BR102017012071A2 - Thermal insulation cover and thermal insulation plug assembly - Google Patents
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Abstract
trata-se de um conjunto de manta de isolamento térmico (70) que tem uma manta de isolamento térmico (72) que inclui um material de isolamento de aerogel (74) que tem uma primeira superfície (76) e uma segunda superfície (78) que é disposta de modo oposto à primeira superfície (76), um suporte (80) que cobre a segunda superfície (78) do material de isolamento de aerogel (74) e uma camada de película (82) que cobre a primeira superfície (76) do material de isolamento de aerogel (74).
Description
“COBERTURA DE ISOLAMENTO TÉRMICO E CONJUNTO DE MANTA DE ISOLAMENTO TÉRMICO” Antecedentes da Invenção [001] Os motores de turbina e turbofan e, particularmente, os motores de turbina de combustão ou a gás, são motores giratórios que extraem energia de um fluxo de gases queimados que passa através do motor sobre diversas pás de turbina. Os motores de turbina a gás têm sido usados para locomoção terrestre e náutica e para geração de potência, mas são mais comumente utilizados para aplicações aeronáuticas, tais como para aeronaves, incluindo helicópteros. Em aeronaves, os motores de turbina a gás e turbofan são utilizados para propulsão da aeronave. Em aplicações terrestres, os motores de turbina são geralmente usados para geração de potência e propulsão marinha. Os motores são tipicamente montados em um invólucro ou um alojamento, tal como uma carenagem ou nacela aerodinâmica. Em algumas configurações, a carenagem ou nacela aerodinâmica pode ser integrada no quadro de ar da aeronave.
[002] Mantas de isolamento térmico podem ser utilizadas para cercar o núcleo do motor. Mantas de isolamento térmico também podem ser utilizadas para proteger os acessórios ou controles montados no invólucro, na nacela ou no motor de temperaturas de motor normais ou elevadas. Convencionalmente, tais mantas podem ser compostas por materiais de isolamento de alta temperatura envolvidos em uma película metálica de folha delgada que fornece retenção de isolamento, durabilidade operacional e rigidez estrutural.
Breve Descrição da Invenção [003] Em um aspecto da presente revelação, uma cobertura de isolamento térmico inclui um material de isolamento de aerogel que tem uma primeira superfície e a segunda superfície que é disposta de modo oposto à primeira superfície, um suporte que cobre a segunda superfície do material de isolamento de aerogel e uma camada de película que cobre a primeira superfície do material de isolamento de aerogel e envolvida a redor de uma extremidade do material de isolamento de aerogel e uma porção do suporte e a porção da segunda superfície.
[004] De acordo com um segundo aspecto da presente revelação, um conjunto de manta de isolamento térmico que cobre pelo menos uma porção de um motor nuclear de um motor de turbina a gás inclui uma manta de isolamento térmico que tem uma construção em camadas, incluindo um material de isolamento de aerogel que tem uma primeira superfície e uma segunda superfície que é disposta de modo oposto à primeira superfície, um suporte que cobre a segunda superfície do material de isolamento de aerogel, uma camada de película que cobre a primeira superfície do material de isolamento de aerogel e se envolve ao redor de uma extremidade do material de isolamento de aerogel, uma porção do suporte e uma porção da segunda superfície, e um prendedor integrado na manta e configurado para se prender operacionalmente a uma carenagem do motor nuclear.
[005] De acordo com um terceiro aspecto da presente revelação, um conjunto de manta de isolamento térmico para um motor de turbina a gás inclui uma manta de isolamento térmico, que compreende um material de isolamento de aerogel que tem uma primeira e uma segunda superfícies dispostas de modo oposto, uma camada de película metálica que cobre a primeira superfície do material de isolamento de aerogel e se envolve ao redor de uma extremidade para cobrir uma borda da segunda superfície e um prendedor integrado configurado para corresponder a uma estrutura em uma carenagem do motor de turbina a gás e em que a manta de isolamento térmico tem uma espessura na faixa de 1,2 mm a 7,5 mm.
Breve Descrição dos Desenhos [006] Nos desenhos: A Figura 1 é um diagrama em corte transversal esquemático de um motor de turbina a gás de acordo com a presente revelação; A Figura 2 é uma vista em corte transversal de uma manta de técnica anterior fixado a uma carenagem de um motor de turbina a gás; A Figura 3 é uma vista em corte transversal de uma manta separada de uma porção do conjunto de acordo com a presente revelação, a qual pode ser utilizada no motor de turbina a gás da Figura 1; e A Figura 4 é uma vista em corte transversal semelhante à da Figura 3 com a manta instalada com um flange de fixação.
