EP4078031B1

EP4078031B1 - Brennkammer mit hitzeschildkacheln

Info

Publication number: EP4078031B1
Application number: EP20823738.8A
Authority: EP
Inventors: Claus Krusch; Christopher Grandt; Andreas Böttcher; Matthias Hase; Bernd Prade; Kai-Uwe Schildmacher; Thomas-Dieter Tenrahm; Sabine GRENDEL; Andre Kluge
Original assignee: Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Current assignee: Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Priority date: 2019-12-17
Filing date: 2020-11-20
Publication date: 2024-07-17
Anticipated expiration: 2040-11-20
Also published as: CN114829843B; CN114829843A; WO2021121862A1; EP4078031A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Hitzeschildkachel zur Verwendung in einer Brennkammer insbesondere einer Gasturbine, wobei die Hitzeschildkachel in einer Querrichtung durch die Befestigungsmittel fixiert ist und in einer Längsrichtung durch ein Fixierelement gesichert werden kann.
Aus dem Stand der Technik sind Hitzeschildkachel hinlänglich bekannt. Dabei gibt es sowohl Lösungen, bei denen die Hitzeschildkachel auf einem Träger mit Schrauben befestigt ist und somit in der Ebene der Hitzeschildkachel im Wesentlichen fixiert ist. Beispiele hierzu sind aus der EP 1884317 B1 , EP 2992270 B1 und WO 2018137803 A1 bekannt. Demgegenüber werden ebenso Ausführungen von Hitzeschildkacheln eingesetzt, welche mittels elastischer Steinhalter befestigt werden. Dabei ist es üblich, dass die Steinhalter an zwei gegenüberliegenden Seitenrändern angeordnet sind und somit eine Bewegung in Querrichtung im Wesentlichen verhindern. Ausführungen hierzu sind beispielsweise aus der EP 1701095 B1 bekannt.
In üblicher Anwendung der Hitzeschildkacheln werden diese in der Brennkammer umlaufend in mehreren Reihen auf einer Tragstruktur befestigt. Zur Vermeidung von Kontakt von benachbarten Hitzeschildkacheln ist in aller Regel ein geringfügiger Spalt zwischen den jeweiligen Hitzeschildkacheln vorhanden.
Als problematisch ist es bekannt, wenn sich einzelne Hitzeschildkacheln insbesondere aufgrund im Betrieb auftretender Vibrationen verschieben und somit das Spaltmaß zwischen einigen Hitzeschildkacheln kleiner und zwischen andern Hitzeschildkacheln größer wird, wenngleich dieses Problem in der Regel nicht auftritt. Bei den geklammerten Hitzeschildkacheln wird in aller Regel eine Verschiebung in einer Querrichtung entlang der Reihe durch die Steinhalter verhindert.
Die Verschiebung der Hitzeschildkacheln in der Längsrichtung, d. h. von Reihe zu Reihe, ist gleichfalls unerwünscht, da eine Ungleichverteilung von Spalten in besonderem Maße zu einem erhöhten Luftverbrauch für die Sperrung der Spalte gegen das Eindringen von heißem Abgas führt. Auch ist eine Verschiebung beim Einsatz von besonders geformten Hitzeschildkacheln (siehe zum Beispiel die Ausführung aus der EP 3017253 B1 ) von Nachteil.
Dazu ist aus dem Stand der Technik aus der EP 3134680 B1 eine Brennkammer mit entsprechenden Hitzeschildkacheln bekannt, bei der auf der zur Tragstruktur weisenden Seite an der Hitzeschildkachel Kufen-artige Erhebungen angeordnet sind, welche in Befestigungsnuten der Tragstruktur eingreifen und somit eine Verschiebung in Längsrichtung verhindern.
Wenngleich sich die bisherigen Ausführungen zur Fixierung in Längsrichtung bewährt haben, so besteht die Forderung, unter anderem die Herstellung der Hitzeschildkachel zu vereinfachen und hierbei die für die Lagerhaltung und den Transport relevanten Abmessungen durch eine diesbezüglich vorteilhafte Geometrie zu verkleinern.
