JPH11236995A - 熱シールド - Google Patents

熱シールド

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JPH11236995A
JPH11236995A JP10320701A JP32070198A JPH11236995A JP H11236995 A JPH11236995 A JP H11236995A JP 10320701 A JP10320701 A JP 10320701A JP 32070198 A JP32070198 A JP 32070198A JP H11236995 A JPH11236995 A JP H11236995A
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JP
Japan
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felt
intermetallic
heat shield
fibers
heat
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JP10320701A
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Mohamed Dr Nazmy
ナツミー モハメド
Martin Scheu
ショイ マーティン
Markus Staubli
シュタウブリ マルクス
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ABB Asea Brown Boveri Ltd
ABB AB
Original Assignee
ABB Asea Brown Boveri Ltd
Asea Brown Boveri AB
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 廉価かつ有効な、特に燃焼室および熱流体流
動装置用の熱シールドを提供する。 【解決手段】 圧縮および焼結した金属間ファイバー構
成されたフェルト状材料（３）からなることを特徴とす
る熱シールド。金属間ファイバーは、有利には鉄ベース
またはニッケルベースの金属間相からなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に燃焼室および
熱流体流動装置（thermal fluid flow machine）用の熱
シールドに関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば熱流体流動装置および燃焼室で使
用するための熱シールドは公知である。これらの熱シー
ルドは、通常、キャリヤー材料と、そのキャリヤー材料
と結合剤層によって結合された断熱層からなる。この結
合剤は、真空プラズマ法で施される；この方法は、真空
室の寸法に基づき加工できるパーツの寸法を限定し、か
つ製造をより高価なものにする。更なる問題は、９００
℃を超える適用温度で、結合剤層が通常は機能しなくな
りかつ断熱層が剥離するということにある。よって、熱
シールドの故障を惹起することになる。
【０００３】ドイツ国特許出願公開第３３２７２１６号
明細書では、ＣＶＤによって酸化ジルコニウムを浸透か
つ充填させた金属フェルトからなる熱保護層を開示して
いる。これにより緻密な堅い熱保護層が生じる。金属フ
ェルトは、酸化ジルコニウム被覆のための支持構造とし
て役立つ。該保護層の欠点は、製造費用が高いことなら
びに、特に支持構造の耐熱性および耐酸化性に関する特
性が不十分なことである。更に、熱保護層は、非常に困
難に、すなわち大量の冷却空気を消費して冷却できるに
すぎない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】よって、本発明の課題
は、冒頭に記載した形式の熱シールドにおいて、新規の
廉価かつ有効な熱シールドを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、前記課
題は請求項１記載の特徴によって解決されることが判明
した。
【０００６】よって、本発明の要旨は、熱シールドが圧
縮および焼結した金属間ファイバー（intermetallic fi
ber）から構成されたフェルト状材料からなることであ
る。
【０００７】本発明の利点は、特に、金属間ファイバー
を使用した結果として、熱シールドを冷却するために必
要な冷却空気を著しく減少させることができることであ
る。金属間ファイバーをベースとするフェルト状材料
は、１０００℃を超える温度で使用することができる。
それというのも、該金属間ファイバーは、高い耐熱性、
高い耐酸化性および有利な熱伝導性を有しているからで
ある。更に、これらの特性は、選択された金属間相によ
って、制御された様式で調節でき、かつそれぞれの条件
に適合できる。該フェルト状材料の多孔性のため、ほと
んど空気を消費せずに非常に効率のよい冷却が可能にな
る。
【０００８】更に、フェルト状材料上に断熱層を施すこ
とも可能である。該層は、特別の中間層なしでフェルト
状材料に付着し、かつ更に、冷却の必要性を減らし、よ
って更に熱シールドの効率を向上させる。
【０００９】本発明の別有利な実施態様は、更なる従属
請求項から明白である。
【００１０】
【実施例】次に、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。図面には、本発明を理解するために重要な部分のも
が示されている。