Descrição Detalhada Da Invenção [007] Os aspectos descritos da presente revelação são direcionados a uma manta isolante, particularmente, para uso em um motor de turbina a gás. Para propósitos de ilustração, a presente revelação será descrita em relação a um motor de turbina a gás de aeronaves. Entretanto, será entendido que a revelação não é tão limitada e pode ter aplicabilidade geral em aplicações de não aeronaves, tais como outras aplicações móveis, incluindo, mas sem limitação, espaço, automotiva, em trilhos e marina, e aplicações não móveis industriais, comerciais e residenciais. Quando os aspectos da revelação são destinados a uma manta isolante, os aspectos da revelação podem ser aplicados a estruturas ou materiais isolantes adicionais, incluindo, mas sem limitação, coberturas, esteiras, coberturas e semelhantes.
[008] Conforme usado no presente documento, o termo “para frente” ou “a montante” se refere a mover em uma direção em direção à entrada de motor ou um componente que está relativamente mais próximo à entrada de motor conforme em comparação com outro componente. O termo “para trás” ou “a jusante” se refere a uma direção para a traseira ou saída do motor em relação à linha central do motor. Adicionalmente, conforme usado no presente documento, os termos “radial” ou “radialmente” se referem a uma dimensão que se estende entre um eixo geométrico longitudinal central do motor e uma circunferência de motor externa. Deve ser adicionalmente entendido que “um conjunto” pode incluir qualquer número dos elementos respectivamente descritos, incluindo apenas um elemento.
[009] Todas as referências de direção (por exemplo, radial, axial, proximal, distai, superior, inferior, para cima, para baixo, esquerda, direita, lateral, frontal, atrás, topo, fundo, acima, abaixo, vertical, horizontal, sentido horário, sentido anti-horário, a montante, a jusante, para trás, etc.) são usadas somente para identificação de propósitos para auxiliar o entendimento do leitor da presente revelação, e não criar limitações, particularmente quanto à posição, orientação ou uso da invenção. As referências de conexão (por exemplo, fixado, acoplado, conectado e unido) devem ser interpretadas de forma ampla e podem incluir membros intermediários entre uma coleção de elementos e de movimento relativo entre elementos a menos que de outra forma indicadas. Desse modo, as referências de conexão não necessariamente inferem que dois elementos estão diretamente conectados e em relação fixa um ao outro. Os desenhos exemplificativos são para propósitos somente de ilustração e as dimensões, posições, ordem e tamanhos relativos refletidos nos desenhos anexos podem variar.
[010] A Figura 1 representa esquematicamente uma turbina a gás ou um motor turbofan 10 incluindo uma nacela 12 que cerca pelo menos uma porção de um motor nuclear 14. O motor de turbina a gás 10 tem um eixo geométrico que se estende, em geral, de modo longitudinal ou uma linha central 36 que se estende da parte dianteira até a traseira. Um conjunto de ventilador 16 localizado na frente do motor central 14 inclui um nariz giratório 18 que se projeta para frente a partir de uma matriz de pás de ventilador 20.0 motor central 14 é esquematicamente representado como incluindo um compressor de alta pressão 22, um combustor 24, uma turbina de alta pressão 26 e uma turbina de baixa pressão 28. Uma grande porção do ar que entra no conjunto de ventilador 16 é desviado para a traseira do motor 10 para gerar impulso de motor adicional. O ar desviado passa através de um duto de desvio em formato anular 30 que define um conduto de fluxo de ar da frente para a traseira ou um conduto de fluxo de ar 31 entre a nacela 12 e uma carenagem nuclear interna 32 e sai do duto de desvio 30 através de um bocal de saída de ventilador 34. A carenagem nuclear interna 32 define o limite radialmente para dentro do duto de desvio 30 e fornece uma superfície de transição para um bocal de escape primário 38 que se estende para trás a partir do motor nuclear 14. A nacela 12 define o limite radialmente para fora do duto de desvio 30. Os fluxos de ar de ventilador desviados através do conduto de fluxo de ar 31 antes de serem escapados através do bocal de saída de ventilador 34. A nacela 12 pode incluir diversos elementos primários que definem os limites externos da nacela 12 incluindo, mas sem limitação, um conjunto de entrada 40, uma carenagem de ventilador 42 que realiza interface com um invólucro de ventilador de motor que envolve as pás de ventilador 20.
