Disposición de elemento de pantalla térmica con medio de guía de tornillo y procedimiento para el montaje de un elemento de pantalla térmica.

Disposición de elemento de pantalla térmica (1) con un elemento de pantalla térmica

(3) para una pantalla térmica, que presenta una pluralidad de elementos de pantalla térmica dispuestos adyacentes en una estructura de soporte (30), en la que el elemento de pantalla térmica (3) está fijado en la estructura de soporte (30) con la ayuda de al menos un tornillo de fijación (15) en un medio de enroscamiento previsto en la estructura de soporte (30), caracterizada por que el medio de enroscamiento previsto en la estructura de soporte (30) está equipado con un medio de guía de tornillo (33) en forma de embudo, en el que se puede insertar y atravesar el tornillo de fijación (15) respectivo.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/056649.

Solicitante: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: WITTELSBACHERPLATZ 2 80333 MUNCHEN ALEMANIA.

Inventor/es: BOTTCHER, ANDREAS, SIMON, GERHARD, DR., KLUGE,ANDRE, LINK,MARCO, SCHEIDTMANN,WILHELM, TENRAHM,THOMAS-DIETER, TERTILT,MARC, GRENDEL,SABINE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > APARATOS DE COMBUSTION; PROCESOS DE COMBUSTION > ELABORACION DE PRODUCTOS DE COMBUSTION A ALTA PRESION... > F23R3/00 (Cámaras de combustión continua que emplean combustibles líquidos o gaseosos)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > APARATOS DE COMBUSTION; PROCESOS DE COMBUSTION > ARMADURAS, REVESTIMIENTOS, PAREDES O PUERTAS ESPECIALMENTE... > Armaduras; Cubiertas; Paredes (construcción o soporte... > F23M5/04 (Soportes para las cubiertas)

PDF original: ES-2527174_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Disposición de elemento de pantalla térmica con medio de guía de tornillo y procedimiento para el montaje de un elemento de pantalla térmica.

La invención se refiere a una disposición de elemento de pantalla térmica con un elemento de pantalla térmica, a un medio guía de tornillo, a un procedimiento para el montaje del elemento de pantalla térmica en una disposición de elemento de pantalla térmica y a una utilización de la disposición de elemento de pantalla térmica con las características mencionadas en los preámbulos de las reivindicaciones independientes respectivas.

En muchas aplicaciones técnicas se utilizan pantallas térmicas cerámicas de alto rendimiento, para resistir temperaturas entre 1000 y 1600 grados Celsius. En particular, las pantallas térmicas de máquinas de turbinas como turbinas de gas y grupos turbo moto propulsores, como encuentran aplicación en centrales eléctricas generadoras de corriente y en aviones grandes, presentan superficies correspondientemente grandes que deben ser blindadas por medio de pantallas térmicas en el interior de las cámaras de combustión. Debido a la dilatación térmica y debido a las dimensione grandes, la pantalla debe estar compuesta por una pluralidad de elementos de pantallas térmica individuales fabricados de cerámica, que están distanciados unos de los otros con un intersticio suficiente. Este intersticio ofrece a los elementos de pantallas térmicas espacio suficiente para la dilatación térmica. No obstante, puesto que el intersticio posibilita también un contacto directo de los gases calientes de la combustión con la estructura e soporte que lleva la pantalla térmica, se insufla como contramedida efectiva a través de los intersticio en la dirección de las cámaras de combustión un fluido de refrigeración en forma de aire de refrigeración a través de canales de refrigeración. Este aire de refrigeración se utiliza, además, para soplar selectivamente los soportes de fijación metálicos y para refrigerarlos de esta manera, con los que están amarrados los elementos de pantallas térmicas cerámicas (CHS, Ceramic Heat Shields) en la estructura de soporte.

