JPS5857658B2 - セラミツクスによる高熱曝露壁面の熱遮断構造 - Google Patents
セラミツクスによる高熱曝露壁面の熱遮断構造Info
- Publication number
- JPS5857658B2 JPS5857658B2 JP55042018A JP4201880A JPS5857658B2 JP S5857658 B2 JPS5857658 B2 JP S5857658B2 JP 55042018 A JP55042018 A JP 55042018A JP 4201880 A JP4201880 A JP 4201880A JP S5857658 B2 JPS5857658 B2 JP S5857658B2
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- Japan
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- wedge
- high heat
- wall surface
- shaped
- gap
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/007—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel constructed mainly of ceramic components
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Thermal Insulation (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はセラミックによる高熱曝露壁面の熱遮断構造、
特に熱遮断効果の向上に関するものである。
特に熱遮断効果の向上に関するものである。
高熱に曝露される壁面を有する装置例えばガスタービン
の燃焼器内筒においては、壁面を高熱から保護して機械
的強度を維持するため、例えば第１図に示す部分斜視図
のように、内筒１の壁面をセラミックブロック２により
被覆することが提案されている。
の燃焼器内筒においては、壁面を高熱から保護して機械
的強度を維持するため、例えば第１図に示す部分斜視図
のように、内筒１の壁面をセラミックブロック２により
被覆することが提案されている。
なお３は外筒、４は冷却空気の通路である。
ところでセラ□ツクブロックの取付けに当っては、従来
例えば第２図に示す部分拡大斜視図のように、内筒１の
高熱曝露壁面に軸方向の楔状支持条溝５を設け、ここに
セラミックブロック２（例えば焼結ジルコニウム）に設
けた楔状支持突起６を嵌めこむ方法がとられている。
例えば第２図に示す部分拡大斜視図のように、内筒１の
高熱曝露壁面に軸方向の楔状支持条溝５を設け、ここに
セラミックブロック２（例えば焼結ジルコニウム）に設
けた楔状支持突起６を嵌めこむ方法がとられている。
この場合セラミックブロック２は〔かた〕少なく取付け
られることが必要であるが、このためにはセラミックブ
ロック２と内筒１などの寸法精度を厳しくしなければな
らない。
られることが必要であるが、このためにはセラミックブ
ロック２と内筒１などの寸法精度を厳しくしなければな
らない。
しかし実際にはこれを満足させることは困難であるため
、楔状支持条溝５への支持突起６の嵌入に当って、入っ
たり入らなかったり、入っても大きな〔かた〕を生ずる
場合が多い。
、楔状支持条溝５への支持突起６の嵌入に当って、入っ
たり入らなかったり、入っても大きな〔かた〕を生ずる
場合が多い。
従って例えば多数のセラミックブロック中から〔がた〕
少なく入るものを選び出しながら組立てることが必要で
あって操作が非常に煩雑となる。
少なく入るものを選び出しながら組立てることが必要で
あって操作が非常に煩雑となる。
また内筒を形成する金属体とセラミックブロック間には
熱膨張係数の差があるため、ぴったりと入るように寸法
を決めても、熱が加えられたときセラミックスより大き
い内筒の膨張により取付けに〔かた〕を生ずる釦それが
大きい。
熱膨張係数の差があるため、ぴったりと入るように寸法
を決めても、熱が加えられたときセラミックスより大き
い内筒の膨張により取付けに〔かた〕を生ずる釦それが
大きい。
そこで本発明者は上記のような欠点を除去するため、第
３図のセラミックブロックを一部取除いた部分図、第４
図のＡ−Ａ’部にむける矢視部分拡大断面図および第５
図の作動状態にち・けるＡＡ′部における矢視断面図に
示すような改善構造を提案した。
３図のセラミックブロックを一部取除いた部分図、第４
図のＡ−Ａ’部にむける矢視部分拡大断面図および第５
図の作動状態にち・けるＡＡ′部における矢視断面図に
示すような改善構造を提案した。
この方法は第４図のように楔状支持条溝５と楔状支持突
起６間に、両者の嵌合が解けない程度の〔かた〕７を持
ちうるように、楔状支持突起６の側壁面間の寸法を楔状
支持条溝５のそれより小とすると同時に、第３図、第４
図のように隣接セラミックブロック間に空隙８を作るよ
うにセラミックブロック２を形成し、また内筒１の楔状
支持条溝５の設置部には、内筒１を貫通して空気の供給
路９を設けて、次の作用により七う□ンクブロックを支
持するようにしたものである。
起６間に、両者の嵌合が解けない程度の〔かた〕７を持
ちうるように、楔状支持突起６の側壁面間の寸法を楔状
