JP5762048B2 - ロータ冷却空気供給管 - Google Patents
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Description
まず一つ目は、「気密性」である。これは、ロータ冷却空気供給管が配置されている車室内の空気、すなわち、所定の温度にまで冷却される前の温度の高い空気が、ロータ冷却空気供給管内に流入し、ロータ冷却空気供給管内を通過する、所定の温度にまで冷却された温度の低い空気と混ざり合い、ロータ冷却空気供給管内を通過する空気の温度を上昇させないようにするために必要な機能である。
本発明に係るロータ冷却空気供給管は、車室を貫通して車室内に延びる配管の下流端に設けられたフランジに結合される第1のフランジと、中間軸カバーを貫通して車室内に延びる配管の上流端に設けられたフランジに結合される第2のフランジと、を備え、これら第1のフランジと第2のフランジとの間に、板厚方向に多層構造とされ、軸方向に伸縮可能とされたベローズ形伸縮管が設けられている。
また、ベローズ形伸縮管は、軸方向に伸縮可能とされており、上記機能のうちの「伸縮性」が確保されることになる。
さらに、ベローズ形伸縮管は、必要なばね定数を有するようにベローズのピッチ、板厚、山数、山高さが決められており、上記機能のうちの「剛性」が確保されることになる。
さらにまた、ベローズ形伸縮管は、板厚方向に多層構造とされ、空気流によって撓んだり、振動した場合、板厚方向に重なり合った薄板同士が擦れ合って、これら撓みや振動が減衰され、上記機能のうちの「減衰性」が確保されることになる。
これにより、気密性、伸縮性、剛性、減衰性のすべての機能を備えたロータ冷却空気供給管を提供することができる。
本発明に係るロータ冷却空気供給管は、前記第1のフランジの半径方向内側に嵌入されて前記第1のフランジに接合された第1の管状部材と、前記第1の管状部材の半径方向外側に嵌合されて接合された第2の管状部材と、前記第2のフランジの半径方向内側に嵌入されて前記第2のフランジに接合された第4の管状部材と、前記第4の管状部材の半径方向外側に嵌合されて接合された第3の管状部材とを備え、前記ベローズ形伸縮管は、一端が前記第2の管状部材の半径方向外側に嵌合されて接合され、他端が前記第3の管状部材の半径方向外側に嵌合されて接合され、前記ベローズ形伸縮管の半径方向外側に設けられたインターロックホースと、前記第2の管状部材の半径方向外側に嵌合された第5の管状部材と、前記第5の管状部材の半径方向外側に嵌合された第9の管状部材と、前記第3の管状部材の半径方向外側に嵌合された第7の管状部材と、前記第7の管状部材の半径方向外側に嵌合された第10の管状部材と、をさらに備え、前記インターロックホースは、一端が前記第5の管状部材と前記第9の管状部材とに挟み込まれて溶接接合され、他端が前記第7の管状部材と前記第10の管状部材とに挟み込まれて溶接接合されている。前記第1の管状部材と前記第2の管状部材と前記第5の管状部材と前記第9の管状部材とは、前記軸方向に垂直である1つの平面に交差し、前記第4の管状部材と前記第3の管状部材と前記第7の管状部材と前記第10の管状部材とは、前記軸方向に垂直である他の1つの平面に交差していることを特徴としている。
本発明に係るロータ冷却空気供給管によれば、ベローズ形伸縮管の両端をそれぞれ強固に第1のフランジおよび第2のフランジに接合させることができ、第1のフランジまたは第2のフランジにベローズ形伸縮管の両端がそれぞれ直接に接合されるものに比較して、ベローズ形伸縮管と第1のフランジまたは第2のフランジとの間の接合部の剛性と気密性とをより確実に確保することができる。
また、ブレードホースは、例えば、ステンレス線やステンレス製の薄板が網代編み(あじろあみ)とされたものや、ステンレス製の薄板がヘール巻きされた(螺旋状に巻かれた)ものとされており、上記機能のうちの「剛性」が確保されることになる。