【００１１】図１には、熱シールド１が示されている。
このような熱シールドは、燃焼室、熱流体流動装置、例
えばガスタービン等で使用することができる。熱シール
ドは、キャリヤー材料２、キャリヤー材料上に配置され
かつ金属間ファイバーから構成されたフェルト状材料
３、および断熱層４からなる。通常は金属であるキャリ
ヤー材料は、冷却通路５を有してもよい。断熱層４は、
例えば、酸化イットリウム、酸化カルシウムまたは酸化
マグネシウムで部分的または完全に安定化した酸化ジル
コニウムからなる。
【００１２】フェルト状材料３は、例えば“VDI Report
1151, 1995, Metallic High Temperature Fibers by F
usion Extraction-Manufacture, Properties and Appli
cations, Stephani et al., pages 175 et seq.”に記
載されている。この刊行物において、ファイバーは溶融
引出し法（fusion extraction process）で製造して、
かつ該ファイバーを圧縮および焼結している。この方法
で形成したフェルト状材料は、フィルターおよび触媒担
体として使用される。
【００１３】本発明によれば、フェルト状材料を今や金
属間ファイバーから製造する。この目的のために、有利
にはニッケルベースの相をベースとする金属間鉄を使用
する。これらは、高い耐熱性、高い耐酸化性および有利
な熱伝導特性を有する。更に、前記の特性は、適当な金
属間相の選択によって広い範囲内で調節できる。更に、
金属間ファイバーから構成されたフェルト状材料の製造
は非常に廉価である。
【００１４】該フェルト状材料の多孔性は、製造方法の
パラメータ、例えばプレス圧および焼結パラメータによ
って調節できる。この多孔性構造の利点は、フェルト状
材料はその開放多孔性により直接的に非常に効率よく冷
却することができる点にある。フェルト状材料は多孔性
であるため大きな内表面を有する。それにより、廃ガス
の輸送を容易にする。
【００１５】金属間ファイバーから構成されたフェルト
状材料を今や、キャリヤー材料上に固定する。キャリヤ
ー材料は、フェルト状材料を固定および安定化する手段
として役立つ。断熱層をフェルト状材料上に施す。これ
は、公知の方法、例えばプラズマ溶射によって実施す
る。断熱層は、フェルト状材料の粗面かつ多孔性の表面
に対する優れた付着性を有する。
【００１６】断熱層は表面温度を低下させる。多孔性フ
ェルト状材料は冷却のために有用である。断熱層が壊れ
た場合、いわばもはや利用できなくなった場合でも、残
りのフェルト状材料は、その金属間相の耐熱性、耐酸化
性および有利な熱伝導特性のため、それでもなお常に十
分である。従って、断熱層を有さないフェルト状材料で
も熱シールドとして使用することができる。しかしこの
場合には、冷却空気の消費量は、断熱層を使用する場合
と比較して多少増える。
【００１７】勿論、本発明は、示しかつ記載した実施例
に限定されるものではない。また、キャリヤー材料は、
フェルト状材料が材料および多孔性の適当な選択によっ
て適当な固有の強度を有するならば、省くことができ
る。
【００１８】明らかに、本発明は、前記の教示に鑑みて
多くの修正および変更が可能である。従って、本発明
は、特許請求の範囲内で、本明細書中に特別に記載した
とは別様に実施してもよいと解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による熱シールドの１実施例の部分的な
縦断面図である。
【符号の説明】
１ 熱シールド、 ２ キャリヤー材料、 ３ フェル
ト状材料、 ４ 断熱層、 ５ 冷却通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マーティン ショイ ドイツ連邦共和国 キュサベルク イム フロイデンシュピール 84 (72)発明者 マルクス シュタウブリ スイス国 ドッティコン ハウスハルデ ９

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 圧縮および焼結した金属間ファイバーか
    ら構成されたフェルト状材料（３）からなることを特徴
    とする熱シールド。
  2. 【請求項２】 金属間ファイバーが、鉄ベースまたはニ
    ッケルベースの金属間相からなる、請求項１記載の熱シ
    ールド。
  3. 【請求項３】 金属間ファイバーから構成されたフェル
    ト状材料（３）が、キャリヤー材料（２）上に配置され
    ており、および／または断熱層（４）が、金属間ファイ
    バーから構成されたフェルト状材料上に配置されてい
    る、請求項１または２記載の熱シールド。
  4. 【請求項４】 断熱層（４）が、部分的にまたは完全に
    安定化した酸化ジルコニウムからなる、請求項３記載の
    熱シールド。
  5. 【請求項５】 熱シールド（１）が、金属間ファイバー
    から構成されたフェルト状材料（３）の開放気孔性によ
    って冷却することができる、請求項１から４までのいず
    れか１項記載の熱シールド。
JP10320701A 1997-11-14 1998-11-11 熱シールド Pending JPH11236995A (ja)

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DE19750517.1 1997-11-14
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