In der EP 1715 248 A1 wird eine alternative Möglichkeit für die axiale Fixierung einer Hitzeschildkachel in einer Brennkammer einer Gasturbine offenbart. Diese weist ist auf der zum Brennraum weisenden Seite auf einer Tragstruktur angeordnet und mit Steinhaltern an in Längsrichtung verlaufenden Nuten fixiert. Zur axialen Fixierung weisen die Hitzeschildkacheln am Seitenrand an der Position der Steinhalter jeweils eine Aussparung auf, in die ein an den Steinhaltern angebrachter Absatz eingreift.
Aufgabe für die vorliegende Erfindung ist es daher ausgehend von den bekannten Lösungen zur axialen Fixierung sowohl eine vorteilhafte Herstellung und Lagerhaltung der Hitzeschildkacheln zu ermöglichen als auch die geforderte Lebensdauer zu gewährleisten, wobei es gilt, die axiale Positionierung möglichst genau zu erreichen.
Die gestellte Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Brennkammer nach der Lehre des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die gattungsgemäße Brennkammer weist eine Tragstruktur auf, auf der umlaufend in mehreren Reihen jeweils Hitzeschildelemente angebracht sind. Um welche Art von Brennkammer es sich hierbei handelt ist zunächst unerheblich. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung jedoch bei einer Brennkammer einer Gasturbine.
Die Hitzeschildelemente bestehen hierbei aus einem keramischen Material. Diese weist eine bei der Verwendung in der Brennkammer zum Brennraum weisende Heißseite und eine gegenüberliegende, zu einer Tragstruktur der Brennkammer weisende Kaltseite auf. Die Hitzeschildelemente erstrecken sich hierbei in einer Längsrichtung sowie senkrecht hierzu in einer Querrichtung. Dabei ist die Heißseite mit der Kaltseite über zwei entlang der Längsrichtung verlaufende Längsränder sowie über zwei entlang der Querrichtung verlaufende Querränder miteinander verbunden. Dabei weist jeder Längsrand zumindest eine Befestigungsaufnahme auf, an der beim Einbau der Hitzeschildelemente in die Brennkammer ein Befestigungsmittel zur Befestigung der Hitzeschildkachel angebracht werden kann. Die Gestaltung von Längsrand und Querrand ist hierbei ansonsten zunächst unerheblich.
Zur Ermöglichung der Befestigung der Hitzeschildelemente an der Tragstruktur ist es hierzu notwendig, dass die Tragstruktur mehrere, in Längsrichtung zueinander beanstandete, in Querrichtung umlaufende Befestigungsnuten aufweist. In diesen Befestigungsnuten können notwendige Befestigungsmittel angebracht werden.
Erfindungsgemäß ist nunmehr vorgesehen, dass zumindest eine Reihe der Hitzeschildelemente von Hitzeschildkacheln gebildet wird, welche Längsrichtung fixierbar sind.
Zur Ermöglichung der Fixierung der Hitzeschildkachel in Längsrichtung bei Reduktion des Bauvolumens ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Hitzeschildkachel auf der Kaltseite zumindest eine Fixierausnehmung aufweist. Hiermit ist zwangsläufig verbunden, dass die Fixierausnehmung die Hitzeschildkachel nicht durchdringt, sondern seine Oberfläche auf der Heißseite (trotz der nunmehr auf der Kaltseite vorhandenen Fixierausnehmung) unverändert ist.
Hierzu weist die Tragstruktur zumindest eine in die jeweilige Fixierausnehmung der jeweiligen Hitzeschildkachel eingreifende Fixiererhebung auf. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Fixiererhebung montiert oder fest mit der Tragstruktur verbunden ist.
Einerseits um eine gewisse Verschiebung in Querrichtung auch bei Eingreifen eines Mittels in die Fixierausnehmung zu ermöglichen (bzw. um die Hitzeschildkachel in die genaue Sollposition bringen zu können) als auch anderseits um eine Beschädigung oder einen Abrieb an der Anlage eines Mittels an einer Flanke der Fixierausnehmung zu vermeiden ist weiterhin erfindungsgemäß vorgesehen, dass sich die Fixierausnehmung in Querrichtung über zumindest der 0,1-fachen Breite der Hitzeschildkachel erstreckt. Mit dieser Länge ist diesbezüglich diejenige Strecke der Fixierausnehmung gemeint, welche eine Anlage zur Sicherung der Hitzeschildkachel in Längsrichtung ermöglicht.
