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Patent Searching and Data


Title:
HEAT SHIELD TILE FOR A COMBUSTION CHAMBER, AND COMBUSTION CHAMBER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/121862
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a ceramic heat shield tile (01) for use in a combustion chamber of a gas turbine. This tile has a hot side (02) and, opposite this, a cold side (03), which are connected to each other via two mutually opposite longitudinal edges (04) which each have at least one securing recess (06), and via two transverse edges (05). For fastening in a longitudinal direction, at least one fastening recess (07, 17) is provided on the cold side (03).

Inventors:
KRUSCH CLAUS (DE)
GRANDT CHRISTOPHER (DE)
BÖTTCHER ANDREAS (DE)
HASE MATTHIAS (DE)
PRADE BERND (DE)
SCHILDMACHER KAI-UWE (DE)
TENRAHM THOMAS-DIETER (DE)
GRENDEL SABINE (DE)
KLUGE ANDRE (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/082903
Publication Date:
June 24, 2021
Filing Date:
November 20, 2020
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS ENERGY GLOBAL GMBH & CO KG (DE)
International Classes:
F23R3/00; F23M5/04; F23R3/60
Domestic Patent References:
WO2015001517A12015-01-08
WO2016050535A12016-04-07
WO2018137803A12018-08-02
Foreign References:
EP2270395A12011-01-05
DE4114768A11991-11-21
EP1715248A12006-10-25
EP1884317B12009-10-07
EP2992270B12019-03-27
EP1701095B12012-01-18
EP3017253B12017-04-26
EP3134680B12018-07-04
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Claims:
Patentansprüche

1. Hitzeschildkachel (01,11) zur Verwendung in einer Brenn kammer, insbesondere einer Gasturbine, hergestellt aus einem keramischen Material, mit einer Heißseite (02), welche (02) bestimmungsgemäß zu einem Brennraum weisend angeordnet ist, und mit einer gegenüberliegenden Kaltsei te (03), welche (03) bestimmungsgemäß zu einer Tragstruk tur (21,31) weisend angeordnet ist, und mit einer Längs richtung und einer Querrichtung, wobei die Heißseite (02) mit der Kaltseite (03) über zwei gegenüberliegende ent lang der Längsrichtung verlaufende Längsränder (04,14) und über zwei entlang der Querrichtung verlaufende Quer ränder (05) miteinander verbunden ist, wobei die Längs ränder (04,14) jeweils zumindest eine Befestigungsaufnah me (06,16) zur bestimmungsgemäßen Anbringung eines Befes tigungsmittels (25) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Kaltseite (03) zumindest eine Fixierausneh mung (07,17) angeordnet ist, welche (07,17) eine Fixie rung der Hitzeschildkachel (01,11) in Längsrichtung er möglicht, wobei sich die Fixierausnehmung (07) in Querrichtung über zumindest der 0,1-fachen Breite der Hitzeschildkachel (11) erstreckt.

2. Hitzeschildkachel (01,11) 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. 3. Hitzeschildkachel (01) nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich eine Fixierausnehmung (07) in Querrichtung über zumindest der 0,5-fachen Breite, insbesondere durch gehend über die Breite, der Hitzeschildkachel (01) er streckt.

4. Hitzeschildkachel (11) nach Anspruch 1 oder 2, wobei zumindest zwei in Querrichtung zueinander beabstan- dete Fixierausnehmungen (17) vorhanden sind, welche (17) sich jeweils in Querrichtung über maximal über die 0,3- fache Breite der Hitzeschildkachel (11) erstrecken.

5. Hitzeschildkachel (01,11) nach einer der Ansprüche 1 bis

4, wobei die Fixierausnehmung (07,17) von den Querrändern (05) beabstandet ist.

6. Hitzeschildkachel (01) 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.

7. Hitzeschildkachel (11) 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 Befestigungsaufnah men aufweist, wobei die Fixierausnehmung zwischen zwei gegenüberliegenden Befestigungsaufnahmen angeordnet ist. 8. Brennkammer, insbesondere einer Gasturbine, mit einer, insbesondere rotationsförmigen, Tragstruktur (21,31) und mit einer Mehrzahl in Reihen umlaufend auf der Tragstruk tur (21,31) angeordneten Hitzeschildelementen, gekennzeichnet durch zumindest eine umlaufende Reihe gebildet aus Hitzeschild kacheln (01,11) gemäß einer der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Tragstruktur (21,31) unmittelbar oder mittelbar zumindest eine in eine Fixierausnehmung (07,17) eingrei fende Fixiererhebung (23,33) aufweist.

