JP2014009693A - ガスタービンの排気セクション用のディフューザおよびこのようなディフューザを備えたガスタービン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ライナセグメント29,30のそれぞれは、1つの固定箇所35において横方向で固定されており、それぞれのライナセグメント29,30は、固定箇所35の外側の複数の分配された箇所において支持エレメント26a,26b,31a,31bによって支持されており、支持エレメントは、円錐形のライナ15,15a,15bと前記支持構造17,17a,17bとの間のスペースに閉じ込められており、かつ前記ライナセグメント29,30の横方向熱膨張を許容する。
【選択図】図3
Description
・支持構造は低温で、ライナは高温であるため、異なる熱膨張が生じ、これは、フィクスチャもしくは固定手段によって安全に吸収されなければならない。
・フィクスチャが断熱材を横断し、これにより、熱的なブリッジ(伝達)を生じる。
・排気流に曝されるライナの側は、流れの妨害および乱流の発生を防止するためにできるだけ平坦でなければならず、ライナはどうにか取り付けられるので、これは達成するのが困難である。
・流れの中へ延びる長手方向リブは、高すぎない流速を備える幾つかの部分のためには許容できるが、ディフューザセクションにおいては許容できない。なぜならば、このセクションにおいては、依然として排ガス旋回が生じ、長手方向リブはディフューザ効率を低減するからである。したがって、1つの目的は、特にディフューザセクション内で、排気流側においてライナのなめらかな面を有することである。
・各ライナセグメントのために、ライナセグメントと、その下側に位置する支持構造とを結合する固定手段を備えた1つの固定箇所のみが設けられている。
・ライナセグメントは、固定箇所の外側において異なる(横)方向にストレスフリーに自由に熱膨張する。
・下側に位置する断熱材を高温の排気流から保護するために、互いに隣接するライナセグメントは重なり合う。
・曲げによって形成された重なり合うセクション(ストリップ)は、ライナセグメントを剛性にし、これにより、セグメントの固有振動数を減じる。
・ライナセグメントと支持構造との間の膨張許容式結合を形成するために使用されるC字形異形材は、周方向でライナセグメントに溶接され、異形材とセグメントとの間の熱的応力が回避されるように、常にライナセグメントと同じ温度を有するように十分に小さい。
・固定箇所/固定手段は、ライナセグメントの平面のみを固定する。全ての他の自由度はブロックされておらず、これにより、ライナセグメントは、移動、もしくは回転するための多くの可能性を有し、これは、機械の移行条件のために重要である。
11 ディフューザ
12 排気ダクト
13 内側円錐体(または円筒体)
14 外側円錐体
15,15a,15b ライナ
16,16a,16b 断熱材
17,17a,17b 支持構造
18 排気流
19 煙突
20 壁部
21 支持構造
22 断熱材
23 ライナ
24 異形材
25 ねじ山付ジョイント
26a,26b T字形支持体
27a,27b 固定手段
29,30 ライナセグメント
29a,30a 重なり合ったストリップ
31a,31b C字形異形材
32 膨張方向
33 ガジオンピン
34 軸線
35 固定箇所
36 楕円形の穴
37 リング
38 管
Claims (11)
- ガスタービン(10)の排気セクション用のディフューザ(11)であって、
機械軸線(34)に沿って延びておりかつ排気流(18)用のチャネルの境界を定める少なくとも1つの円錐体(13,14)であって、該少なくとも1つの円錐体(13,14)は、内部構造を備える壁部(28)を有し、前記内部構造は、軸方向に延びかつ排気流(18)と接触する円錐形のライナ(15a,15b)を形成する複数の長手方向ライナセグメント(29,30)と、前記円錐形のライナ(15,15a,15b)に対して所定の距離に同軸に配置された支持構造(17,17a,17b)と、前記円錐形のライナ(15,15a,15b)と前記支持構造(17,17a,17b)との間のスペースを満たす断熱材(16,16a,16b)とを含む、ガスタービン(10)の排気セクション用のディフューザ(11)において、