Durch das Einbringen der Fixierausnehmung in die Hitzeschildkachel wird die Fixierung in Längsrichtung ermöglicht, ohne dass das Bauvolumen größer ist als das einer Hitzeschildkachel ohne die Möglichkeit einer Fixierung in Längsrichtung. Dieses vereinfacht die Herstellung sowie die Lagerhaltung.
Hinsichtlich der Fixierung in Längsrichtung kann es zunächst hinreichend sein, wenn diese in lediglich einer Richtung gegeben ist. Wenn beispielsweise bei Weglassung der bekannten Fixierung aus dem Stand der Technik nur eine Verschiebung der Hitzeschildkachel stromabwärts zu erwarten ist, so ist eine Blockierung gegen eine Verschiebung stromabwärts hinreichend.
Demgegenüber kann es jedoch besonders vorteilhaft sein, wenn die Fixierausnehmung eine Blockierung der Hitzeschildkachel in Längsrichtung in beide entgegengesetzte Richtungen ermöglicht.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Tiefe der Fixierausnehmung in einer Richtung betrachtet von der Kaltseite zur Heißseite zumindest der 0,1-fachen Stärke der Hitzeschildkachel, das heißt dem Abstand von der Kaltseite zur Heißseite, entspricht. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Fixierausnehmung ein Tiefe von zumindest der 0,15-fachen Stärke der Hitzeschildkachel aufweist. Demgegenüber ist es vorteilhaft, wenn die Tiefe der Fixierausnehmung nicht größer ist als die 0,3-fache Stärke der Hitzeschildkachel. Besonders vorteilhaft ist hierbei eine Tiefe von höchstens der 0,15-fachen Stärke der Hitzeschildkachel.
Zur Realisierung der Fixierausnehmung stehen verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung, wobei sich in einer ersten vorteilhaften Ausführungsform die Fixierausnehmung in Querrichtung erstreckt und hierbei eine Länge in Querrichtung von zumindest der 0,5-fachen Breite der Hitzeschildkachel in Querrichtung aufweist. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn sich die Fixierausnehmung über die gesamte Breite der Hitzeschildkachel von einem Längsrand zum gegenüberliegenden Längsrand erstreckt.
Die durchgehende Fixierausnehmung begünstigt einerseits eine vorteilhafte Herstellung als auch andererseits verschiedene Möglichkeiten zur Fixierung in der Brennkammer mittels der Fixierausnehmung geschaffen werden. Insbesondere ist somit bei geeigneter Gestaltung der Brennkammer bei vorhandener Fixierung in Längsrichtung eine Verschiebung in Querrichtung, beispielsweise zur Montage, möglich.
In einer zweiten Ausführungsform ist demgegenüber vorteilhaft vorgesehen, dass zumindest zwei Fixierausnehmungen vorhanden sind, welche in Querrichtung zueinander versetzt sind. Hierbei ist es weiterhin vorteilhaft, wenn sich die Fixierausnehmung maximal über die 0,3-fache Breite der Hitzeschildkachel erstreckt.
Mit der Verwendung von zumindest zwei Taschen-förmigen Fixierausnehmungen wird die Hitzeschildkachel nicht unnötig geschwächt, sodass sowohl deren Isolationsfunktion weitestgehend gewährleistet ist als auch die Stabilität weitestgehend erhalten bleibt.
Aufgrund der in der Regel hören Belastung der Hitzeschildkacheln an deren Ränder aufgrund der zwischen den Hitzeschildkacheln vorhandener Spalte ist es vorteilhaft, wenn die Fixierausnehmung zumindest von den Querrändern beanstandet ist.
Dabei ist es in einer vorteilhaften Variante möglich, die Fixierausnehmung ungefähr - in Längsrichtung betrachtet - in der Mitte der Hitzeschildkachel anzuordnen. Dies wird als gegeben angesehen, sofern sich diese in der Mitte der Hitzeschildkachel befindet oder der Abstand von der Mitte der Fixierausnehmung zur Mitte der Hitzeschildkachel in Längsrichtung maximal der 0,2-fachen Länge der Hitzeschildkachel in Längsrichtung entspricht.