[011] A carenagem nuclear interna 32 fornece, dentre outras coisas, contorno aerodinâmico para o fluxo de ar através do duto de desvio 30, supressão acústica e contenção de falha de sistemas de motor. Tipicamente, a carenagem nuclear interna 32 é produzida a partir de painéis de compósito de grafite ou ligados por alumínio que utiliza resinas epóxi ou de bismaleimida para fornecer resistência e integridade estrutural. Essas resinas curadas e, logo, os painéis estruturais, as mesmas são integrais e têm capacidade para manter as propriedades estruturais até a faixa de temperatura de 121,11 a 232,22 °C (250 °F a 450 °F). Entretanto, em uma nacela de motor de aeronaves e, potencialmente, outras instalações iniciais de potência de motor, gerador ou auxiliares, é provável que vazamento ou dutos secundários de motor falhos, dutos auxiliares ou flanges de fixação acessórios possam resultar em temperaturas de compartimento em excesso de 315,56 °C (600 °F) por períodos de tempo estendidos. Isso danifica ou degrada os componentes estruturais, a menos que os mesmos sejam protegidos.
[012] Tradicionalmente, os componentes de nacela de aeronaves têm sido protegidos do ambiente de motor de aeronaves quente por aspersão em materiais de isolamento ou mantas de isolamento mecanicamente fixadas. A Figura 2 é uma representação de uma manta de acordo com a técnica anterior usada em carenagens nucleares de motores de turbina a gás de desvio alto, assim como outros componentes de nacela de motor de aeronaves, por exemplo, entradas de motor, reversores de propulsão e transcarenagens. Os materiais e as construções contemporâneos para a manta de isolamento térmico 50 da técnica anterior incluem um material de isolamento 52, por exemplo, um material de isolamento de fibra de vidro ou cerâmica envolvida por uma vedação de borda de isolamento 54. Será entendido que vãos são mostrados na manta de isolamento térmico 50 da técnica anterior para clareza. Uma primeira barreira 56, tal como fibra de vidro ou outro material, pode estar localizada no lado adjacente da carenagem. Uma camada delgada de aço 58 na face oposta e pode ser envolvida para formar uma conclusão de borda. Um adesivo 59 pode ser utilizado para fixar a camada delgada de aço 58 à primeira barreira 56.
[013] Tal manta de isolamento térmico 50 da técnica anterior foi fixada com o uso de muitos prendedores metálicos convencionais 60, os quais passam, tipicamente, através da manta de isolamento térmico 50 da técnica anterior, tal como através de um anel isolante metálico incluído 61. Tais prendedores metálicos convencionais 60 se estendem através da manta de isolamento térmico 50 da técnica anterior e, dessa forma, também precisam ser protegidos. Tipicamente, uma tampa isolante 62, a qual é ilustrada em uma cabeça 64 ou uma porca do prendedor metálico convencional 60, é incluído em cada um dentre os prendedores metálicos convencionais 60.
[014] Uma vez que temperaturas operacionais aumentaram com projetos de motor mais recentes, os ambientes térmicos crescentemente severos de suas carenagens nucleares necessitaram mantas de isolamento mais espessas e pesadas 50, o que é desvantajoso em termos de peso, o que afeta negativamente a economia de combustível, o espaço livre com componentes circundantes do motor nuclear e manutenção realizada no motor nuclear. Tal manta de isolamento térmico 50 da técnica anterior tem uma espessura geral 66 maior que 6 mm (0,24 polegada) e está na faixa, tipicamente, de até 19,0 mm (0,75 polegada). A tecnologia de manta de isolamento contemporânea, tal como aquela ilustrada na Figura 2, usa revestimento de fibra de vidro ou sílica como o material de isolamento e utiliza prendedores cruzados metálicos convencionais em aço ou titânio com tampas isolantes para fixações. Além disso, o peso instalado da manta de isolamento térmico convencional 50 da técnica anterior está entre 4,88 quilogramas por metro quadrado e 2,93 quilogramas por metro quadrado (0,6 e 1,0 libra por pé quadrado), o que resulta em um total de até 81,65 quilogramas (180 libras) por reversor de propulsão de nacela dependendo da geometria da carenagem e pode exigir 300 a 500 prendedores metálicos convencionais 60 com custo associado, complexidade, peso e impacto na estrutura de carenagem. A espessura da manta térmica convencional e a projeção dos prendedores metálicos convencionais 60 reduz espaço disponível para empacotamento de motor e acessório e torna as linhas de nacela maior, o que aumenta o arrasto.
