DE19730751A1 - Ceramic component for heat-protective cladding - Google Patents

Abstract

The ceramic component (1) is aligned along its longitudinal axis (2) within the heat-protective cladding (6) and has a greater length along this axis than in the transverse plane perpendicular to the latter. Pref. the ceramic component has a length to width ratio of at least 1.5:1, e.g. 2:1, with complementary projections and recesses on opposite sides of each component, allowing the components forming the cladding to be interlocked.

Description

Die Erfindung betrifft ein keramisches Bauteil für eine Wär­ meschutzschicht, insbesondere zum Schutz einer Wand gegenüber heißen Gasen. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Wärme­ schutzschicht aus einer Vielzahl keramischer Bauteile.The invention relates to a ceramic component for a heat protective layer, especially to protect against a wall hot gases. The invention further relates to heat protective layer made of a variety of ceramic components.

In der EP 0 419 487 B1 ist eine Hitzeschildanordnung, insbe­ sondere zur Verwendung in einer Gasturbinenanlage, beschrie­ ben, welche aus einzelnen keramischen Elementen aufgebaut ist. Diese Elemente besitzen die Form eines Pilzes mit einem Hutteil und einem jeweiligen Schaftteil. An dem Schaftteil sind sie jeweils mittels einer Klammer an einer Tragstruktur befestigt. Die Hutteile haben die Form ebener oder gekrümmter Vielecke mit geraden oder gebogenen Randlinien und überdecken die Tragstruktur bis auf Dehnungsspalte vollständig. Hier­ durch wird allenfalls in geringem Maße Kühlluft zur Verhinde­ rung des Eindringens von heißem Fluid in den Zwischenraum zwischen den jeweiligen Hutteilen und der insbesondere metal­ lischen Tragstruktur benötigt. Die Klammer zur Halterung des Schaftteiles ist mit der Tragstruktur fest verbunden, insbe­ sondere verschraubt.EP 0 419 487 B1 describes a heat shield arrangement, in particular especially for use in a gas turbine plant, described ben, which is made up of individual ceramic elements is. These elements have the shape of a mushroom with one Hat part and a respective shaft part. On the shaft part they are each attached to a support structure by means of a bracket attached. The hat parts have the shape of flat or curved Polygons with straight or curved border lines and overlap the supporting structure is complete except for expansion gaps. Here at most, cooling air is prevented penetration of hot fluid into the gap between the respective hat parts and the particular metal support structure. The bracket to hold the Shaft part is firmly connected to the support structure, in particular special screwed.

Die GB 22 11 285 A betrifft eine Brennkammer, insbesondere für ein Gasturbinentriebwerk. Die Brennkammer weist eine zy­ lindrische Wand auf, deren radial nach innen gewandte Ober­ fläche durch eine aus einem keramischen Material gebildete Wand ausgekleidet ist. Das keramische Material umfaßt eine Mehrzahl diskreter, aneinandergrenzender keramischer Ziegel. Die Ziegel sind so aneinander angeordnet, daß sie gegenseitig eine Bewegung in radialer Richtung verhindern. Die Ziegel ha­ ben jeweils eine längliche Ausdehnung, wobei die längliche Ausdehnung parallel zu der Zylinderachse der zylindrischen Wand gerichtet ist. Die keramischen Ziegel sind vorzugsweise in zwei Lagen radial nach innen übereinandergelegt. Sie wei­ sen in einer Ebene senkrecht zur Zylinderachse einen fünfec­ kigen Querschnitt auf.GB 22 11 285 A relates to a combustion chamber, in particular for a gas turbine engine. The combustion chamber has a zy Lindrish wall, whose radially inward facing upper area formed by a ceramic material Wall is lined. The ceramic material includes one Plurality of discrete, adjacent ceramic bricks. The bricks are arranged so that they are mutually prevent movement in the radial direction. The bricks ha ben each have an elongated extent, the elongated Expansion parallel to the cylindrical axis of the cylindrical  Wall is directed. The ceramic bricks are preferred superimposed radially inwards in two layers. You know a fiveec in a plane perpendicular to the cylinder axis cross-section.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Bauteil für eine Wärme­ schutzschicht anzugeben, welches einen hohen Wärmedämmeffekt gewährleistet und einen geringen Kühlfluidbedarf aufweist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Wärme­ schutzschicht, insbesondere für die Wand einer mit Heißgas beaufschlagbaren Komponente einer Verbrennungsmaschine, bei­ spielsweise einer Gasturbinenanlage, anzugeben, die einfach herstellbar ist und eine hohe Wärmedämmwirkung besitzt.The object of the invention is a component for heat Specify protective layer, which has a high thermal insulation effect guaranteed and has a low cooling fluid requirement. Another object of the invention is heat protective layer, especially for the wall with hot gas actable component of an internal combustion engine, for example, a gas turbine plant, to specify the simple is producible and has a high thermal insulation effect.