支持条溝５のそれより小とすると同時に、第３図、第４
図のように隣接セラミックブロック間に空隙８を作るよ
うにセラミックブロック２を形成し、また内筒１の楔状
支持条溝５の設置部には、内筒１を貫通して空気の供給
路９を設けて、次の作用により七う□ンクブロックを支
持するようにしたものである。
即ち供給路９により楔状支持条溝５内に空気を送りこん
だとき、第５図に示すようにその圧力により楔状支持突
起６が底面を押され、〔かた〕７により壁面方向に前進
移動して 楔状支持条溝５により引留められて支持され
るようにしたものである。
だとき、第５図に示すようにその圧力により楔状支持突
起６が底面を押され、〔かた〕７により壁面方向に前進
移動して 楔状支持条溝５により引留められて支持され
るようにしたものである。
この方法のように〔かた〕を積極的に利用して保持する
ようにすれば、従来のように楔状支持突起６を楔状支持
条溝５内に容易に嵌入できるので、従来に比べて組立で
が極めて容易となり、しかも寸法精度を要求されること
もないので製作も容易となるなどのすぐれた効果を挙げ
ることができる。
ようにすれば、従来のように楔状支持突起６を楔状支持
条溝５内に容易に嵌入できるので、従来に比べて組立で
が極めて容易となり、しかも寸法精度を要求されること
もないので製作も容易となるなどのすぐれた効果を挙げ
ることができる。
しかし一方この構造では空気によるセラミックブロック
の押上時、各隣接セラミックブロックの端部同士が衝突
して押上げが阻害されて被覆面が凸凹となるのを防止す
るため、第３図に示すように空隙８を設けている。
の押上時、各隣接セラミックブロックの端部同士が衝突
して押上げが阻害されて被覆面が凸凹となるのを防止す
るため、第３図に示すように空隙８を設けている。
このため第５図中に矢印によって示すように空隙８を介
して、内筒１の楔状支持条溝５の非設置面とセラミック
フロック２の背面間にある、空隙１０内への高熱の侵入
を招き易く、セラミックブロック２による熱遮断効果を
低下する難点があり、またセラミックブロックの温度が
上昇して、その熱的破損を招き易い。
して、内筒１の楔状支持条溝５の非設置面とセラミック
フロック２の背面間にある、空隙１０内への高熱の侵入
を招き易く、セラミックブロック２による熱遮断効果を
低下する難点があり、またセラミックブロックの温度が
上昇して、その熱的破損を招き易い。
本発明は上記のような難点を一挙に除去すると同時に、
熱遮断効果を著しく向上できる熱遮断構造の提供を目的
とするもので、次に図面を用いてその詳細を説明する。
熱遮断効果を著しく向上できる熱遮断構造の提供を目的
とするもので、次に図面を用いてその詳細を説明する。
第６図、第７図、第８図および第９図は本発明の一実施
例を示すセラ□ツクブロックを一部取除いた内筒壁面の
部分図、そのＡ−Ａ’ とＢ−Ｂ’部にち−ける矢視部
分拡大断面図訟よび作動状態にむける△−Ａ′部矢視部
分拡大断面図で、本発明にむいては第３、第４、第５図
に示した構造に次に説明する特徴的な部分を設けて目的
を達成したものである。
例を示すセラ□ツクブロックを一部取除いた内筒壁面の
部分図、そのＡ−Ａ’ とＢ−Ｂ’部にち−ける矢視部
分拡大断面図訟よび作動状態にむける△−Ａ′部矢視部
分拡大断面図で、本発明にむいては第３、第４、第５図
に示した構造に次に説明する特徴的な部分を設けて目的
を達成したものである。
即ち第９図（第６図、第７図参照）に示すように、空気
によるセラミックフロック２の押上時、楔状支持条溝５
と楔状支持突起６の底面間に形成される空隙１１と、前
記空隙１０間を結ぶ１乃至複数筒（図では１箇の場合を
示す。
によるセラミックフロック２の押上時、楔状支持条溝５
と楔状支持突起６の底面間に形成される空隙１１と、前
記空隙１０間を結ぶ１乃至複数筒（図では１箇の場合を
示す。
）の冷却空気の流路１２を設け、第９図中に示す矢印の
ように作動時空気の供給路９を介して空隙１１内に入っ
た冷却空気が、流路１２を通って空隙１０内に入ったの
ち、隣接セラミックブロック２間に設けた空隙８を通っ
て内筒１内に放出されるようにしたことを特徴とするも
のである。
ように作動時空気の供給路９を介して空隙１１内に入っ
た冷却空気が、流路１２を通って空隙１０内に入ったの
ち、隣接セラミックブロック２間に設けた空隙８を通っ
て内筒１内に放出されるようにしたことを特徴とするも
のである。
このような構成とすれば、空隙８から放出される空気流
により、内筒１内の高熱気流が空隙８を介して空隙１０
内に侵入するのを効果的に防ぐ。
により、内筒１内の高熱気流が空隙８を介して空隙１０
内に侵入するのを効果的に防ぐ。
このため内筒壁面の加熱は防止されて熱遮断効果の低下
を防ぐことができ、逆に冷却空気流による内筒壁面むよ
びセラ□ツクブロックからの熱の奪取が行われると同時
に、空隙１０．１１内にむける空気の温度上昇を防いで
、セラミックブロック２による熱遮断効果を大きく増進
させる。
を防ぐことができ、逆に冷却空気流による内筒壁面むよ
びセラ□ツクブロックからの熱の奪取が行われると同時
に、空隙１０．１１内にむける空気の温度上昇を防いで
、セラミックブロック２による熱遮断効果を大きく増進
させる。
また冷却によってセラ□ツクブロックの高温ガスによる
破損が防止される。
破損が防止される。
従って本発明によれば内筒壁面へのセラ□ツクブロック
の組立てなどを容易としなから熱遮断効果を著しく向上
できるもので、実験によれば熱遮断効果を従来の約１０