[015] Como tal, existe um desejo por mantas de isolamento térmico mais delgadas que têm capacidade para alcançar condutividades térmicas comparáveis ou menores, enquanto também reduz o peso a fim de aperfeiçoar a eficiência da manta e a eficiência geral do motor em que os mesmos são instalados. A busca contínua por desempenho de aeronave e motor aperfeiçoado exige que todos os elementos da construção alcancem peso menor e também, no caso de nacelas de motor, espessura reduzida para otimizar a instalação de motor e reduzir o tamanho geral e o arrasto aerodinâmico resultante. Os aspectos da revelação se referem a uma manta de isolamento protetora ou uma proteção que utiliza aerogel de poli-imida, também denominada como aerogel, como o meio isolante de proteção. Conforme usado no presente documento, “aerogel” ou “aerogel de poli-imida” pode incluir materiais de aerogel configurados, selecionados ou permitidos a suportar o ambiente operacional da aplicação, tal como em um motor de turbina a gás. Nesse sentido, os materiais de aerogel podem ser configurados, selecionados ou permitidos a incluir uma durabilidade que tem capacidade para suportar fatores externos, incluindo, mas sem limitação, manuseio físico repetido, vibração repetida, aplicação de carga repetida e semelhantes, sem quebrar, se tornar destruído ou perder as qualidades isolantes ou protetoras do aerogel.
[016] Por exemplo, a Figura 3 ilustra um conjunto de manta de isolamento térmico exemplificativo 70 de acordo com aspectos da revelação. Tal conjunto de manta de isolamento térmico 70 pode ser utilizado para cercar uma porção de um motor nuclear de um motor de turbina a gás, tal como o motor de turbina a gás e nuclear ilustrado na Figura 1. Uma manta de isolamento térmico 72 está incluída no conjunto de manta de isolamento térmico 70 e inclui uma construção em camadas que inclui um material de isolamento de aerogel 74 que tem uma primeira superfície 76 e uma segunda superfície 78 que é disposta de modo oposto à primeira superfície 76. Em outro aspecto não limitante da revelação, a manta de isolamento térmico 72 pode incluir uma construção em camadas que inclui um material de isolamento de aerogel 74 em combinação com um material de fibra de vidro. Será entendido que vãos são mostrados no conjunto de manta de isolamento térmico 70 para clareza do desenho e podem ou não estar incluídos.
[017] Um suporte 80 está incluído na manta de isolamento térmico 72 e cobre a segunda superfície 78 do material de isolamento de aerogel 74. O suporte 80 pode ser qualquer material adequado incluindo, mas sem limitação, um filme de poli-imida delgado. O suporte 80 pode ser selecionado ou configurado para fornecer ou permitir uma espessura e peso mínimos, assim como produzir compatibilidades ou capacidade, com o aerogel. Em um aspecto não limitante, o material de isolamento de aerogel 74 pode ser colocado em camadas com outro material de isolamento, incluindo, mas sem limitação, pelo menos um dentre materiais de isolamento de fibra de vidro ou cerâmica para produzir uma manta com propriedades de resistência térmica aprimoradas. Em um aspecto não limitante adicional, a colocação em camadas supracitada pode incluir o entrelaçamento do outro material de isolamento com o aerogel.
[018] Uma camada de película 82 também está incluída na manta de isolamento térmico 72. A camada de película 82 cobre a primeira superfície 76 do material de isolamento de aerogel 74. A camada de película 82 também pode se envolver ao redor de uma extremidade 84 (ou extremidades) do material de isolamento de aerogel 74, uma porção do suporte 80 e uma porção da segunda superfície 78 para formar uma conclusão de borda. A camada de película 82 pode ser qualquer material adequado que inclui, mas sem limitação, uma camada de película metálica. Tal camada de película metálica pode incluir, mas sem limitação, uma folha metálica. Devido ao fato de que a camada de película 82 forma uma conclusão de borda, será entendido que o material de isolamento de aerogel 74 pode ser vedado em suas bordas pela camada de película 82. Dentre outras coisas, a camada de película 82 forma uma lâmina de face resistente à corrosão integral delgada para fornecer capacidade de arrasto para atender a exigências de FAA para estruturas de carenagem de nacela.