9. Brennkammer nach Anspruch 8, wobei die Tragstruktur (21,31) mehrere in Längsrichtung beabstandete umlaufende Befestigungsnuten (22) zur An bringung von Befestigungsmitteln (25) aufweist.

10. Brennkammer nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Tragstruktur (21) zumindest eine, insbesondere zwischen zwei Befestigungsnuten (22) angeordnete, umlau fende Fixiererhebung (23) aufweist.

11. Brennkammer nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Tragstruktur (31) mehrere in Umfangsrichtung zueinander beabstandete Fixiererhebungen (33) aufweist; und/oder wobei die Tragstruktur (31) jeweils zwei zueinander beab standete Fixiererhebungen (33) je Hitzeschildkachel (01,11) mit Fixierausnehmung (07,17) aufweist.

12. Brennkammer nach Anspruch 11, wobei die Fixiererhebungen (33) von montierten Zentrie relementen gebildet werden. 13. Brennkammer nach Anspruch 12, wobei die Fixiererhebungen (33) in zumindest einer Befes tigungsnut (22) befestigt sind; und/oder wobei die Fixiererhebungen (33) mittels zwei zueinander gegenüberliegender in Querrichtung verlaufender Laschen in der Befestigungsnut eingeschoben fixiert sind.

14. Brennkammer nach Anspruch 13, wobei die Fixiererhebungen (33) an den Befestigungsmit teln (25) angeordnet sind.

15. Brennkammer nach Anspruch 14, wobei die Fixiererhebungen (33) von den Befestigungsmit teln gebildet werden.

16. Brennkammer nach einer der Ansprüche 12 bis 15, wobei die Fixiererhebungen (33) aus einem Flachmaterial durch Verformung und/oder Schweißen hergestellt sind.

Description:
Beschreibung

Hitzeschildkachel für eine Brennkammer sowie Brennkammer

Die Erfindung betrifft eine Hitzeschildkachel zur Verwendung in einer Brennkammer insbesondere einer Gasturbine, wobei die Hitzeschildkachel in einer Querrichtung durch die Befesti gungsmittel 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 Hitze schildkachel auf einem Träger mit Schrauben befestigt ist und somit in der Ebene der Hitzeschildkachel im Wesentlichen fi xiert ist. Beispiele hierzu sind aus der EP 1884317 Bl,

EP 2992270 Bl und WO 2018137803 Al bekannt. Demgegenüber wer den ebenso Ausführungen von Hitzeschildkacheln eingesetzt, welche mittels elastischer Steinhalter befestigt werden. Da bei ist es üblich, dass die Steinhalter an zwei gegenüberlie genden Seitenrändern angeordnet sind und somit eine Bewegung in Querrichtung im Wesentlichen verhindern. Ausführungen hierzu sind beispielsweise aus der EP 1701095 Bl bekannt.

In üblicher Anwendung der Hitzeschildkacheln werden diese in der Brennkammer umlaufend in mehreren Reihen auf einer Trags truktur befestigt. Zur Vermeidung von Kontakt von benachbar ten Hitzeschildkacheln ist in aller Regel ein geringfügiger Spalt zwischen den jeweiligen Hitzeschildkacheln vorhanden.

Als problematisch ist es bekannt, wenn sich einzelne Hitze schildkacheln insbesondere aufgrund im Betrieb auftretender Vibrationen verschieben und somit das Spaltmaß zwischen eini gen Hitzeschildkacheln kleiner und zwischen andern Hitze schildkacheln 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 ei ne 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 (sie he zum Beispiel die Ausführung aus der EP 3017253 Bl) von Nachteil.

Dazu ist aus dem Stand der Technik aus der EP 3134680 Bl eine Brennkammer mit entsprechenden Hitzeschildkacheln bekannt, bei der auf der zur Tragstruktur weisenden Seite an der Hit zeschildkachel Kufen-artige Erhebungen angeordnet sind, wel che in Befestigungsnuten der Tragstruktur eingreifen und so mit 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 rele vanten Abmessungen durch eine diesbezüglich vorteilhafte Geo metrie zu verkleinern.

Die gestellte Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Aus führungsform einer Hitzeschildkachel nach der Lehre des An spruchs 1 gelöst. Eine erfindungsgemäße Brennkammer mit ent sprechenden Hitzeschildkacheln ist im Anspruch 8 angegeben.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteran sprüche.