Para realizar los soportes de la manera más sencilla posible y de una sola pieza, se conoce un tipo de construcción, en el que estos soportes se pueden insertar, por una parte, encajando en las ranura de montaje configuradas de forma circundante circular y paralelas en la estructura de soporte y, por otra parte, se pueden amarrar con secciones de agarre configuradas en las ranuras de retención configuradas en cantos laterales de los elementos de pantallas térmicas cerámicas. Los elementos de pantallas térmicas son insertados sucesivamente con los soportes en las ranuras de la estructura de soporte, de manera que los elementos siguientes bloquean los elementos posicionados delante en sus posiciones. De esta manera se pueden formar, por ejemplo, una serie circundante circular de elementos de pantallas térmicas en una cámara de combustión de una turbina de gas.

El último elemento de pantalla térmica remanente no se puede montar, sin embargo, de esta manera, porque los elementos de pantallas térmicas adyacentes presentes a ambos lados bloquean un movimiento de montaje dirigido tangencialmente. Con frecuencia tal elemento de pantalla térmica se designa como una placa de trampa o trampa. Por consiguiente, para la aplicación del último elemento de pantalla térmica se aplican soluciones con uniones atornilladas, que posibilitan un montaje del elemento de pantalla térmica en la dirección de la perpendicular de la superficie de la estructura de soporte.

Una unión atornillada conocida utiliza a este respecto cuatro tornillos, que encajan en las escotaduras configuradas a tal fin en cantos laterales del elemento de pantalla térmica (ver las figuras 1 y 2) . Esta solución tiene el inconveniente de que el montaje condiciona un problema de manipulación. La manipulación de los cuatro tornillos fuerza, por ejemplo, la utilización de medios de fijación como encolado o cinta adhesiva, que no son fiables, con lo que se pueden perder los tornillos y debido al alto peligro de daño de una turbina deben encontrarse necesariamente antes de la puesta en servicio. Además, el montaje por encima de la cabeza es difícil, puesto que los tornillos se pueden inclinan a través de la fijación con cinta adhesiva y de esta manera no se pueden introducir en los taladros previstos. Puesto que se trata de la última pantalla térmica, los tornillos no se pueden posicionar con la mano, sino que deben guiarse por el tacto â?" sin la vista â?" en los taladros.

Es especialmente difícil enhebrar los tornillos de fijación en los taladros roscados correspondientes de la estructura de soporte.

Los documentos EP 1 701 095 A1 y EP 0 558 540 B1 describen a modo de ejemplo una pantalla térmica realizada como se ha indicado anteriormente con las ventajas y problemas descritos. Los elementos de pantallas térmicas se designan en el mundo técnico como piedras y los soportes de retención que los retienen se designan como soportes de piedras y las ranuras recortadas en los cantos laterales de los elementos de pantallas térmicas se designan como bolsas.

La presente invención tiene el cometido de configurar de una manera segura y no complicada el montaje de un elemento de pantalla térmica, en particular de una piedra de cierre o de una trampa, en la dirección de la perpendicular de la superficie de la estructura de soporte de una pantalla térmica constituida por una pluralidad de elementos de pantalla térmica.

Para la solución de este cometido, la invención parte de acuerdo con un primer aspecto de una disposición de

elemento de pantalla térmica con un elemento de pantalla térmica, en particular con una trampa, para una pantalla térmica que presenta una pluralidad de elementos de pantalla térmica dispuestos adyacentes en una estructura de soporte. En este caso, el elemento de pantalla térmica, en particular la trampa, está fijado en la estructura de soporte con la ayuda de al menos un tornillo de fijación en un medio de enroscado previsto en la estructura de soporte, por ejemplo en forma de al menos una tuerca roscada.

De acuerdo con la invención, está previsto que el medio de enroscado previsto en la estructura de soporte esté equipado con un medio de guía de los tornillos en forma de embudo, en el que se puede insertar y penetrar el tornillo de fijación respectivo.

Es ventajoso que el medio de enroscado presente al menos un elemento de resorte, en particular un paquete de platos de resorte, que sirve para la compensación de la dilatación térmica del elemento de pantalla térmica. Con preferencia, el medio de guía de los tornillos en forma de embudo está fijado por aplicación de fuerza en un paquete de platos de resorte.