倍にできることが確かめられた。
の組立てなどを容易としなから熱遮断効果を著しく向上
できるもので、実験によれば熱遮断効果を従来の約１０
倍にできることが確かめられた。
なお内筒１に設けられる楔状支持条溝５が、第１０図に
示す部分拡大断面図のように断面り形の条片１３を内筒
１の壁面に取付けて・構成される場合には、条片１３に
空気の流路１２を設ければよい。
示す部分拡大断面図のように断面り形の条片１３を内筒
１の壁面に取付けて・構成される場合には、条片１３に
空気の流路１２を設ければよい。
捷た第１１図に示す部分拡大断面図のよ５Ｋ。内筒１側
に（突状支持突起６が設けられ、セラミックブロック２
側に楔状支持条溝５が設けられた場合にも、図に示すよ
うに空気の供給路９と流路１２を設けることによって実
施できる。
に（突状支持突起６が設けられ、セラミックブロック２
側に楔状支持条溝５が設けられた場合にも、図に示すよ
うに空気の供給路９と流路１２を設けることによって実
施できる。
また以上ではガスタービンの燃焼器内筒への適用例につ
いて説明したが、ガスタービン翼、ＭＨＤ発電装置など
の高熱に曝露する平板曲板状壁面に適用できることは言
う１でもなく、また冷却空気として独立の空気源を使用
できること言５４でもない。
いて説明したが、ガスタービン翼、ＭＨＤ発電装置など
の高熱に曝露する平板曲板状壁面に適用できることは言
う１でもなく、また冷却空気として独立の空気源を使用
できること言５４でもない。
以上の説明から明らかなように、本発明によれハ高熱曝
露壁面へのセラミックブロツオの組立てなどを容易とし
、なから、従来より遥かに高い熱遮断効果を得て１．ガ
スタービン燃焼器の内筒などの高熱曝露壁面の熱的保護
を図ることのできるもので、実用上の効果は著しい。
露壁面へのセラミックブロツオの組立てなどを容易とし
、なから、従来より遥かに高い熱遮断効果を得て１．ガ
スタービン燃焼器の内筒などの高熱曝露壁面の熱的保護
を図ることのできるもので、実用上の効果は著しい。
第１図、第２図はガスタービン燃焼器内筒壁面のセラミ
ックスによる熱的保護の従来例を示す部分斜視図、第３
図、第４固転よび第５図はセラミックブロックの組立て
を容易とする方法を示すセラミックブロックを一部除い
た内筒壁面の部分図、そのＡ−Ａ’部に訟ける矢視部分
拡大断面図および作動状態にむけるＡ−Ａ’部矢視部分
拡大断面図、第６図、第７図、第８図むよび９図は本発
明の一実施例を示すセラミックブロックを一部取除いた
内筒壁面の部分図、そのＡ−Ａ’部、Ｂ−Ｂ’部にむけ
る矢視部分拡大断面図および作動状態にむけるＡ−Ａ’
部矢視部分拡大断面図、第１０図第１１図は本発明の変
形例を示す部分拡大断面図である。 １・・・燃焼器内筒、２・・・セラミックフロック、３
・・・外筒、４・・・冷却空気通路、５・・・楔状支持
条溝、６・・・楔状支持突起、７・・・〔かた〕、８・
・・隣接セラミックブロック間の空隙、９・・・冷却空
気の供給路、１０．１１・・・空隙、１２・・・冷却空
気の流路、１３・・・楔状支持条溝形成用条片。
ックスによる熱的保護の従来例を示す部分斜視図、第３
図、第４固転よび第５図はセラミックブロックの組立て
を容易とする方法を示すセラミックブロックを一部除い
た内筒壁面の部分図、そのＡ−Ａ’部に訟ける矢視部分
拡大断面図および作動状態にむけるＡ−Ａ’部矢視部分
拡大断面図、第６図、第７図、第８図むよび９図は本発
明の一実施例を示すセラミックブロックを一部取除いた
内筒壁面の部分図、そのＡ−Ａ’部、Ｂ−Ｂ’部にむけ
る矢視部分拡大断面図および作動状態にむけるＡ−Ａ’
部矢視部分拡大断面図、第１０図第１１図は本発明の変
形例を示す部分拡大断面図である。 １・・・燃焼器内筒、２・・・セラミックフロック、３
・・・外筒、４・・・冷却空気通路、５・・・楔状支持
条溝、６・・・楔状支持突起、７・・・〔かた〕、８・
・・隣接セラミックブロック間の空隙、９・・・冷却空
気の供給路、１０．１１・・・空隙、１２・・・冷却空
気の流路、１３・・・楔状支持条溝形成用条片。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 高熱曝露壁面に断面が楔状の支持凹部（断面被支持
凸部）を設け、筐たセラミックブロックには断面が楔状
の被支持凸部（支持凹部）を設けて、両者の嵌め合せに
より高熱曝露壁画をセラミックブロックにより被覆する
と共に、断面が楔状の支持凹部と被支持凸部間には楔状
支持凹部の高熱曝露壁面側開口から楔状被支持凸部が抜
は落ちない程度の〔かた〕を設け、また隣接上う□ンク
ブロックの端部間には空隙を設けて、楔状支持凹部と楔
状被支持凸部の底面間および高熱曝露壁面とセラミック
ブロック間にそれぞれ空隙を作るようにセラ□ツクブロ
ックを高熱曝露壁面方向に移動可能に形成すると共に、
楔状支持凹部内に通ずる空気供給路を設けて、供給空気
の圧力により楔状被支持凸部が押されて楔状支持凹部に
引留められるように形成して、セラミックブロックを高
熱曝露壁面に保持するようにした高熱曝露壁面の熱遮断
構造において、上記楔状支持凹部と楔状被支持凸部の底
面間の空隙と高熱曝露壁面間の空隙を結ぶ空気流路を設
け、セラ□ツクブロックの押上用空気が高熱曝露壁面と
セラ□ツクブロック間の空隙と、隣接セラミックブロッ
ク間の空隙を通して高温のセラミックブロックを冷却し
ながら放出されるようにして、熱遮断効果を向上させる
ようにしたことを特徴とするセラミックスによる高熱曝