Die gattungsgemäße Hitzeschildkachel dient zunächst mal zur Verwendung in einer Brennkammer. Um welche Art von Brennkam mer es sich hierbei handelt ist zunächst unerheblich. Beson ders vorteilhaft ist die Verwendung jedoch bei einer Brenn kammer einer Gasturbine. Die Hitzeschildkachel besteht hier bei aus einem keramischen Material. Diese weist eine bei der Verwendung in der Brennkammer zum Brennraum weisende Heißsei- te und eine gegenüberliegende, zu einer Tragstruktur der Brennkammer weisende Kaltseite auf. Die Hitzeschildkachel er streckt 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 verlau fende Querränder miteinander verbunden. Dabei weist jeder Längsrand zumindest eine Befestigungsaufnahme auf, an der beim Einbau der Hitzeschildkachel in die Brennkammer ein Be festigungsmittel zur Befestigung der Hitzeschildkachel ange bracht werden kann. Die Gestaltung von Längsrand und Querrand ist hierbei ansonsten zunächst unerheblich.

Zur Ermöglichung der Fixierung der Hitzeschildkachel in Längsrichtung bei Reduktion des Bauvolumens ist erfindungsge mäß vorgesehen, dass die Hitzeschildkachel auf der Kaltseite zumindest eine Fixierausnehmung aufweist. Hiermit ist zwangs läufig verbunden, dass die Fixierausnehmung die Hitzeschild kachel nicht durchdringt, sondern seine Oberfläche auf der Heißseite (trotz der nunmehr auf der Kaltseite vorhandenen Fixierausnehmung) unverändert ist.

Einerseits um eine gewisse Verschiebung in Querrichtung auch bei Eingreifen eines Mittels in die Fixierausnehmung zu er möglichen (bzw. um die Hitzeschildkachel in die genaue Soll position bringen zu können) als auch anderseits um eine Be schädigung 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 Hitze schildkachel 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 Hitzeschild kachel wird die Fixierung in Längsrichtung ermöglicht, ohne dass das Bauvolumen größer ist als das einer Hitzeschildka- chel 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 ge geben 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 ermög licht.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Tiefe der Fixieraus nehmung in einer Richtung betrachtet von der Kaltseite zur Heißseite zumindest der 0,1-fachen Stärke der Hitzeschildka chel, das heißt dem Abstand von der Kaltseite zur Heißseite, entspricht. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Fixieraus nehmung 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 vor teilhaften Ausführungsform die Fixierausnehmung in Querrich tung erstreckt und hierbei eine Länge in Querrichtung von zu mindest der 0,5-fachen Breite der Hitzeschildkachel in Quer richtung aufweist. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn sich die Fixierausnehmung über die gesamte Breite der Hitze schildkachel 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 Fi xierung 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. Hier bei ist es weiterhin vorteilhaft, wenn sich die Fixierausneh mung maximal über die 0,3-fache Breite der Hitzeschildkachel erstreckt.

Mit der Verwendung von zumindest zwei Taschen-förmigen Fi xierausnehmungen wird die Hitzeschildkachel nicht unnötig ge schwächt, sodass sowohl deren Isolationsfunktion weitestge hend gewährleistet ist als auch die Stabilität weitestgehend erhalten bleibt.

Aufgrund der in der Regel hören Belastung der Hitzeschildka cheln an deren Ränder aufgrund der zwischen den Hitzeschild kacheln vorhandener Spalte ist es vorteilhaft, wenn die Fi xierausnehmung zumindest von den Querrändern beanstandet ist.

Dabei ist es in einer vorteilhaften Variante möglich, die Fi xierausnehmung ungefähr - in Längsrichtung betrachtet - in der Mitte der Hitzeschildkachel anzuordnen. Dies wird als ge geben angesehen, sofern sich diese in der Mitte der Hitze schildkachel befindet oder der Abstand von der Mitte der Fi xierausnehmung zur Mitte der Hitzeschildkachel in Längsrich tung maximal der 0,2-fachen Länge der Hitzeschildkachel in Längsrichtung entspricht.

In einer zweiten vorteilhaften Variante wird die Fixieraus nehmung auf Höhe der bestimmungsgemäß gegenüberliegend ange ordneten Befestigungsmitteln angeordnet. Sofern die Hitze- schildkachel eine besondere Formgebung zur Anbringung der Be festigungsmittel aufweist, so ist die Lage in Längsrichtung unmittelbar festgelegt.

Dabei ist es weiterhin besonders vorteilhaft, wenn die Hitze schildkachel an jedem Längsrand zwei in Längsrichtung zuei nander 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 Fi xierausnehmung, besonders vorteilhaft die zwei zueinander be anstandeten Fixierausnehmungen, zwischen zwei gegenüberlie genden Befestigungsaufnahmen.