Erfindungsgemäß wird die auf ein Bauteil gerichtete Aufgabe durch ein solches gelöst, welches aus einer Keramik besteht und entlang einer Längsachse von einem Fußendbereich zur An­ ordnung an einer Wand zu einem Kopfendbereich gerichtet ist und in Richtung der Längsachse eine Längsausdehnung aufweist, die größer als ein maximaler Durchmesser senkrecht zur Längs­ achse ist, wobei der Kopfendbereich eine einer hohen Tempera­ tur aussetzbare Stirnfläche aufweist. Das Bauteil ist mithin stabförmig entlang der Längsachse gerichtet und für eine An­ ordnung an einer Wand vorgesehen, bei der die Längsachse im wesentlichen senkrecht auf der Wand steht. In Richtung dieser Längsachse weist das Bauteil eine größere Ausdehnung auf als in einer Querebene senkrecht zu der Längsachse.According to the invention, the object is directed to a component solved by one, which consists of a ceramic and along a longitudinal axis from a foot end region to the on order on a wall is directed to a head end region and has a longitudinal extension in the direction of the longitudinal axis, which is larger than a maximum diameter perpendicular to the longitudinal is axis, the head end area of a high tempera has removable end face. The component is therefore directed like a rod along the longitudinal axis and for one type order provided on a wall in which the longitudinal axis in is essentially perpendicular to the wall. Towards this Longitudinal axis, the component has a greater extent than in a transverse plane perpendicular to the longitudinal axis.

Durch Verwendung eines keramischen Bauteils für eine Wärme­ schutzschicht wird eine hohe Wärmedämmwirkung in Richtung der Längsachse erzielt. Das Bauteil ist aufgrund seiner Längs­ orientierung lediglich an einer kleinen Stirnfläche unmittel­ bar einem heißen Fluid, beispielsweise aus einem Verbrennungs­ prozeß, ausgesetzt. Durch die unterschiedlichen Abmessungen in Längs- und Querrichtung werden stationäre sowie instatio­ näre Wärmespannungen klein gehalten. Dies beruht insbesondere auf dem Effekt, daß bei kleiner Querausdehnung fast keine Temperaturdifferenzen in Querrichtung auftreten. Temperatur­ differenzen, die zu Wärmespannungen führen können, treten so­ mit im wesentlichen nur in Längsrichtung auf. Die Isothermen verlaufen somit senkrecht zur Längsachse und haben eine annä­ hernd lineare Form. Mit einer aus einer Mehrzahl solcher (stiftförmiger, stabförmiger) Bauteile hergestellten Wärme­ schutzschicht ist somit eine wirksame Isolierung einer metal­ lischen Wand gegenüber einem heißen Fluid gewährleistet.By using a ceramic component for heat protective layer will have a high thermal insulation effect in the direction of Longitudinal axis achieved. The component is due to its length Orientation only on a small face directly bar a hot fluid, for example from a combustion process, exposed. Due to the different dimensions in the longitudinal and transverse directions stationary and instatio Keep thermal stresses low. This is due in particular  on the effect that with small transverse expansion almost none Temperature differences occur in the transverse direction. Temperature Differences that can lead to thermal stress occur in this way with essentially only in the longitudinal direction. The isotherms thus run perpendicular to the longitudinal axis and have an approx linear shape. With one of a plurality of such (pin-shaped, rod-shaped) components produced heat protective layer is thus an effective insulation of a metal guaranteed against a hot fluid.

Zur Erreichung einer im wesentlichen parallel zur Längsachse gerichteten thermischen Belastung des Bauteils ist die Längs­ ausdehnung vorzugsweise mehr als 1,5mal so groß wie die Quer­ ausdehnung. Sie beträgt vorzugsweise etwa das Zweifache der Querausdehnung. Der maximale Durchmesser senkrecht zur Längs­ achse liegt vorzugsweise zwischen 30 mm und 80 mm, insbeson­ dere etwa bei 50 mm.To achieve a substantially parallel to the longitudinal axis Directional thermal load on the component is the longitudinal extension preferably more than 1.5 times the cross expansion. It is preferably about twice that Transverse expansion. The maximum diameter perpendicular to the longitudinal axis is preferably between 30 mm and 80 mm, in particular around 50 mm.