[019] O adesivo 86 pode estar localizado entre pelo menos uma porção da camada de película 82, a qual é dobrada ao redor da porção do suporte 80 e do suporte 80.
[020] Para aprimorar adicionalmente as características de baixo peso da manta de isolamento térmico 72, um prendedor integral 90 pode estar incluído no conjunto de manta de isolamento térmico 70. O prendedor 90 pode ser qualquer prendedor adequado que inclui, mas sem limitação, um prendedor de poli-imida moldado ou um material não metálico, os quais também são integrados na manta de isolamento térmico 72 e exigem funções de correspondência simples na estrutura de carenagem. No exemplo ilustrado, uma cabeça 92 e uma porção de parafuso 94 estão incluídas no prendedor 90. A cabeça 92 é ilustrada como estando localizada entre a camada de película 82, a qual é dobrada ao redor da porção do suporte 80 e do suporte 80 dentro do adesivo 86. Dessa forma, a cabeça 92 é retida pela camada de película 82. A porção de parafuso 94 se projeta para longe da segunda superfície 78 e é configurada para ser retida nas funções de correspondência na estrutura de carenagem. A manta de isolamento térmico 72 pode ser, dessa forma, seletivamente removível da estrutura de carenagem e pode ser facilmente substituída se danificada.
[021] Também ilustrada na Figura 3 está a estrutura de fixação 96, a qual está incluída no conjunto de manta de isolamento térmico 70. A estrutura de fixação 96 pode ser montada em uma carenagem do motor nuclear e configurada para se acoplar operacionalmente ao prendedor 90. Será entendido que a estrutura de fixação 96 pode ser qualquer estrutura adequada que inclui, mas sem limitação, um flange de fixação 98, conforme ilustrado, o qual é fixado à carenagem em um motor nuclear de um motor de turbina a gás. Uma coluna de acoplamento 100 é ilustrada como estando incluída no flange de fixação 98. A coluna de acoplamento 100 é configurada para reter a porção de parafuso 94 do prendedor 90. A título de exemplos não limitantes, o flange de fixação 98 pode ser metálico e a coluna de acoplamento 100 pode ser uma coluna de catraca de poli-imida moldada.
[022] A Figura 4 ilustra a manta de isolamento térmico 72 instalada por meio do prendedor integral 90 e da estrutura de fixação 96. Uma vez instalada, a manta de isolamento térmico 72 protege termicamente a carenagem que define um limite de um duto de desvio do motor de turbina a gás. O suporte 80 forma uma barreira de lado frio, em que o lado frio é indicado como 102, e a camada de película 82 forma uma barreira de lado quente, em que o lado quente é indicado como 104, no motor de turbina a gás 10. Em combinação, a carenagem nuclear interna 32 e o conjunto de manta de isolamento térmico 70 podem ser instalados para cercar pelo menos a seção de combustor (que corresponde ao combustor 24) e a seção de turbina (que corresponde à turbina de alta pressão 26 e à turbina de baixa pressão 28) e o conjunto de manta de isolamento térmico 70 serve para preservar a integridade estrutural da carenagem nuclear interna 32 limitando-se às temperaturas às quais a carenagem nuclear interna 32 é submetida durante a operação de motor. Temperaturas exemplificativas não limitantes para a carenagem nuclear interna 32 podem incluir temperaturas elevadas que ocorrem quando há vazamento de invólucro de motor, vazamento de duto e semelhantes.