In einer zweiten vorteilhaften Variante wird die Fixierausnehmung auf Höhe der bestimmungsgemäß gegenüberliegend angeordneten Befestigungsmitteln angeordnet. Sofern die Hitzeschildkachel eine besondere Formgebung zur Anbringung der Befestigungsmittel aufweist, so ist die Lage in Längsrichtung unmittelbar festgelegt.
Dabei ist es weiterhin besonders vorteilhaft, wenn die Hitzeschildkachel an jedem Längsrand zwei in Längsrichtung zueinander beanstandet Befestigungsaufnahmen aufweist. Dabei sind die Befestigungsaufnahmen derart ausgeführt, dass ungefähr mittig zur jeweiligen Befestigungsaufnahme in Längsrichtung die Anbringung des jeweiligen Befestigungsmittels vorgesehen ist. Somit befindt sich in diesem Fall die zumindest eine Fixierausnehmung, besonders vorteilhaft die zwei zueinander beanstandeten Fixierausnehmungen, zwischen zwei gegenüberliegenden Befestigungsaufnahmen.
Ansonsten ergibt sich die vorteilhafte Lage der Fixierausnehmung zwischen zwei Befestigungsmittel durch die bestimmungsgemäße Verwendung der Hitzeschildkachel. Insbesondere kann in diesem Fall die Lage der anzubringenden Befestigungsmittel in Längsrichtung auf die Position der Fixierausnehmung festgelegt sein.
Mit der neu geschaffenen Hitzeschildkachel wird die Realisierung einer neuartigen erfindungsgemäßen Brennkammer ermöglicht. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn es sich um die Brennkammer einer Gasturbine handelt. Grundsätzlich ist es nicht vorgesehen, dass sämtliche Hitzeschildkacheln der Brennkammer mit einer Fixierausnehmung versehen sind. Vielmehr wird in besonders vorteilhafter Weise zumindest eine umlaufende Reihe (beispielsweise zwei oder drei Reihen) mit Hitzeschildkacheln mit Fixierausnehmung versehen, zu denen dann eine Fixiererhebung an der Tragstruktur erforderlich ist. Demgegenüber können weitere Reihen von Hitzeschildkacheln vorgesehen sein, welche keine Fixierausnehmung aufweisen bzw. zu denen keine Fixiererhebung vorhanden ist.
Wie die Fixiererhebung ausgeführt wird, ist hierbei zunächst unerheblich. Dabei kann sowohl vorgesehen sein, dass für jede Fixierausnehmung eine Fixiererhebung vorhanden ist, als es auch ebenso möglich ist, eine Fixiererhebung für zwei oder mehr Fixierausnehmungen vorzusehen.
Mit der Realisierung von der zumindest einen Fixiererhebung an der Tragstruktur wird die Verwendung der erfindungsgemäßen Hitzeschildkachel ermöglicht, sodass deren vorteilhafte Herstellung und Lagerung genutzt werden kann.
Zur Realisierung der Fixiererhebung ergeben sich hierdurch zwei besonders vorteilhafte Ausführungsformen. In einer ersten vorteilhaften Gestaltung weist die Tragstruktur für eine umlaufende Reihe an Hitzeschildkacheln eine umlaufende Fixiererhebung auf. Es ist naheliegend, dass sich in diesem Fall die Fixierausnehmung in Querrichtung über die gesamte Breite erstrecken muss. Somit wird unverändert die einfache Montage der Hitzeschildkachel ermöglicht als auch die Herstellung der Tragstruktur nicht unnötig erschwert wird.