Für eine Befestigung gleichartiger Bauteile untereinander weist jedes Bauteil vorzugsweise zumindest einen Vorsprung und eine Nut auf, wodurch eine Wärmeschutzschicht nach dem Nut-Federsystem aufbaubar ist. Ein Vorsprung eines Bauteils ragt dabei vorzugsweise in eine Nut eines benachbarten Bau­ teils hinein. Nut und Vorsprung sind vorzugsweise im wesent­ lichen senkrecht zur Längsachse gerichtet, so daß benachbarte Bauteile in Richtung der Längsachse (im wesentlichen senk­ recht zur Wand) gegeneinander im wesentlichen unverschieblich sind. Für den Aufbau einer Wärmeschutzschicht ist somit le­ diglich eine Halterung eines Bauteils im Hinblick auf eine absolute Verschiebung in Richtung der Längsachse, d. h. im we­ sentlichen senkrecht zur Wand, erforderlich. Eine relative Verschieblichkeit benachbarter Bauteile ist durch das Nut-Fe­ dersystem bereits unterbunden. Weiterhin bewirkt das Nut-Fe­ dersystem eine Unterbindung der Strömung eines insbesondere heißen Fluides in Richtung der Längsachse. Für ein solches heißes Fluid stellt ein in eine Nut hineinragender Vorsprung eine Drosselstelle dar. Hierdurch wird ein Durchströmen von heißem Gas durch eine aus den Bauteilen aufgebaute Wärme­ schutzschicht in Richtung der Längsachse hindurch wirksam un­ terbunden. Darüber hinaus bewirkt das Nut-Federsystem, daß sich gegebenenfalls ablösende Keramikpartikelchen an einer Bewegung in Richtung der Längsachse gehindert werden. Hier­ durch wird wirksam verhindert, daß solche Keramikpartikelchen in ein an der Wärmeschutzschicht vorbeiströmendes heißes Fluid hineingelangen. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das heiße Fluid zum Antrieb eines Kompressors, eines Turboladers oder einer Gasturbine verwendet wird, da solche Keramikpartikel eine Beschädigung entsprechender rotierender Teile bewirken könnten.For fastening similar components to one another each component preferably has at least one protrusion and a groove on, whereby a heat protection layer after the Tongue and groove system can be built. A head start of a component preferably projects into a groove of an adjacent building partly inside. Groove and projection are preferably essential Lichen directed perpendicular to the longitudinal axis, so that neighboring Components in the direction of the longitudinal axis (essentially lower right to the wall) essentially immovable are. For the construction of a thermal protection layer is le diglich a holder of a component with regard to a absolute displacement in the direction of the longitudinal axis, d. H. in the we substantial perpendicular to the wall, required. A relative Slidability of adjacent components is due to the groove-Fe dersystem already prevented. Furthermore, the Nut-Fe dersystem prevents the flow of a particular are called fluids in the direction of the longitudinal axis. For one hot fluid provides a protrusion protruding into a groove  represents a throttling point hot gas due to heat built up from the components protective layer effective in the direction of the longitudinal axis connected. In addition, the tongue and groove system causes any ceramic particles detaching on one Movement in the direction of the longitudinal axis can be prevented. Here through effectively prevents such ceramic particles into a hot flowing past the thermal protection layer Fluid get in. This is particularly advantageous when the hot fluid to drive a compressor, one Turbocharger or a gas turbine is used as such Ceramic particles damage corresponding rotating Could cause parts.

Das Bauteil hat in der Querebene vorzugsweise einen vielecki­ gen Querschnitt. Hierdurch hat es eine sehr kompakte Form, die eine einfache Herstellbarkeit gewährleistet. Insbesondere bei einem sechseckigen Querschnitt ist eine Wabenstruktur er­ reicht, die eine zusätzliche Drosselung und damit Verminde­ rung der Einströmung von heißem Gas in Zwischenräume zwischen benachbarte Bauteile bewirkt. Durch eine sechseckige Form ist bei Wahl entsprechender Toleranzen eine Wärmeschutzschicht aus einer Vielzahl gleichartiger keramischer Bauteile gewähr­ leistet. Mithin können durch gleichartige Bauteile mit einem sechseckigen Querschnitt sowohl konvexe als auch konkave Wände mit einer Wärmeschutzschicht verkleidet werden.The component preferably has a polygon in the transverse plane cross section. This gives it a very compact shape which ensures easy manufacture. Especially in the case of a hexagonal cross section, it is a honeycomb structure is enough, an additional throttling and thus mine the inflow of hot gas into spaces between neighboring components causes. By a hexagonal shape a heat protection layer if appropriate tolerances are selected from a variety of similar ceramic components accomplishes. Consequently, similar components with a hexagonal cross section of both convex and concave Walls are clad with a layer of heat protection.

Jedes Bauteil hat vorzugsweise an einer in Richtung der Längsachse verlaufenden Oberfläche eine Ausnehmung, in die eine Halterung zur Unterbindung einer Längsverschieblichkeit des Bauteils, d. h. senkrecht zur Wand, eingreifen kann. Das Bauteil besteht vorzugsweise aus einer Keramik hoher Festig­ keit, die insbesondere aus einem gemahlenen und gepreßten Pulver besteht, welches bei einer hohen Temperatur gebrannt wird. Als Keramik eignet sich eine Feinkeramik, insbesondere eine sogenannte Ingenieurkeramik (Strukturkeramik, Konstruk­ tionskeramik), beispielsweise mit Siliziumkarbid, Siliziumni­ trid oder Mullit. Eine Ingenieurkeramik besteht häufig aus synthetischen Rohstoffen, um eine vorgegebene Reinheit und Korngröße zu erzielen. Ingenieurkeramiken sind für jeweils bestimmte strukturelle Zwecke ausgelegt, beispielsweise hin­ sichtlich mechanischer, thermischer, chemischer oder abrasi­ ver Belastungen mit Anwendungen z. B. für Gleitlager, Dichtun­ gen oder als Schmierstoffe.Each component preferably has one in the direction of Longitudinal surface extending a recess in the a bracket to prevent longitudinal displacement the component, d. H. perpendicular to the wall. The Component preferably consists of a ceramic with high strength speed, in particular from a ground and pressed Powder exists, which burns at a high temperature becomes. Fine ceramics are particularly suitable as ceramics a so-called engineering ceramics (structural ceramics, construct  tion ceramics), for example with silicon carbide, silicon ni trid or mullite. Engineering ceramics often consist of synthetic raw materials to a specified purity and To achieve grain size. Engineering ceramics are for each designed certain structural purposes, for example visibly mechanical, thermal, chemical or abrasi ver loads with applications such. B. for plain bearings, seals gene or as lubricants.