[023] Um conjunto de manta de isolamento, conforme contemplado pela presente revelação, um exemplo do qual é mostrado nas Figuras 3 a 5, inclui um conjunto de manta de isolamento térmico 70 que tem uma espessura 106 na faixa de 1,2 mm (0,05 polegada) a 7,5 mm (0,30 polegada) com protrusão de prendedor local mínima. Contempla-se que a manta de isolamento térmico 72 pode ter uma espessura geral abaixo daquela de mantas convencionais. Além disso, o conjunto de manta de isolamento térmico 70 terá um peso instalado de aproximadamente 1,953 quilograma por metro quadrado (0,4 libra por pé quadrado) ou menos, com economias de peso significativas proporcionais e aperfeiçoamentos de combustível e carga útil resultantes. Isso inclui ter um número pequeno de prendedores convencionais para reter a manta de isolamento térmico 72 em posição no evento de um evento catastrófico. Em um aspecto não limitante da revelação, o número de prendedores convencionais pode incluir uma faixa entre vinte a cinquenta prendedores. A manta de isolamento térmico 72 também irá incluir tampas protetoras térmicas para os locais de prendedor convencionais. Entretanto, a maioria dos prendedores será prendedores integrais 90, descritos acima, e que são leves e integrais à manta de isolamento térmico 72.
[024] O conjunto de manta de isolamento revelado no presente documento fornece múltiplos benefícios, os quais podem impactar positivamente o custo e o desempenho. Mais especificamente, aspectos da presente revelação irão render instalação de motor reduzida e, portanto, peso da aeronave que pode ser utilizado como carga útil aumentada ou aumentar a faixa de combustível ou pode fornecer consumo ou desempenho de combustível específico aperfeiçoado. Os aspectos revelados no presente documento também permitirão nacelas menores, o que reduz externamente o arrasto aerodinâmico e aperfeiçoa o consumo e o desempenho de combustível específicos. Além disso, a manta pode ser mais delgada, leve e mais eficiente devido à utilização de materiais de isolamento de baixo peso, uma película delgada e fixação com o uso de prendedores de encaixe de poli-imida moldados que são integrais à manta. O conjunto mais delgado, conforme descrito no presente documento, pode fornecer mais volume de empacotamento para o motor ou seus acessórios associados. Economias de custo significativas são antecipadas a partir da abordagem de prendedor proposta, a qual tem um número significativamente reduzido de prendedores.
[025] Esta descrição escrita usa exemplos para revelar a presente revelação, que incluem o melhor modo, e também para capacitar qualquer pessoa versada na técnica a praticar a presente revelação, o que inclui fazer e usar quaisquer dispositivos ou sistemas e realizar quaisquer métodos incorporados. O escopo patenteável da presente revelação é definido pelas reivindicações e pode incluir outros exemplos que ocorram às pessoas versadas na técnica. Tais outros exemplos se destinam a ser abrangidos pelo escopo das reivindicações se os mesmos tiverem elementos estruturais que não se difiram da linguagem literal das reivindicações ou se os mesmos incluírem elementos estruturais equivalentes com diferenças insubstanciais em relação à linguagem literal das reivindicações.
Lista de Partes 10 Motor turbofan 12 Nacela 14 Núcleo 16 Conjunto de ventilador 18 Nariz 20 Pás de ventilador 22 Compressor de HP 24 Combustor 26 Turbina de HP
28 Turbina de LP 30 Duto de desvio 31 Conduto de fluxo de ar 32 Carenagem nuclear interna 34 Bocal de saída de ventilador 36 Linha central 38 Bocal de escape primário 40 Conjunto de entrada 42 Carenagem de ventilador 44 46 48 50 Manta de isolamento 52 Material de isolamento 54 Vedação de borda 56 Primeira barreira 58 Aço 59 Adesivo 60 Prendedor mecânico 61 Anel isolante 62 Tampa isolante 64 Cabeça 66 Espessura 68 70 Conjunto de manta de isolamento térmico 72 Manta de isolamento térmico 74 Material de isolamento de aerogel 76 Primeira superfície 78 Segunda superfície 80 Suporte 82 Camada de película 84 Extremidade 86 Adesivo 88 90 Prendedor 92 Cabeça 94 Porção de parafuso 96 Estrutura de fixação 98 Flange de fixação 100 Coluna de acoplamento 102 Lado frio 104 Lado quente 106 Espessura Reivindicações
Claims (10)
1. COBERTURA DE ISOLAMENTO TÉRMICO (72) caracterizada pelo fato de que compreende: um material de isolamento de aerogel (74) que tem uma primeira superfície (76) e uma segunda superfície (78) que é disposta de modo oposto à primeira superfície (76); um suporte (80) que cobre a segunda superfície (78) do material de isolamento de aerogel (74); e uma camada de película (82) que cobre a primeira superfície (76) do material de isolamento de aerogel (74) e se envolve ao redor de uma extremidade (84) do material de isolamento de aerogel (74) e uma porção do suporte (80) e uma porção da segunda superfície (78).