In einer zweiten vorteilhaften Gestaltung ist demgegenüber vorgesehen, dass die Tragstruktur mehrere in Umfangsrichtung zueinander beanstandete Fixiererhebungen aufweist. Dieses ermöglicht in vorteilhafter Weise den Einsatz von Hitzeschildkacheln sowohl mit durchgehender Fixierausnehmung als auch die Verwendung von Hitzeschildkacheln mit einer nicht durchgehend in Querrichtung erstreckenden Fixierausnehmung.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn zu jeder der Hitzeschildkacheln, welche eine durchgehende Fixierausnehmung oder zumindest zwei Fixierausnehmungen aufweist, zwei Fixiererhebungen vorhanden sind. Diese sind hierbei in Querrichtung zueinander beabstandet. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die beiden zu einer Hitzeschildkachel mit Fixierausnehmung gehörenden Fixiererhebungen in Längsrichtung auf gleicher Höhe angeordnet sind.
Sofern nicht in er ersten Variante die Fixiererhebung von einem umlaufenden Steg gebildet wird ist in der zweiten Variante vorgesehen, dass die Fixiererhebungen jeweils von montierten Zentrierelementen gebildet werden. Hierdurch vereinfacht sich die Herstellung der Tragstruktur mit in Umfangsrichtung beanstandeten Fixiererhebungen. Insbesondere ermöglicht diese Ausführungsform eine Nachrüstung bei bestehenden Anlagen.
Dabei ist es des Weiteren besonders vorteilhaft, wenn die Fixiererhebungen in zumindest einer umlaufenden Befestigungsnut der Tragstruktur befestigt sind. Hierdurch wird eine einfache unkomplizierte Realisierung der erfindungsgemäßen Brennkammer ermöglicht.
In den nachfolgenden Figuren werden zwei beispielhafte Ausführungsformen für eine erfindungsgemäße Hitzeschildkachel skizziert. Es zeigen:

Fig. 1: ein erstes Ausführungsbeispiel einer Hitzeschildkachel mit einer durchgehenden Fixierausnehmung;
Fig. 2: ein zweites Ausführungsbeispiel einer Hitzeschildkachel mit zwei beanstandeten Fixierausnehmungen;
Fig. 3: ein Schnitt durch eine Brennkammer im Bereich der Hitzeschildkachel gemäß Fig. 1;
Fig. 4: ein Schnitt durch eine Brennkammer im Bereich der Hitzeschildkachel gemäß Fig. 2;
Fig. 5: ein drittes Ausführungsbeispiel einer Hitzeschildkachel mit zwei beanstandeten Fixierausnehmungen;
Fig. 6: ein Schnitt durch eine Brennkammer im Bereich der Hitzeschildkachel gemäß Fig. 5;
Fig. 7: die Vorderseite der Hitzeschildkachel;
Fig. 8: eine beispielhafte Ausführung eines Befestigungsmittels mit einer Fixiererhebung.

In der Figur 1 wird ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Hitzeschildkachel 01 in perspektivischer Ansicht skizziert. Diese 01 ist hierbei von einer Kaltseite 03 aus gezeigt. Zu erkennen ist die flächige Gestalt mit der in dieser Ansicht zu erkennenden Kaltseite 03, wobei sich gegenüberliegend (an der verdeckten Unterseite) die Heißseite 02 befindet. Bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Hitzeschildkachel 01 weist die Kaltseite 03 zu einer Tragstruktur 21 einer Brennkammer wobei die Heißseite 02 zu einem Brennraum weisend angeordnet ist. Die Heißseite 02 ist mit der Kaltseite 03 über zwei Längsränder 04, welche entlang einer Längsrichtung verlaufen, verbunden. Dabei befinden sich an den Längsrändern 04 jeweils gegenüberliegend zwei Befestigungsaufnahmen 06 zur Anbringung eines Befestigungsmittels 25, den sogenannten Steinhaltern. Weiterhin ist die Heißseite 02 mit der Kaltseite 03 über zwei Querränder 05, welche sich entlang einer Querrichtung erstrecken, miteinander verbunden.
Eine Verschiebung der Hitzeschildkachel 01 in der Brennkammer wird in der Querrichtung im eingebauten Zustand durch die Befestigungsmittel 25 verhindert.