Die auf eine Wärmeschutzschicht gerichtete Aufgabe wird durch eine Wärmeschutzschicht an einer Wand, insbesondere einer mit Heißgas beaufschlagbaren Komponente einer Verbrennungsma­ schine, gelöst, die eine Vielzahl keramischer Bauteile auf­ weist, welche Bauteile entlang einer Längsachse stabförmig gerichtet und mit der Längsachse im wesentlichen senkrecht zur Wand angeordnet sind. Vorzugsweise sind zumindest zwei benachbarte Bauteile durch eine gemeinsame Halterung an der Wand gehaltert. Durch eine gemeinsame Halterung ist selbst bei Verwendung eines keramischen Bauteils, welches eine größere Längs- als Querausdehnung aufweist, eine einfache und kostensparende Herstellung der Wärmeschutzschicht gewährlei­ stet. Die Wärmeschutzschicht kann an eine Wand einer Tragstruktur, beispielsweise einer Brennkammer einer Gastur­ binenanlage, angeordnet sein, wobei die Tragstruktur aus ei­ nem Metall besteht, welches geschweißt oder gegossen ist. Vorzugsweise ist das Metall ein austenitischer Stahl, da die­ ser selbst eine hohe Temperaturbeständigkeit aufweist, so daß selbst bei einem teilweise Versagen der Wärmeschutzschicht ein Versagen der Wand vermieden ist.The task aimed at a heat protection layer is accomplished by a heat protection layer on a wall, especially one with Hot gas component of a combustion engine machine, solved that a variety of ceramic components shows which components are rod-shaped along a longitudinal axis directed and with the longitudinal axis substantially perpendicular are arranged to the wall. Preferably there are at least two neighboring components by a common bracket on the Wall mounted. Through a common bracket is itself when using a ceramic component, which a has greater longitudinal than transverse expansion, a simple and Ensure cost-saving production of the heat protection layer continuous The heat protection layer can be attached to a wall Support structure, for example a combustion chamber of a gas facility line system, be arranged, the support structure made of egg There is a metal that is welded or cast. The metal is preferably an austenitic steel since the water itself has a high temperature resistance, so that even if the thermal insulation layer partially fails failure of the wall is avoided.

Die Halterung weist vorzugsweise ein Kopfteil, insbesondere ein zylinderförmiges Kopfteil auf, das jeweils in eine Aus­ nehmung zwischen benachbarten Bauteilen eingreift. Die Aus­ nehmungen sind in ihrer Form dem Kopfteil der Halterung ange­ paßt. Die Halterung weist vorzugsweise einen Kühlkanal auf, der bis in das Kopfteil reicht und gegebenenfalls in die Aus­ nehmung mündet. Durch den Kühlkanal ist in die insbesondere metallische Halterung und in die Ausnehmung hinein Kühlfluid, insbesondere Kühlluft, führbar. Dadurch ist eine Kühlung der Halterung an einer Berührungsstelle zu den keramischen Bau­ teilen erreicht. Die Kühlluft zur Kühlung der Halterung be­ wirkt bei einem Ausströmen aus dem Kühlkanal auch eine Sper­ rung der Wärmeschutzschicht gegenüber dem heißen Fluid. Die­ ses heiße Fluid wird somit von der Kühlluft zumindest teil­ weise aus Spalten zwischen benachbarten keramischen Bauteilen verdrängt.The holder preferably has a head part, in particular a cylindrical headboard, each in an off intervenes between neighboring components. The out Receipts are in the shape of the head part of the bracket fits. The holder preferably has a cooling channel, which extends into the head part and if necessary into the Aus  acceptance flows. Through the cooling channel is in particular metallic holder and cooling fluid into the recess, especially cooling air, feasible. This is a cooling of the Bracket at a point of contact to the ceramic construction share achieved. The cooling air to cool the bracket also acts as a lock when it flows out of the cooling channel tion of the heat protection layer against the hot fluid. The Its hot fluid is thus at least partially exposed to the cooling air wise from gaps between adjacent ceramic components repressed.