前記ライナセグメント(29,30)のそれぞれは、1つの固定箇所(35)において横方向で固定されており、それぞれのライナセグメント(29,30)は、前記固定箇所(35)の外側の複数の分配された箇所において支持エレメント(26a,26b,31a,31b)によって支持されており、該支持エレメントは、前記円錐形のライナ(15,15a,15b)と前記支持構造(17,17a,17b)との間のスペースに閉じ込められており、かつ前記ライナセグメント(29,30)の横方向熱膨張を可能にしていることを特徴とする、ガスタービン(10)の排気セクション用のディフューザ(11)。 - 内側円錐体(13)および外側円錐体(14)を備え、前記内側円錐体(13)および前記外側円錐体(14)は、同軸に配置されており、前記内側円錐体(13)および前記外側円錐体(14)はそれぞれ、
軸方向に延びておりかつ排気流(18)と接触する円錐形のライナ(15,15a,15b)を形成する複数の長手方向ライナセグメント(29,30)と、
前記円錐形のライナ(15,15a,15b)に対して所定の距離に同軸に配置された支持構造(17,17a,17b)と、
前記円錐形のライナ(15,15a,15b)と前記支持構造(17,17a,17b)との間のスペースを満たす断熱材(16,16a,16b)と、を有し、
前記ライナセグメント(29,30)のそれぞれは、1つの固定箇所(35)において横方向で固定されており、それぞれのライナセグメント(29,30)は、前記固定箇所(35)の外側の複数の分配された箇所において支持エレメント(26a,26b,31a,31b)によって支持されており、前記支持エレメントは、前記円錐形のライナ(15,15a,15b)と前記支持構造(17,17a,17b)との間のスペースに閉じ込められており、かつ前記ライナセグメント(29,30)の横方向熱膨張を可能にする、請求項1記載のディフューザ。 - 前記支持エレメント(26a,26b,31a,31b)はそれぞれ、
一対のC字形異形材(31a,31b)であって、ライナセグメント(29,30)の背面に溶接されており、これにより、前記背面に対して平行に延びるスロット付き案内チャネルを形成している、一対のC字形異形材と、
T字形支持体(26a,26b)であって、その基部においてそれぞれの支持構造(17a,17b)に溶接されておりかつその横棒において、前記スロット付き案内チャネルにおいて前記一対のC字形異形材(31a,31b)に係合している、T字形支持体と、を有する、請求項1または2記載のディフューザ。 - 前記C字形異形材は、周方向溶接継目によってそれぞれのライナセグメント(29,30)に溶接されている、請求項3記載のディフューザ。
- T字形支持体(26a,26b)を介した支持構造(17a,17b)への熱伝達を最小限にするために、それぞれのT字形支持体(26a,26b)の基部は、楕円形の穴(36)を有する、請求項3または4記載のディフューザ。
- C字形異形材(31a,31b)の各対は、該C字形異形材の各対によって形成されるスロット付き案内チャネルが軸方向に延びるように配置されている、請求項3から5までのいずれか1項記載のディフューザ。
- 前記固定箇所(35)において前記ライナセグメント(29,30)を横方向で固定するために、それぞれの固定箇所(35)に、前記支持構造(17a,17b)に結合された固定手段(27a,27b)が設けられている、請求項1から6までのいずれか1項記載のディフューザ。
- 前記固定手段(27a,27b)は、ガジオンピン(33)を含み、該ガジオンピンは、組立て中に前記ライナセグメントに溶接され、かつ半径方向の管(38)の一方の端部に固定されたリング(37)と係合し、前記管(38)は、その他方の端部において前記支持構造(17a,17b)に溶接されている、請求項7記載のディフューザ。
- 円錐体(13,14)の互いに隣接するライナセグメント(29,30)は、重なり合いストリップ(29a,30a)によって互いに重なり合い、該重なり合いストリップは、それぞれのライナセグメント(29,30)内へ曲げられている、請求項1から8までのいずれか1項記載のディフューザ。
- 外側円錐体(14)の場合、重なり合いは、ライナ(15b)の6時の位置において一種の樋が生じるように構成されており、該樋は、ディフューザを流れ落ちる場合がある液体がライナを通って断熱材内へ滴ることを防止する、請求項9記載のディフューザ。
- 請求項1から10までのいずれか1項記載のディフューザ(11)を備えたガスタービン(10)。
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