Zur Sicherung gegen eine Verschiebung in Längsrichtung ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass sich an der Kaltseite 03 eine in Richtung der Heißseite 02 erstreckende Fixierausnehmung 07 befindet. In diesem Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Fixierausnehmung 07 über die gesamte Breite der Hitzeschildkachel 01 von einem Längsrand 04 zum gegenüberliegenden Längsrand 04. Weiterhin ist die hierzu vorteilhafte Lage der durchgehenden Fixierausnehmung 07 in der Mitte der Hitzeschildkachel 01 (betrachtet in Längsrichtung) zu erkennen.
In der Figur 2 wird ein zweites Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Hitzeschildkachel 11 skizziert. Diese ist analog vorherigem Beispiel perspektivisch dargestellt mit einer Ansicht auf die Kaltseite 03. Analog befindet sich gegenüberliegend die Heißseite 02 (gleichfalls an der Unterseite, nicht sichtbar). Wiederum weist die Hitzeschildkachel 11 zwei gegenüberliegende sich entlang der Längsrichtung erstreckende Längsränder 14 auf sowie zwei entlang einer Querrichtung erstreckende Querränder 05. Im Gegensatz zum vorherigen Beispiel werden hier an den Längsrändern 14 durchgehende Befestigungsaufnahmen 16 eingesetzt. Wenngleich diese 16 die Anbringung von Befestigungsmitteln 25 an verschiedenen Positionen ermöglichen, so ist gleichfalls wie zuvor vorgesehen, dass vier Befestigungsmittel 25 an gleicher Position wie zuvor eingesetzt werden. Dies wird leicht dadurch ersichtlich, dass am Längsrand 14 auf der Kaltseite 03 Aussparung zur Verbesserung der Kühlung der Befestigungsmittel 25 vorhanden sind.
Im Gegensatz zum vorherigen Ausführungsbeispiel ist nunmehr vorgesehen, dass an der Kaltseite 032 in Querrichtung zueinander beanstandete Fixierausnehmungen 17 verwendet werden. Diese 17 sind hierbei zwischen zwei bestimmungsgemäß anzubringenden Befestigungsmitteln 25 (bezogen auf denjenigen Teil, welcher in die Befestigungsaufnahmen 16 eingreift) angeordnet.
Die Fixierung in Längsrichtung in der Brennkammer zeigt hierzu die Figur 3 mit der abschnittsweisen Darstellung einer Tragstruktur 21 in einem Längsschnitt mit der darauf befestigten Hitzeschildkachel 01. Zu erkennen ist die Hitzeschildkachel 01 mit dem Blick auf einen Längsrand 14, in dem sich die beiden Befestigungsaufnahmen 06 befinden. Entsprechend befinden sich die Querränder 05 in dieser Darstellung am oberen und unteren Ende der Hitzeschildkachel 01. Die zum Brennraum weisende Heißseite 02 befindet sich auf rechter Seite in der Darstellung und die gegenüberliegende Kaltseite 03 auf der zur Tragstruktur 21 weisenden Seite. Weiterhin zu erkennen ist die Fixierausnehmung 07, in die nunmehr eine fixierte Erhebung 23 der Tragstruktur 21 eingreift. Somit wird eine Verschiebung in Längsrichtung verhindert.
Weiterhin zu erkennen sind zwei Befestigungsnuten 22, welche 22 in Längsrichtung zueinander beanstandet sind. In diesen 22 sind jeweils Befestigungsmittel 25, die sogenannten Steinhalter, aufgenommen, welche 25 mit dem jeweils anderen Ende in die Befestigungsaufnahmen 06 eingreifen und somit die Hitzeschildkachel 01 an der Tragstruktur 21 fixieren.
In der Figure 4 wird in gleicher Darstellungsart wie zuvor die Befestigung der Hitzeschildkachel 11 an der zugehörigen Tragstruktur 31 in einem Längsschnitt skizziert. Zu erkennen ist wiederum die Hitzeschildkachel 11 mit der auf rechter Seite liegenden Heißseite 02 und der gegenüberliegenden Kaltseite 03 sowie den oben und unten liegenden Querrändern 05. Die Tragstruktur 31 ist im Wesentlichen übereinstimmend wie zuvor ausgeführt und weiß gleichfalls die zueinander beanstandeten Befestigungsnuten 22 auf. Jedoch wird hier im Gegensatz zum vorherigen Beispiel auf die integrale Fixiererhebung verzichtet. Vielmehr ist in diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die Tragstruktur 31 montierte Zentrierelemente 33 aufweist. Diese 33 sind hierbei jeweils in einer Befestigungsnut 22 befestigt. Entsprechend weist die Hitzeschildkachel 11 die zwischen den Befestigungsmittel 25 liegenden Fixierausnehmungen 17 auf, in die 17 das Zentrierelement 33 als Fixiererhebung eingreift.