Die Halterung ist vorzugsweise gegossen und weist beispiels­ weise eine Nickel-Basislegierung auf. Zur Erzielung einer ho­ hen Präzision in bezug auf die Geometrie der Halterung, wird diese vorzugsweise in einem Feingußverfahren hergestellt, bei dem beispielsweise ein Wachsmodell der Halterung in eine Mi­ schung aus Harz und Keramik getunkt wird. Bei Erreichen einer hinreichenden Schichtdicke der Mischung aus Keramik und Harz an der Oberfläche des Wachsmodells wird diese Misch-Struktur gebrannt. Die nach dem Brand entstehende Hohlform dient als verlorene Schalung zum Guß der Halterung. Gegenüber einem herkömmlichen Sandgußverfahren ist die geometrische Form der Halterung in engen Toleranzen erzielbar. Nach einem ähnlichen Verfahren kann auch das keramische Bauteil als Feinguß herge­ stellt sein.The bracket is preferably cast and has, for example have a nickel base alloy. To achieve a ho hen precision in terms of the geometry of the bracket these are preferably produced in an investment casting process, at for example, a wax model of the holder in a Mi resin and ceramic. When you reach one sufficient layer thickness of the mixture of ceramic and resin on the surface of the wax model is this mixed structure burned. The hollow shape created after the fire serves as lost formwork for casting the bracket. Opposite one conventional sand casting is the geometric shape of the Bracket can be achieved in tight tolerances. After a similar one The ceramic component can also be used as an investment casting process poses.

Die Befestigung der einzelnen Bauteile der Wärmeschutzschicht an der Wand erfolgt vorzugsweise elastisch, indem die Halte­ rung elastisch gegenüber der Wand befestigt ist. Hierzu ist die Halterung vorzugsweise als hohler Stift ausgeführt, wel­ cher durch die Wand hindurchragt und verschraubt ist, wobei zwischen der der Verschraubung dienenden Mutter bzw. einer Unterlegscheibe und der Wand eine elastische Feder, insbeson­ dere eine Tellerfeder, angeordnet ist. Durch die elastische Halterung sind die auf die Bauteile ausgeübten mechanischen Kräfte selbst bei hohen Temperaturschwankungen gering gehal­ ten, so daß ein Bruch der keramischen Bauteile sicher vermie­ den ist, auch bei auftretenden Druckschwingungen.The fastening of the individual components of the heat protection layer on the wall is preferably done elastically by holding tion is attached elastically to the wall. This is the holder is preferably designed as a hollow pin, wel cher protrudes through the wall and is screwed, whereby between the nut serving for screwing or a Washer and the wall an elastic spring, in particular a disc spring is arranged. Due to the elastic Brackets are the mechanical ones exerted on the components Forces are low even with high temperature fluctuations  ten, so that a breakage of the ceramic components reliably avoided that is, even if pressure fluctuations occur.

Anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispie­ les werden das Bauteil und die Wärmeschutzschicht näher er­ läutert. Es zeigen schematisch und in nicht maßstäblicher DarstellungBased on the exemplary embodiment shown in the drawing The component and the heat protection layer become closer purifies. They show schematically and not to scale presentation

Fig. 1 einen Ausschnitt eines Längsschnittes durch eine Gasturbinenbrennkammer mit einer Tragstruktur und ei­ ner Wärmeschutzschicht sowie Fig. 1 shows a detail of a longitudinal section through a gas turbine combustion chamber with a support structure and egg ner heat protection layer and

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Wärmeschutzschicht. Fig. 2 is a plan view of the heat protection layer.

