Металлическая теплоизоляционная плитка для камеры сгорания газовой турбины

1. Металлическая теплоизоляционная плитка для камеры сгорания газотурбинного двигателя, содержащая:
защитную пластину (25), имеющую первую поверхность (25a), при использовании подверженную воздействию горячего газа, текущего через камеру (8) сгорания газотурбинного двигателя (1), вторую поверхность (25b), противоположную первой поверхности (25a);
заднюю поверхность (18a) и задний край (18b) между первой поверхностью (25a) защитной пластины (25) и задней поверхностью (18a);
внешний обод (27), продолжающийся от защитной пластины (25) в направлении, противоположном ее первой поверхности (25a), и имеющий первый боковой участок (27a), второй боковой участок (27b), противоположный первому боковому участку (27a), и задний участок (27c);
множество уплотнительных отверстий (30, 31) во внешнем ободе (27);
при этом:
первая поверхность (25a) защитной пластины (25) выполнена в виде участка поверхности вращения вокруг центральной оси (AC);
уплотнительные отверстия (30, 31) включают в себя множество боковых уплотнительных отверстий (30) в первом боковом участке (27a) и во втором боковом участке (27b) внешнего обода (27) и множество задних уплотнительных отверстий (31) в заднем участке (27c) внешнего обода (27), причем каждое боковое уплотнительное отверстие (30) имеет соответствующую ось (AS) бокового отверстия, и каждое заднее уплотнительное отверстие (31) имеет соответствующую ось (AA) заднего отверстия;
для каждого бокового уплотнительного отверстия (30), соответствующая ось (AS) бокового отверстия образует первый угол (α) ± 15° с первой базовой плоскостью (P1), и проекция соответствующей оси (AS) бокового отверстия на первую базовую плоскость (P1) образует второй угол (β) ± 30° со второй базовой плоскостью (P2), перпендикулярной центральной оси (AC);
первая базовая плоскость (P1) параллельна центральной оси (AC) и перпендикулярна средней плоскости (PM) первой поверхности (25a) защитной пластины (25), которая включает в себя центральную ось (AC).
2. Теплоизоляционная плитка по п.1, в которой боковые уплотнительные отверстия (30) имеют соответствующие диаметры между 1 мм и 5 мм.
3. Теплоизоляционная плитка по п.1 или 2, в которой первые углы (α) боковых уплотнительных отверстий (30) в одном из первого бокового участка (27a) и второго бокового участка (27b) внешнего обода (27) составляют между 0° и 15°, и первые углы (α) боковых уплотнительных отверстий (30) в другом из первого бокового участка (27a) и второго бокового участка (27b) внешнего обода (27) составляют между 0° и –15°.
4. Теплоизоляционная плитка по любому из предшествующих пунктов, в которой вторые углы (β) боковых уплотнительных отверстий (30) в одном из первого бокового участка (27a) и второго бокового участка (27b) внешнего обода (27) составляют между 0° и 30°, и вторые углы (β) боковых уплотнительных отверстий (30) в другом из первого бокового участка (27a) и второго бокового участка (27b) внешнего обода (27) составляют между 0° и –30°.
5. Теплоизоляционная плитка по любому из предшествующих пунктов, в которой пары соответствующих боковых уплотнительных отверстий (30), обеспеченных в первом боковом участке (27a) и во втором боковом участке (27b) соответственно, расположены так, что ее выпускные отверстия находятся в соответствующих положениях в направлении, параллельном центральной оси (AC).
6. Теплоизоляционная плитка по любому из предшествующих пунктов, в которой оси (AA) задних уплотнительных отверстий (31) образуют соответствующие третьи углы (γ) между 5° и 45° с направлением, параллельным центральной оси (AC).
7. Теплоизоляционная плитка по п.6, в которой вторая поверхность (25b) и внешний обод (27) ограничивают углубление (29), и соответствующие оси (AA) задних уплотнительных отверстий (31) наклонены так, что текучая среда, текущая из углубления (29) наружу через задние уплотнительные отверстия (31), направляется к центральной оси (AC).
8. Теплоизоляционная плитка по п.6 или 7, в которой задние уплотнительные отверстия (31) имеют соответствующие диаметры между 1 мм и 5 мм.
9. Теплоизоляционная плитка по любому из предшествующих пунктов, в которой задний край (18b) скруглен с первым радиусом (R1) кривизны, причем первый радиус (R1) кривизны предпочтительно составляет между 1 мм и 3 мм.
10. Теплоизоляционная плитка по п.9, в которой задняя поверхность (18a) теплоизоляционной плитки 18 имеет первую вогнутую область (18c) и вторую вогнутую область (18d), отделенные гребнем (18e), причем все продолжаются параллельно заднему краю (18b) между первым боковым участком (27a) и вторым боковым участком (27b) внешнего обода (27).
11. Теплоизоляционная плитка по п.10, в которой первая вогнутая область (18c) ограничена задним краем (18b) и гребнем (18e) и имеет второй радиус (R2) кривизны, причем второй радиус (R2) кривизны предпочтительно составляет между 20 мм и 30 мм.
12. Теплоизоляционная плитка по любому из предшествующих пунктов, в которой первый боковой участок (127a) и второй боковой участок (127b) внешнего обода (127) имеют соответствующие боковые выступы (150) и углубления (151), чередующиеся в направлении, параллельном центральной оси (AC), причем боковые выступы (150) и углубления (151) выполнены так, что, когда теплоизоляционная плитка и еще одна идентичная теплоизоляционная плитка расположены бок о бок, чередующиеся боковые выступы (150) и углубления (151) теплоизоляционной плитки зацепляют чередующиеся боковые выступы (150) и углубления (151) другой теплоизоляционной плитки.
13. Газотурбинный двигатель, содержащий кольцевую камеру (8) сгорания, снабженную теплозащитным экраном (15), при этом теплозащитный экран (15) содержит по меньшей мере одну теплоизоляционную плитку (18; 118) по любому из предшествующих пунктов, и камера (8) сгорания продолжается вокруг центральной оси (AC).
14. Газотурбинный двигатель по п.13, содержащий расширительную секцию (5), имеющую ступень (21) с входными направляющими лопатками, выполненную с возможностью приема горячего газа, текущего из камеры (8) сгорания, причем теплозащитный экран (15) содержит множество теплоизоляционных плиток по любому из пп.1–12, расположенных вокруг центральной оси (AC) с образованием выходного ряда в месте сопряжения со ступенью (21) с входными направляющими лопатками расширительной секции.
15. Газотурбинный двигатель по п.14, в котором выходной ряд теплозащитного экрана (15) и ступень (21) с входными направляющими лопатками расширительной секции отделены в осевом направлении кольцевым зазором (22), задние края (18b) теплоизоляционных плиток (18) выступают в осевом направлении по направлению к ступени (21) с входными направляющими лопатками расширительной секции, таким образом частично закрывая зазор (22), и задние уплотнительные отверстия (31) обращены к зазору (22).
16. Газотурбинный двигатель по п.12 при зависимости от п.9, в котором первый радиус (R1) кривизны задних краев (18b) теплоизоляционных плиток (18; 118) меньше порогового значения радиуса, так что первый радиус (R1) кривизны предотвращает отклонение в зазор (22) посредством эффекта Коанда горячего газа (HG), текущего из камеры (8) сгорания по меньшей мере на режимах работы с основной нагрузкой.