In der Fig. 5 wird analog zu den Figuren 1 und 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Hitzeschildkachel 41 skizziert. Diese 41 weist wie vorheriges Beispiel eine Heißseite 02 (verdeckte Unterseite in der Figur) sowie eine gegenüberliegende Kaltseite 03 (Oberseite in der Darstellung) auf. Entlang der Längsrichtung erstrecken sich an den beiden gegenüberliegenden Längsrändern 14 jeweils die Befestigungsaufnahmen 16 zur Anbringung eines Befestigungsmittels 55.
Im Gegensatz zur vorherigen Ausführung ist in diesem Beispiel vorgesehen, dass die Fixierung in Längsrichtung lediglich in einer Richtung wirkt. Entsprechend weist die Hitzeschildkachel 41 zwei Fixierausnehmungen 47 auf, welche 47 auf einer Seite eine senkrechte Flanke zur Ermöglichung der Anlage einer Fixiererhebung 53 und auf gegenüberliegende Seite eine Abschrägung aufweist.
Dazu ist in der Fig. 6 analog der Fig. 4 die Hitzeschildkachel 41 aus Fig. 5 im Anbau an der Tragstruktur 31 im Längsschnitt skizziert. Entsprechend ist wiederum die Tragstruktur 31 mit den Befestigungsnuten 22 zu erkennen. Während in unterer Befestigungsnut 22 der Steinhalter 25 aus vorherigem Beispiel eingesetzt wird, ist hingegen vorgesehen, dass in der oberen Befestigungsnut 22 ein abweichender Steinhalter 55 mit integriertem Anschlagblech als Fixiererhebung 53 eingesetzt wird. Wie zu erkennen ist, stützt sich hierbei die Fixiererhebung 53 in Form des Anschlagblechs an einer Flanke der Befestigungsnut 22 und gegenüberliegend an der Flanke der Fixierausnehmung 47 ab. Somit wird in besonders einfacher Weise die axiale Fixierung in einer Richtung ermöglicht.
Besonders vorteilhaft bei dieser Lösung ist es auch, dass keine zusätzliche Befestigung einer Fixiererhebung notwendig ist, sondern vielmehr die Befestigung der Fixiererhebung 53 in Form des Anschlagblechs durch das Eingreifen der in Längsrichtung breiteren Laschen des Befestigungselements 55 in die T-förmige Befestigungsnut 22 erfolgt.
In der Figur 7 wird nochmals die Hitzeschildkachel 11 des zweiten Ausführungsbeispiel in perspektivischer Ansicht mit Blick auf die Heißseite 02 skizziert. Gleichfalls zu erkennen sind die Längsränder 14 mit den Befestigungsaufnahmen 16 sowie den Querrändern 05. Entsprechend der Darstellung befindet sich hier die Kaltseite 03 auf der verdeckten Unterseite.
Abschließend wird eine beispielhafte Ausführungsform für ein Befestigungselement 55 mit einer integrierten Fixiererhebung 53, sozusagen als Kombination eines Steinhalter mit einem Anschlagblech, zur Verwendung bei einer Lösung gemäß den Figuren 5 und 6 skizziert.