Ansonsten ergibt sich die vorteilhafte Lage der Fixierausneh mung zwischen zwei Befestigungsmittel durch die bestimmungs gemäße Verwendung der Hitzeschildkachel. Insbesondere kann in diesem Fall die Lage der anzubringenden Befestigungsmittel in Längsrichtung auf die Position der Fixierausnehmung festge legt sein.

Mit der neu geschaffenen Hitzeschildkachel wird die Realisie rung einer neuartigen erfindungsgemäßen Brennkammer ermög licht. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn es sich um die Brennkammer einer Gasturbine handelt. Die Brennkammer weist in jedem Fall eine Tragstruktur auf, auf der umlaufend in mehreren Reihen jeweils Hitzeschildelemente angebracht sind.

Erfindungsgemäß wird hierbei zumindest eine Reihe der Hitze schildelemente von Hitzeschildkachel gemäß vorheriger Be schreibung gebildet. Hierzu weist die Tragstruktur zumindest eine in die jeweilige Fixierausnehmung der jeweiligen Hitze schildkachel eingreifende Fixiererhebung auf. Dabei kann vor gesehen sein, dass die Fixiererhebung montiert oder fest mit der Tragstruktur verbunden ist. Grundsätzlich ist es nicht vorgesehen, dass sämtliche Hitze schildkacheln der Brennkammer mit einer Fixierausnehmung ver sehen sind. Vielmehr wird in besonders vorteilhafter Weise zumindest eine umlaufende Reihe (beispielsweise zwei oder drei Reihen) mit Hitzeschildkacheln mit Fixierausnehmung ver sehen, zu denen dann eine Fixiererhebung an der Tragstruktur erforderlich ist. Demgegenüber können weitere Reihen von Hit zeschildkacheln vorgesehen sein, welche keine Fixierausneh mung 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 Her stellung und Lagerung genutzt werden kann.

Zur Ermöglichung der Befestigung der Hitzeschildkacheln sowie der weiteren Hitzeschildelemente an der Tragstruktur ist es hierbei vorteilhaft, wenn die Tragstruktur mehrere, in Längs richtung zueinander beanstandete, in Querrichtung umlaufende Befestigungsnuten aufweist. In diesen Befestigungsnuten kön nen notwendige Befestigungsmittel angebracht werden.

Zur Realisierung der Fixiererhebung ergeben sich hierdurch zwei besonders vorteilhafte Ausführungsformen. In einer ers ten vorteilhaften Gestaltung weist die Tragstruktur für eine umlaufende Reihe an Hitzeschildkacheln eine umlaufende Fixie rerhebung 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 er möglicht in vorteilhafter Weise den Einsatz von Hitzeschild kachel 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 Hitze schildkacheln, welche eine durchgehende Fixierausnehmung oder zumindest zwei Fixierausnehmungen aufweist, zwei Fixiererhe bungen vorhanden sind. Diese sind hierbei in Querrichtung zu einander beabstandet. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die bei den zu einer Hitzeschildkachel mit Fixierausnehmung gehören den Fixiererhebungen in Längsrichtung auf gleicher Höhe ange ordnet sind.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Fixiererhebungen jeweils von montierten Zentrierelementen gebildet werden. Hierdurch vereinfacht sich die Herstellung der Tragstruktur mit in Umfangsrichtung beanstandeten Fixiererhebungen. Insbe sondere ermöglicht diese Ausführungsform eine Nachrüstung bei bestehenden Anlagen.

Dabei ist es des Weiteren besonders vorteilhaft, wenn die Fi xiererhebungen 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 Aus führungsformen für eine erfindungsgemäße Hitzeschildkachel skizziert. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Hitzeschildka chel mit einer durchgehenden Fixierausnehmung; Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Hitzeschildka chel 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 Hitzeschildka chel 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 Befestigungsmit tels mit einer Fixiererhebung.

In der Figur 1 wird ein erstes Ausführungsbeispiel einer er findungsgemäßen Hitzeschildkachel 01 in perspektivischer An sicht 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 gegen überliegend (an der verdeckten Unterseite) die Heißseite 02 befindet. Bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Hitzeschild kachel 01 weist die Kaltseite 03 zu einer Tragstruktur 21 ei ner Brennkammer wobei die Heißseite 02 zu einem Brennraum weisend angeordnet ist. Die Heißseite 02 ist mit der Kaltsei te 03 über zwei Längsränder 04, welche entlang einer Längs richtung verlaufen, verbunden. Dabei befinden sich an den Längsrändern 04 jeweils gegenüberliegend zwei Befestigungs aufnahmen 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 Be festigungsmittel 25 verhindert.