In Fig. 1 ist schematisch ein Ausschnitt eines Längsschnittes durch eine Gasturbinenbrennkammer dargestellt. Die Brennkam­ mer weist eine Tragstruktur mit einer metallischen Wand 10 auf, auf der eine Wärmeschutzschicht 6 aus keramischen stabförmigen Bauteilen 1 angeordnet ist. Die keramischen Bau­ teile 1 sind jeweils entlang einer Längsachse 2 von einem Fußendbereich 24 zu einem Kopfendbereich 25 gerichtet und haben in Richtung dieser Längsachse eine größere Abmessung als in einer Querebene 3 senkrecht zur Längsachse 2. Die Bau­ teile 1 sind mit einer Stirnfläche 15 des Kopfendbereichs 25 einem Raumbereich zugewandt, in dem ein Heißgas 13 strömt. Die Längsachse 2 steht im wesentlichen senkrecht auf der Wand 10, wobei die Bauteile 1 mit dem Fußendbereich 24 jeweils an die Wand 10 angrenzen. Die Bauteile 1 haben in der Querebene 3 einen Querschnitt 7, welcher sechseckig ist (siehe Fig. 2). Jedes Bauteil 1 hat senkrecht zur Längsachse 2 einen maxima­ len Durchmesser D, welcher geringer ist als die Ausdehnung des Bauteils 1 entlang der Längsachse (siehe Fig. 2). Jedes Bauteil 1 hat an einer Seitenfläche 20, vorzugsweise an drei Seitenflächen 20, welche parallel zur Längsachse 2 verlaufen, je eine Nut 4 sowie einen Vorsprung 5. Nut 4 und Vorsprung 5 sind jeweils im wesentlichen senkrecht zur Längsachse 2 ge­ richtet. Benachbarte Bauteile 1 sind unmittelbar, gegebenen­ falls unter Beabstandung durch einen Spalt 19, aneinander an­ geordnet, wobei ein Vorsprung 5 eines Bauteils 1 in eine zu­ geordnete Nut 4 eines benachbarten Bauteils 1 eingreift. Der der Wand 10 zugeordnete Teilbereich 21 jedes Bauteils 1 ist schwalbenschwanzartig ausgebildet. Hierdurch ist in der Nähe der Wand 10 eine im wesentlichen zylinderförmige Ausnehmung 8 an jedem Bauteil 1 gebildet. Zwei an einer jeweiligen Kante aneinandergrenzende Bauteile 1 bilden somit in dem Teilbe­ reich 21 eine im wesentlichen zylinderförmige Ausnehmung 8, in der ein zylinderförmiger Kopfteil 11 einer Halterung 9 an­ geordnet ist. Die Halterung 9 ist ein metallisches stiftför­ miges Gußelement, welches entlang einer Längsachse 2a gerich­ tet ist. Die Halterung 9 weist einen Stiel 22 auf, der durch die Wand 10 hindurchgeführt ist und der an der dem Heißgas 13 zugewandten Seite der Wand 10 in den Kopfteil 11 übergeht. Kopfteil 11 sowie Stiel 22 sind hohl ausgeführt und weisen einen Kühlkanal 12 zur Führung von Kühlluft 14 auf. Diese Kühlluft 14 ist dem Stiel 21 an der dem Heißgas 13 abgewand­ ten Seite der Wand 10 zuführbar. Der Kopfteil 11 weist in der Ausnehmung 8 eine Öffnung 23 auf, aus der Kühlluft 14 in die Ausnehmung 8 sowie gegebenenfalls einen daran angrenzenden Spalt 19 strömen kann. Die Ausnehmung 8 ist beispielhaft in Fig. 2 punktiert dargestellt. An der dem Heißgas 13 abgewand­ ten Seite der Wand 10 ist der Stiel 22 über eine Schrauben­ mutter 16, eine Unterlegscheibe 17 und einem zwischen der Wand 10 und der Unterlegscheibe 17 angeordneten Tellerfeder­ paket 18 befestigt. Durch das Nut-Federsystem ist die Wärme­ schutzschicht 6 weitgehend für Heißgas 13 undurchlässig auf­ gebaut. Die Schutzschicht 6 ist durch die im Feingußverfahren hergestellten Halterungen 9 elastisch an der Wand 10 befe­ stigt, so daß die mechanischen Kräfte, welche durch die Hal­ terungen 9 auf die keramischen Bauteile 1 übertragen werden, für eine Befestigung ausreichend, aber zur Vermeidung einer Beschädigung der keramischen Struktur hinreichend klein sind. Der sechseckige Querschnitt 7 der Bauteile 1 erlaubt den Auf­ bau einer Wärmeschutzschicht 6 aus gleichartigen Bauteilen 1, selbst dann, wenn die Wand 10 sowohl konkav als auch konvex (z. B. sphärisch) gebogen ist. Sowohl der sechseckige Quer­ schnitt 7, als auch das Ineinanderwirken der Nuten 4 und der Vorsprünge 5 sowie die als Sperrfluid wirkende Kühlluft 14 zur Kühlung der Halterungen 9 verhindern wirksam ein Eindrin­ gen von Heißgas 13 in die Wärmeschutzschicht 6.In Fig. 1 a section of a longitudinal section through a gas turbine combustion chamber is shown schematically. The Brennkam mer has a support structure with a metallic wall 10 on which a heat protection layer 6 made of ceramic rod-shaped components 1 is arranged. The ceramic construction parts 1 are each directed along a longitudinal axis 2 from a foot end region 24 to a head end region 25 and have a larger dimension in the direction of this longitudinal axis than in a transverse plane 3 perpendicular to the longitudinal axis 2 . The construction parts 1 are with an end face 15 of the head end region 25 facing a space in which a hot gas 13 flows. The longitudinal axis 2 is essentially perpendicular to the wall 10 , the components 1 each adjoining the wall 10 with the foot end region 24 . The components 1 have a cross section 7 in the transverse plane 3 , which is hexagonal (see FIG. 2). Each component 1 has a maximum diameter D perpendicular to the longitudinal axis 2 , which is smaller than the extent of the component 1 along the longitudinal axis (see FIG. 2). Each component 1 has a groove 4 and a projection 5 on one side surface 20 , preferably on three side surfaces 20 , which run parallel to the longitudinal axis 2 . Groove 4 and projection 5 are each directed substantially perpendicular to the longitudinal axis 2 ge. 1 adjacent components are directly, given appropriate with spacing by a gap 19, adjacent to each other arranged, wherein a protrusion 5 engages a component 1 in a to minor groove 4 of an adjacent component. 1 The portion 21 of each component 1 assigned to the wall 10 is dovetail-like. As a result, a substantially cylindrical recess 8 is formed on each component 1 in the vicinity of the wall 10 . Two adjoining components 1 on a respective edge thus form in the partial region 21 an essentially cylindrical recess 8 in which a cylindrical head part 11 of a holder 9 is arranged. The bracket 9 is a metallic stiftför shaped casting element, which is tet along a longitudinal axis 2 a. The holder 9 has a stem 22 which is guided through the wall 10 and which merges into the head part 11 on the side of the wall 10 facing the hot gas 13 . Head part 11 and stem 22 are hollow and have a cooling channel 12 for guiding cooling air 14 . This cooling air 14 is the stem 21 on the hot gas 13 th side of the wall 10 can be supplied. The head part 11 has an opening 23 in the recess 8 , from which cooling air 14 can flow into the recess 8 and, if appropriate, an adjacent gap 19 . The recess 8 is shown by way of example in dotted lines in FIG. 2. On the hot gas 13 th side of the wall 10 , the stem 22 is attached via a screw nut 16 , a washer 17 and a plate spring 18 arranged between the wall 10 and the washer 17 package 18 . Due to the tongue and groove system, the heat protection layer 6 is largely impermeable to hot gas 13 . The protective layer 6 is by the investment cast 9 brackets elastic on the wall 10 BEFE Stigt, so that the mechanical forces, which are transferred by the Hal extensions 9 to the ceramic components 1 , sufficient for attachment, but to avoid damage to the ceramic structure are sufficiently small. The hexagonal cross section 7 of the components 1 allows the construction of a heat protection layer 6 from similar components 1 , even if the wall 10 is both concave and convex (e.g. spherical) curved. Both the hexagonal cross section 7 , as well as the interaction of the grooves 4 and the projections 5 and the cooling air 14 acting as a barrier fluid for cooling the brackets 9 effectively prevent penetration of hot gas 13 into the heat protection layer 6 .