Claims

Brennkammer mit einer rotationsförmigen Tragstruktur (21,31), welche (21,31) mehrere in einer Längsrichtung beabstandete umlaufende Befestigungsnuten (22) zur Anbringung von Befestigungsmitteln (25) aufweist, und mit einer Mehrzahl in Reihen umlaufend auf der Tragstruktur (21,31) angeordneten einen Brennraum umgebende Hitzeschildelementen, welche aus einem keramischen Material hergestellt sind und eine Heißseite (02), welche (02) zum Brennraum weisend angeordnet ist, und eine gegenüberliegende Kaltseite (03), welche (03) zur Tragstruktur (21,31) weisend angeordnet ist, und eine Längsrichtung und eine Querrichtung aufweisen, wobei die Heißseite (02) mit der Kaltseite (03) über zwei gegenüberliegende entlang der Längsrichtung verlaufende Längsränder (04,14) und über zwei entlang der Querrichtung verlaufende Querränder (05) miteinander verbunden ist, wobei die Längsränder (04,14) jeweils zumindest eine Befestigungsaufnahme (06,16) zur aufweisen, wobei die Hitzeschildelemente mittels Befestigungsmittel (25) an der Tragstruktur befestigt sind, wobei zumindest eine umlaufende Reihe von Hitzeschildkacheln (01,11) gebildet wird, wobei auf der Kaltseite (03) zumindest eine Fixierausnehmung (07,17) angeordnet ist, welche (07,17) eine Fixierung der Hitzeschildkachel (01,11) in Längsrichtung ermöglicht,
wobei die Tragstruktur (21,31) unmittelbar oder mittelbar zumindest eine in eine Fixierausnehmung (07,17) eingreifende Fixiererhebung (23,33) aufweist, wobei die Tragstruktur (21) zumindest eine zwischen zwei Befestigungsnuten (22) angeordnete umlaufende Fixiererhebung (23) aufweist; oder

wobei die Tragstruktur (31) mehrere in Querrichtung zueinander beabstandete von montierten Zentrierelementen gebildete Fixiererhebungen (33) aufweist, dadurch gekennzeichnet,

dass sich die Fixierausnehmung ((07) in Querrichtung über zumindest der 0,1-fachen Breite der Hitzeschildkachel (11) erstreckt.
Brennkammer nach Anspruch 1,
wobei die Tiefe der Fixierausnehmung (07,17) zumindest der 0,1-fachen, insbesondere zumindest der 0,15-fachen, Stärke der Hitzeschildkachel (01,11) entspricht; und/oder wobei die Tiefe der Fixierausnehmung (07,17) maximal der 0,3-fachen, insbesondere maximal der 0,25-fachen, Stärke der Hitzeschildkachel (01,11) entspricht.
Brennkammer nach Anspruch 1 oder 2,
wobei sich eine Fixierausnehmung (07) in Querrichtung über zumindest der 0,5-fachen Breite, insbesondere durchgehend über die Breite, der Hitzeschildkachel (01) erstreckt.
Brennkammer nach Anspruch 1 oder 2,
wobei zumindest zwei in Querrichtung zueinander beabstandete Fixierausnehmungen (17) vorhanden sind, welche (17) sich jeweils in Querrichtung über maximal über die 0,3-fache Breite der Hitzeschildkachel (11) erstrecken.
Brennkammer nach einer der Ansprüche 1 bis 4,
wobei die Fixierausnehmung (07,17) von den Querrändern (05) beabstandet ist.
Brennkammer nach einer der Ansprüche 1 bis 4,
wobei die Fixierausnehmung (07) in Längsrichtung in der Mitte der Hitzeschildkachel (01) oder in einem Abstand von maximal deren 0,2-fachen Länge angeordnet ist.
Brennkammer nach einer der Ansprüche 1 bis 4,
wobei die Fixierausnehmung (17) in Längsrichtung auf Höhe der bestimmungsgemäßen Anbringung von Befestigungsmitteln (25) angeordnet ist; und/oder

wobei die Hitzeschildkachel an jedem Längsrand zwei in Längsrichtung zueinander beabstandete Befestigungsaufnahmen aufweist, wobei die Fixierausnehmung zwischen zwei gegenüberliegenden Befestigungsaufnahmen angeordnet ist.
Brennkammer nach einer der Ansprüche 1 bis 7,
wobei die Tragstruktur (31) jeweils zwei zueinander beabstandete Fixiererhebungen (33) je Hitzeschildkachel (01,11) mit Fixierausnehmung (07,17) aufweist.
Brennkammer nach einer der Ansprüche 1 bis 8,
wobei die Fixiererhebungen (33) in zumindest einer Befestigungsnut (22) befestigt sind.