設(shè)置的熱屏元件，其中，所述熱屏元件(3)在支承結(jié)構(gòu)(30)上借助至少一個(gè)緊固螺栓(15)固定在設(shè)在所述支承結(jié)構(gòu)(30)內(nèi)的螺栓連接器件(19)中，其特征在于，設(shè)在所述支承結(jié)構(gòu)(30)內(nèi)的所述螺栓連接器件(19)設(shè)有漏斗狀的螺栓穿引器件(33)， 每個(gè)緊固螺栓(1 可引入和穿過所述螺栓穿引器件。
2.按照權(quán)利要求1所述的熱屏元件裝置，其特征在于，所述漏斗狀的螺栓穿引器件 (33)傳力地固定在盤簧疊片(19，20)上。
3.按照權(quán)利要求1所述的熱屏元件裝置，其特征在于，所述漏斗狀的螺栓穿引器件 (33)傳力地固定在所述支承結(jié)構(gòu)(30)的凹槽00)中。
4.按照權(quán)利要求3所述的熱屏元件裝置，其特征在于，所述支承結(jié)構(gòu)(30)在每列隔熱屏上具有至少一個(gè)熱屏元件固定槽(40)，并且在所述支承結(jié)構(gòu)(30)中的凹槽00)等同于所述熱屏元件固定槽GO)。
5.按照權(quán)利要求2至4之一所述的熱屏元件裝置，其特征在于，所述漏斗狀的螺栓穿引器件(3 的傳力式連接是通過焊接或熱壓配合或與所述螺栓連接器件(19，20)或所述支承結(jié)構(gòu)(30)設(shè)計(jì)成一體來實(shí)現(xiàn)的。
6.按照權(quán)利要求5所述的熱屏元件裝置，其特征在于，所述焊接經(jīng)點(diǎn)焊、縫焊、電氣地通過燃?xì)饣鹧婊蚰Σ?超聲波進(jìn)行。
7.按照前述權(quán)利要求1至6之一所述的熱屏元件裝置，其特征在于，所述螺栓連接器件 (19，20)具有螺母01)。
8.按照權(quán)利要求7所述的熱屏元件裝置，其特征在于，所述螺栓連接器件(19，20)具有至少一個(gè)彈性元件(19)，尤其具有用作補(bǔ)償熱屏元件(3)的熱膨脹的盤簧疊片(19)。
9.一種按照前述權(quán)利要求1至8之一所述的用于熱屏元件裝置的螺栓穿引器件(33)。
10.按照前述權(quán)利要求1至9之一所述的螺栓穿引器件(33)，其特征在于，所述螺栓穿引器件(33)由至少一個(gè)相對(duì)于緊固螺栓(15)的縱軸線傾斜設(shè)置的滑動(dòng)面(35)構(gòu)成，其中，所述滑動(dòng)面(3 相對(duì)于螺栓連接器件(19)的直徑逐漸縮小。
11.一種用于安裝按照前述權(quán)利要求1至10之一所述的熱屏元件裝置(1)的方法，其特征在于，-將所述熱屏元件(3)在垂直于支承結(jié)構(gòu)(30)的安裝運(yùn)動(dòng)中安裝在其設(shè)在支承結(jié)構(gòu)上的相鄰的熱屏元件之間的位置上，并且-將所述緊固螺栓(15)穿引到相應(yīng)的漏斗狀的螺栓穿引器件(33)中并旋緊到設(shè)在所述支承結(jié)構(gòu)(30)內(nèi)的螺栓連接器件(19，22)中。
12.按照權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述緊固螺栓(15)預(yù)先安裝在所述熱屏元件(3)上。
13.一種按照前述權(quán)利要求1至12之一所述的熱屏元件裝置(1)的應(yīng)用，用于構(gòu)成內(nèi)燃機(jī)、尤其是渦輪機(jī)的隔熱屏，尤其是隔熱屏的拱頂磚或樣品磚(3)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有用于隔熱屏的熱屏元件(3)的熱屏元件裝置(1)，所述隔熱屏具有大量在支承結(jié)構(gòu)(30)上相鄰設(shè)置的熱屏元件，其中，所述熱屏元件(3)在支承結(jié)構(gòu)(30)上借助至少一個(gè)緊固螺栓(15)固定在設(shè)在所述支承結(jié)構(gòu)(30)內(nèi)的螺栓連接器件(19)上，并且其中所述支承結(jié)構(gòu)(30)在每列熱屏元件上具有至少兩個(gè)平行的磚架槽(40)。在此規(guī)定，設(shè)在所述支承結(jié)構(gòu)(30)內(nèi)的所述螺栓連接器件(19)設(shè)有漏斗狀的螺栓穿引器件(33)，每個(gè)緊固螺栓(15)可引入和穿過所述螺栓穿引器件。
文檔編號(hào)F23R3/00GK102460022SQ201080025610
公開日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2010年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月9日
發(fā)明者A.克魯格, A.貝徹, G.西蒙, M.林克, M.特蒂爾特, S.格倫德爾, T-D.滕拉姆, W.謝特曼 申請(qǐng)人:西門子公司