Die Erfindung zeichnet sich durch eine Wärmeschutzschicht aus, die aus keramischen Bauteilen aufgebaut ist, welche eine größere Längs- als Querausdehnung aufweisen. Durch diesen stabförmigen Aufbau der Bauteile ist selbst bei Verwendung gleichartiger Bauteile eine Wärmeschutzschicht an einer so­ wohl konvex (z. B. sphärisch) als auch konkav gekrümmten Wand ermöglicht. Diese Wärmeschutzschicht hat eine hohe Wärmedämm­ wirkung und eine hohe Sperrwirkung gegenüber dem Eindringen von Heißgas. Um eine wirksame Isolierung einer metallischen Wand zu gewährleisten, bedarf es daher allenfalls einer ge­ ringen Menge an als Sperrfluid wirkender Kühlluft. Als Kera­ mik für die Bauteile eignen sich auch gepreßte und gebrannte siliziumcarbidhaltige oder siliziumnitridhaltige Pulvermate­ rialien, die eine hohe Festigkeit und Wärmebeständigkeit auf­ weisen.The invention is characterized by a heat protection layer made up of ceramic components, which is a have greater longitudinal than transverse dimensions. Through this rod-shaped construction of the components is even when in use similar components a heat protection layer on such a probably convex (e.g. spherical) as well as concave curved wall enables. This thermal protection layer has a high level of thermal insulation effect and a high barrier effect against penetration of hot gas. To effectively isolate a metallic To ensure wall, therefore, at most a ge is required wrestle amount of cooling air acting as a barrier fluid. As Kera Pressed and fired components are also suitable for the components Powderates containing silicon carbide or silicon nitride rialien, which have high strength and heat resistance point.

Claims (14)