En otra configuración preferida de la presente invención, el medio de guía de los tornillos en forma de embudo está fijado por unión positiva en una escotadura de la estructura de soporte. La estructura de soporte puede presentar por cada serie de elementos de pantalla térmica al menos una ranura de retención de la piedra y en particular dos ranuras de retención de la piedra. Una configuración especialmente ventajosa resulta cuando la escotadura en la estructura de soporte es idéntica con la ranura de retención de la piedra. En este caso, no debe preverse ninguna escotadura especial, de manera que se ahorran costes de fabricación.

De acuerdo con otra configuración preferida de la invención, la conexión por aplicación de fuerza del medio de guía de los tornillos en forma de embudo se realiza por medio de soldadura o por asiento a presión o en una sola pieza con el medio de enroscado o la estructura de soporte.

La soldadura se... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Disposición de elemento de pantalla térmica (1) con un elemento de pantalla térmica (3) para una pantalla térmica, que presenta una pluralidad de elementos de pantalla térmica dispuestos adyacentes en una estructura de soporte (30) , en la que el elemento de pantalla térmica (3) está fijado en la estructura de soporte (30) con la ayuda de al menos un tornillo de fijación (15) en un medio de enroscamiento previsto en la estructura de soporte (30) , caracterizada por que el medio de enroscamiento previsto en la estructura de soporte (30) está equipado con un medio de guía de tornillo (33) en forma de embudo, en el que se puede insertar y atravesar el tornillo de fijación (15) respectivo.

2. Disposición de elemento de pantalla térmica de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el medio de guía del tornillo (33) en forma de embudo está fijado por aplicación de fuerza en un paquete de platos de resorte (19) .

3. Disposición de elemento de pantalla térmica de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el medio de guía del tornillo (33) en forma de embudo está fijado por aplicación de fuerza en una escotadura de la estructura de soporte (30) .

4. Disposición de elemento de pantalla térmica de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizada porque la estructura de soporte (30) presenta por cada serie de placas térmicas al menos una ranura de soporte del elemento de pantalla térmica (40) y la escotadura en la estructura de soporte (30) es idéntica con la ranura de soporte del elemento de pantalla térmica (40) .

5. Disposición de elemento de pantalla térmica de acuerdo con la reivindicación 2, 3 ó 4, caracterizada porque la conexión por aplicación de fuerza del medio de guía del tornillo en forma de embudo (33) se realiza por soldadura o por asiento a presión o en una sola pieza con el medio de enroscamiento o de la estructura de soporte (30) .

6. Disposición de elemento de pantalla térmica de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizada porque la soldadura se realiza por medio de soldadura por puntos, soldadura de costura, eléctricamente, a través de llama de gas o fricción/ultrasonido.

7. Disposición de elemento de pantalla térmica de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el medio de enroscamiento presenta una tuerca roscada (21) .

8. Disposición de elemento de pantalla térmica de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada porque el medio de enroscamiento presenta al menos un elemento de resorte, en particular un paquete de platos de resorte (19) , que sirve para la compensación de la dilatación térmica del elemento de pantalla térmica (3) .

9. Disposición de elemento de pantalla térmica de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores 1 a 8, caracterizada porque el medio de guía del tornillo (33) está formado por al menos una superficie de deslizamiento (35) dispuesta inclinada con respecto al eje longitudinal del tornillo de fijación (15) , en la que la superficie de deslizamiento (35) se estrecha hacia el diámetro del medio de enroscamiento.

10. Procedimiento para el montaje de una disposición de elemento de pantalla térmica (1) , que está configurada de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque -el elemento de pantalla térmica (3) es llevado en un movimiento de montaje perpendicular a la estructura de soporte (30) a su posición prevista entre elementos de pantallas térmicas adyacentes sobre la estructura de soporte, y -los tornillos de fijación (15) son guiados en medios de guía de tornillos (33) en forma de embudo respectivos y son enroscados en el medio de enroscado previsto en la estructura de soporte (30) .

11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque los tornillos de fijación (15) son montados previamente en el elemento de pantalla térmica (3) .

12. Utilización de la disposición de elemento de pantalla térmica (1) de acuerdo con una reivindicación anterior para la configuración de una pantalla térmica, en particular de una pieza de cierre o piedra de trampa de la pantalla térmica, de un motor de combustión interna, en particular de una turbina.