2. COBERTURA DE ISOLAMENTO TÉRMICO (72), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a camada de película (82) é uma folha metálica.
3. COBERTURA DE ISOLAMENTO TÉRMICO (72), de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o suporte (80) é um filme de poli-imida.
4. COBERTURA DE ISOLAMENTO TÉRMICO (72), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente um adesivo (86) localizado entre pelo menos uma porção da camada de película (82) e o suporte (80).
5. COBERTURA DE ISOLAMENTO TÉRMICO (72), de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente um prendedor integral (90) que tem uma cabeça (92) e uma porção de parafuso (94).
6. COBERTURA DE ISOLAMENTO TÉRMICO (72), de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que a cabeça (92) do prendedor integral (90) está localizada dentro do adesivo (86).
7. COBERTURA DE ISOLAMENTO TÉRMICO (72), de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que a porção de parafuso (94) se projeta através da camada de película (82).
8. COBERTURA DE ISOLAMENTO TÉRMICO (72), de acordo com a reivindicação 5, sendo que a cobertura de isolamento térmico (72) é caracterizada pelo fato de que é instalada por meio do prendedor integral (90) em um motor nuclear de um motor de turbina a gás.
9. COBERTURA DE ISOLAMENTO TÉRMICO (72), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o material de isolamento de aerogel (74) é vedado em um conjunto de bordas pela camada de película (82).
10. CONJUNTO DE MANTA DE ISOLAMENTO TÉRMICO (70) que cobre pelo menos uma porção de um motor nuclear de um motor de turbina a gás, caracterizado pelo fato de que: uma manta de isolamento térmico (72) que tem uma construção em camadas que compreende: um material de isolamento de aerogel (74) que tem uma primeira superfície (76) e uma segunda superfície (78) que é disposta de modo oposto à primeira superfície (76); um suporte (80) que cobre a segunda superfície (78) do material de isolamento de aerogel (74); uma camada de película (82) que cobre a primeira superfície (76) do material de isolamento de aerogel (74) e se envolve ao redor de uma extremidade (84) do material de isolamento de aerogel (74), uma porção do suporte (80) e uma porção da segunda superfície (78); e um prendedor (90) integrado na manta (72) e configurado para se prender operacionalmente a uma carenagem do motor nuclear.
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| US20030060107A1 (en) * | 2001-09-21 | 2003-03-27 | Gooliak Robert M. | Thermal blanket including a radiation layer |
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| US20070238008A1 (en) | 2004-08-24 | 2007-10-11 | Hogan Edward J | Aerogel-based vehicle thermal management systems and methods |
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| US20060248854A1 (en) | 2005-05-05 | 2006-11-09 | Bartley-Cho Jonathan D | Thermally insulated structure - tapered joint concept |
| US20070154698A1 (en) | 2005-12-30 | 2007-07-05 | Aspen Aerogels, Inc. | Highly flexible aerogel insulated textile-like blankets |
| US8127828B2 (en) * | 2006-03-17 | 2012-03-06 | United Technologies Corporation | Air-oil heat exchanger |
| DE102006013215A1 (de) | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Siemens Ag | Wärmedämmschicht-System |
| GB2443830B (en) * | 2006-11-15 | 2010-01-20 | Rolls Royce Plc | Cowling arrangement |
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| DE202007008842U1 (de) | 2007-06-18 | 2007-09-20 | The Vac Company Gmbh | Vakuumisolationspaneel |
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| US8333558B2 (en) * | 2008-03-05 | 2012-12-18 | General Electric Company | Containment cases and method of manufacture |
| US9718447B2 (en) * | 2009-02-02 | 2017-08-01 | Goodrich Corporation | Thermal management composite heat shield |
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| US20120308369A1 (en) * | 2011-05-31 | 2012-12-06 | Mra Systems, Inc. | Laminate thermal insulation blanket for aircraft applications and process therefor |
| EP2667076B1 (en) | 2011-10-31 | 2017-04-19 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Secondary battery unit |
| US20130196137A1 (en) | 2012-01-27 | 2013-08-01 | Aspen Aerogels, Inc. | Composite Aerogel Thermal Insulation System |
| US9109088B2 (en) | 2012-02-03 | 2015-08-18 | Ohio Aerospace Institute | Porous cross-linked polyimide networks |
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