Zur Sicherung gegen eine Verschiebung in Längsrichtung ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass sich an der Kaltseite 03 ei ne in Richtung der Heißseite 02 erstreckende Fixierausnehmung 07 befindet. In diesem Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Fixierausnehmung 07 über die gesamte Breite der Hitzeschild kachel 01 von einem Längsrand 04 zum gegenüberliegenden Längsrand 04. Weiterhin ist die hierzu vorteilhafte Lage der durchgehenden Fixierausnehmung 07 in der Mitte der Hitze schildkachel 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 ei ner Ansicht auf die Kaltseite 03. Analog befindet sich gegen überliegend 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 er streckende Querränder 05. Im Gegensatz zum vorherigen Bei spiel werden hier an den Längsrändern 14 durchgehende Befes tigungsaufnahmen 16 eingesetzt. Wenngleich diese 16 die An bringung von Befestigungsmitteln 25 an verschiedenen Positio nen ermöglichen, so ist gleichfalls wie zuvor vorgesehen, dass vier Befestigungsmittel 25 an gleicher Position wie zu vor eingesetzt werden. Dies wird leicht dadurch ersichtlich, dass am Längsrand 14 auf der Kaltseite 03 Aussparung zur Ver besserung der Kühlung der Befestigungsmittel 25 vorhanden sind.

Im Gegensatz zum vorherigen Ausführungsbeispiel ist nunmehr vorgesehen, dass an der Kaltseite 032 in Querrichtung zuei nander beanstandete Fixierausnehmungen 17 verwendet werden. Diese 17 sind hierbei zwischen zwei bestimmungsgemäß anzu bringenden Befestigungsmitteln 25 (bezogen auf denjenigen Teil, welcher in die Befestigungsaufnahmen 16 eingreift) an geordnet.

Die Fixierung in Längsrichtung in der Brennkammer zeigt hier zu die Figur 3 mit der abschnittsweisen Darstellung einer Tragstruktur 21 in einem Längsschnitt mit der darauf befes tigten Hitzeschildkachel 01. Zu erkennen ist die Hitzeschild kachel 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 obe ren und unteren Ende der Hitzeschildkachel 01. Die zum Brenn raum 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 erken nen 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 Steinhal ter, aufgenommen, welche 25 mit dem jeweils anderen Ende in die Befestigungsaufnahmen 06 eingreifen und somit die Hitze schildkachel 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 Kalt seite 03 sowie den oben und unten liegenden Querrändern 05. Die Tragstruktur 31 ist im Wesentlichen übereinstimmend wie zuvor ausgeführt und weiß gleichfalls die zueinander bean standeten Befestigungsnuten 22 auf. Jedoch wird hier im Ge gensatz zum vorherigen Beispiel auf die integrale Fixiererhe bung verzichtet. Vielmehr ist in diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die Tragstruktur 31 montierte Zentrierele mente 33 aufweist. Diese 33 sind hierbei jeweils in einer Be- festigungsnut 22 befestigt. Entsprechend weist die Hitze schildkachel 11 die zwischen den Befestigungsmittel 25 lie genden Fixierausnehmungen 17 auf, in die 17 das Zentrierele ment 33 als Fixiererhebung eingreift.

In der Fig. 5 wird analog zu den Figuren 1 und 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Hitzeschildka chel 41 skizziert. Diese 41 weist wie vorheriges Beispiel ei ne Heißseite 02 (verdeckte Unterseite in der Figur) sowie ei ne gegenüberliegende Kaltseite 03 (Oberseite in der Darstel lung) auf. Entlang der Längsrichtung erstrecken sich an den beiden gegenüberliegenden Längsrändern 14 jeweils die Befes tigungsaufnahmen 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 Hitzeschildka chel 41 zwei Fixierausnehmungen 47 auf, welche 47 auf einer Seite eine senkrechte Flanke zur Ermöglichung der Anlage ei ner Fixiererhebung 53 und auf gegenüberliegende Seite eine Abschrägung aufweist.

Dazu ist in der Fig. 6 analog der Fig. 4 die Hitzeschildka chel 41 aus Fig. 5 im Anbau an der Tragstruktur 31 im Längs schnitt skizziert. Entsprechend ist wiederum die Tragstruktur 31 mit den Befestigungsnuten 22 zu erkennen. Während in unte rer Befestigungsnut 22 der Steinhalter 25 aus vorherigem Bei spiel 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 Fixierer hebung 53 in Form des Anschlagblechs an einer Flanke der Be festigungsnut 22 und gegenüberliegend an der Flanke der Fi xierausnehmung 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 Längs- richtung 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 so wie 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 An schlagblech, zur Verwendung bei einer Lösung gemäß den Figu ren 5 und 6 skizziert.