露壁面の熱遮断構造。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55042018A JPS5857658B2 (ja) | 1980-04-02 | 1980-04-02 | セラミツクスによる高熱曝露壁面の熱遮断構造 |
| US06/242,606 US4441324A (en) | 1980-04-02 | 1981-03-11 | Thermal shield structure with ceramic wall surface exposed to high temperature |
| GB8109156A GB2075659B (en) | 1980-04-02 | 1981-03-24 | A thermal shield structure using ceramics |
| DE3112839A DE3112839C2 (de) | 1980-04-02 | 1981-03-31 | Hitzeschild aus Keramikblöcken |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55042018A JPS5857658B2 (ja) | 1980-04-02 | 1980-04-02 | セラミツクスによる高熱曝露壁面の熱遮断構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56141496A JPS56141496A (en) | 1981-11-05 |
| JPS5857658B2 true JPS5857658B2 (ja) | 1983-12-21 |
Family
ID=12624423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55042018A Expired JPS5857658B2 (ja) | 1980-04-02 | 1980-04-02 | セラミツクスによる高熱曝露壁面の熱遮断構造 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4441324A (ja) |
| JP (1) | JPS5857658B2 (ja) |
| DE (1) | DE3112839C2 (ja) |
| GB (1) | GB2075659B (ja) |
Families Citing this family (39)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2133862B (en) * | 1982-11-01 | 1986-04-16 | Morganite Gmbh | A heat resistant pad |
| US4567730A (en) * | 1983-10-03 | 1986-02-04 | General Electric Company | Shielded combustor |
| DE3519938A1 (de) * | 1985-06-04 | 1986-12-04 | MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH, 8000 München | Brennkammereinrichtung |
| EP0224817B1 (de) * | 1985-12-02 | 1989-07-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Hitzeschildanordnung, insbesondere für Strukturteile von Gasturbinenanlagen |
| US4974415A (en) * | 1987-11-20 | 1990-12-04 | Sundstrand Corporation | Staged, coaxial multiple point fuel injection in a hot gas generator |
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| DE3834054C3 (de) * | 1988-10-06 | 2000-06-15 | Reinz Dichtungs Gmbh | Hitzeschild |
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| US5431020A (en) * | 1990-11-29 | 1995-07-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Ceramic heat shield on a load-bearing structure |
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| WO1999047874A1 (de) | 1998-03-19 | 1999-09-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Wandsegment für einen brennraum sowie brennraum |
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