1. Keramisches Bauteil (1) für eine Wärmeschutzschicht (6) einer Wand (10), welches entlang einer Längsachse (2) von ei­ nem Fußendbereich (24) zur Anordnung an der Wand (10) zu ei­ nem Kopfendbereich (25) gerichtet ist und in Richtung der Längsachse (2) eine Längsausdehnung aufweist, die größer als ein maximaler Durchmesser (D) senkrecht zur Längsachse (2) ist, wobei der Kopfendbereich (25) eine einer hohen Tempera­ tur aussetzbare Stirnfläche (15) aufweist.1. Ceramic component ( 1 ) for a heat protection layer ( 6 ) of a wall ( 10 ) which is directed along a longitudinal axis ( 2 ) of egg nem end region ( 24 ) for arrangement on the wall ( 10 ) to egg nem end region ( 25 ) and in the direction of the longitudinal axis ( 2 ) has a longitudinal extent which is greater than a maximum diameter (D) perpendicular to the longitudinal axis ( 2 ), the head end region ( 25 ) having an end face ( 15 ) which can be exposed to high temperatures. 2. Bauteil (1) nach Anspruch 1, bei dem die Längsausdehnung mehr als das 1,5fache, insbesondere das Zweifache, der Quer­ ausdehnung beträgt.2. Component ( 1 ) according to claim 1, in which the longitudinal extent is more than 1.5 times, in particular twice, the transverse extent. 3. Bauteil (1) nach Anspruch 1 oder 2, das zumindest eine Nut (4) und einen Vorsprung (5) zum Aufbau einer Wärmeschutz­ schicht (6) nach dem Nut-Federsystem ausweist.3. Component ( 1 ) according to claim 1 or 2, which features at least one groove ( 4 ) and a projection ( 5 ) for building a heat protection layer ( 6 ) according to the tongue and groove system. 4. Bauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das in einer Querebene (3) senkrecht zur Längsachse (2) einen vieleckigen, insbesondere sechseckigen, Querschnitt (7) auf­ weist.4. Component ( 1 ) according to one of the preceding claims, which has a polygonal, in particular hexagonal, cross section ( 7 ) in a transverse plane ( 3 ) perpendicular to the longitudinal axis ( 2 ). 5. Bauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das zumindest eine Ausnehmung (8) für eine Halterung (9) zur Ver­ meidung einer Längsverschiebung in Richtung der Längsachse (2) aufweist.5. Component ( 1 ) according to one of the preceding claims, which has at least one recess ( 8 ) for a holder ( 9 ) to avoid a longitudinal displacement in the direction of the longitudinal axis ( 2 ). 6. Bauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das aus einer Feinkeramik, insbesondere einer Ingenieurkeramik, besteht.6. Component ( 1 ) according to one of the preceding claims, which consists of a fine ceramic, in particular an engineering ceramic. 7. Bauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der maximale Durchmesser (D) senkrecht zur Längsachse (2) 30 mm bis 80 mm, insbesondere etwa 50 mm, beträgt. 7. Component ( 1 ) according to one of the preceding claims, in which the maximum diameter (D) perpendicular to the longitudinal axis ( 2 ) is 30 mm to 80 mm, in particular approximately 50 mm. 8. Wärmeschutzschicht (6) an einer Wand (10), insbesondere einer mit Heißgas beaufschlagbaren Komponente einer Verbren­ nungsmaschine, mit einer Vielzahl keramischer Bauteile (1), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche Bauteile (1) entlang einer Längsachse (2) stabförmig gerich­ tet und mit der Längsachse (2) im wesentlichen senkrecht zur Wand (10) angeordnet sind.8. Thermal protection layer ( 6 ) on a wall ( 10 ), in particular a hot gas component of an internal combustion engine, with a plurality of ceramic components ( 1 ), in particular according to one of the preceding claims, which components ( 1 ) along a longitudinal axis ( 2 ) rod-shaped and aligned with the longitudinal axis ( 2 ) substantially perpendicular to the wall ( 10 ). 9. Wärmeschutzschicht (6) nach Anspruch 8, bei der zumindest zwei benachbarte Bauteile (1) durch eine gemeinsame Halterung (9) an der Wand (10) gehaltert sind.9. Thermal protection layer ( 6 ) according to claim 8, in which at least two adjacent components ( 1 ) are held by a common holder ( 9 ) on the wall ( 10 ). 10. Wärmeschutzschicht (6) nach Anspruch 8 oder 9, bei der die Halterung (9) ein Kopfteil (11) aufweist, das jeweils in eine Ausnehmung (8) benachbarter Bauteile (1) eingreift.10. Thermal protection layer ( 6 ) according to claim 8 or 9, wherein the holder ( 9 ) has a head part ( 11 ) which engages in a recess ( 8 ) of adjacent components ( 1 ). 11. Wärmeschutzschicht (6) nach Anspruch 10, wobei die Halte­ rung (9) einen Kühlkanal (12) aufweist, der bis in das Kopf­ teil (11) reicht.11. Thermal protection layer ( 6 ) according to claim 10, wherein the holding tion ( 9 ) has a cooling channel ( 12 ) which extends into the head part ( 11 ). 12. Wärmeschutzschicht (6) nach Anspruch 11, wobei der Kühl­ kanal (12) in die Ausnehmung (8) mündet.12. Thermal protection layer ( 6 ) according to claim 11, wherein the cooling channel ( 12 ) opens into the recess ( 8 ). 13. Wärmeschutzschicht (6) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, bei der die Halterung (9) entlang einer Längsachse (2a) ge­ richtet und mit sowie gegenüber der Wand (10) elastisch ver­ schieblich in Richtung der Längsachse (2a) verbunden ist.13. Thermal protection layer ( 6 ) according to one of claims 8 to 12, in which the holder ( 9 ) along a longitudinal axis ( 2 a) ge and with and with respect to the wall ( 10 ) elastically ver sliding in the direction of the longitudinal axis ( 2 a) connected is. 14. Wärmeschutzschicht (6) nach einem der Ansprüche 8 bis 13, bei der die Halterung (9) metallisch, insbesondere gegossen, ist.14. Thermal protection layer ( 6 ) according to one of claims 8 to 13, in which the holder ( 9 ) is metallic, in particular cast.