さらに、ブレードホースは、例えば、ステンレス線やステンレス製の薄板が網代編み(あじろあみ)とされたものや、ステンレス製の薄板がヘール巻きされた(螺旋状に巻かれた)ものとされ、空気流によって撓んだり、振動した場合、ベローズとブレードホースとが互いに擦れ合って、これら撓みや振動が減衰され、上記機能のうちの「減衰性」が確保されることになる。
これにより、上記機能のうちの「伸縮性」を阻害することなく、上記機能のうちの「剛性」および「減衰性」を向上させることができる。
また、インターロックホースは、ステンレス製の薄板が断面視コ字状になるようにして組み合わせられるとともに螺旋状構造とされており、上記機能のうちの「剛性」が確保されることになる。
さらに、インターロックホースは、ステンレス製の薄板が断面視コ字状になるようにして組み合わせられるとともに螺旋状構造とされ、空気流によって撓んだり、振動した場合、ステンレス製の薄板同士が擦れ合って、これら撓みや振動が減衰され、上記機能のうちの「減衰性」が確保されることになる。
これにより、上記機能のうちの「伸縮性」を阻害することなく、上記機能のうちの「剛性」および「減衰性」を向上させることができる。
本発明に係るロータ冷却空気供給管は、車室を貫通して車室内に延びる配管の下流端に設けられたフランジに結合される第1のフランジと、中間軸カバーを貫通して車室内に延びる配管の上流端に設けられたフランジに結合される第2のフランジと、これら第1のフランジと第2のフランジとの間に、板厚方向に多層構造とされ、軸方向に伸縮可能とされたベローズ形伸縮管と、前記第1のフランジの半径方向内側に嵌入されて前記第1のフランジに接合された第1の管状部材と、前記第1の管状部材の半径方向外側に嵌合されて接合された第2の管状部材と、前記第2のフランジの半径方向内側に嵌入されて前記第2のフランジに接合された第4の管状部材と、前記第4の管状部材の半径方向外側に嵌合されて接合された第3の管状部材と、を備え、前記ベローズ形伸縮管は、一端が前記第2の管状部材の半径方向外側に嵌合されて接合され、他端が前記第3の管状部材の半径方向外側に嵌合されて接合され、前記ベローズ形伸縮管の半径方向外側に設けられたインターロックホースと、前記第2の管状部材の半径方向外側に嵌合された第5の管状部材と、前記第5の管状部材の半径方向外側に嵌合された第9の管状部材と、前記第3の管状部材の半径方向外側に嵌合された第7の管状部材と、前記第7の管状部材の半径方向外側に嵌合された第10の管状部材とをさらに備え、前記インターロックホースは、一端が前記第5の管状部材と前記第9の管状部材とに挟み込まれて溶接接合され、他端が前記第7の管状部材と前記第10の管状部材に挟み込まれて溶接接合され、前記第5の管状部材の前記インターロックホースに嵌入されている部分と前記第7の管状部材の前記インターロックホースに嵌入されている部分とは、前記インターロックホースの奥に向かって細くなっている部分が形成され、前記第1の管状部材と前記第2の管状部材と前記第5の管状部材と前記第9の管状部材とは、前記軸方向に垂直である1つの平面に交差し、前記第4の管状部材と前記第3の管状部材と前記第7の管状部材と前記第10の管状部材とは、前記軸方向に垂直である他の1つの平面に交差している。
このようなロータ冷却空気供給管によれば、インターロックホースがらせん状に構成されている場合でも、インターロックホースの両端に第1、2内側管状部材を容易にそれぞれ嵌入させることができ、インターロックホースの両端を第1のフランジと第2のフランジとそれぞれ容易に接合することができます。
また、ブレードホースは、例えば、ステンレス線やステンレス製の薄板が網代編み(あじろあみ)とされたものや、ステンレス製の薄板がヘール巻きされた(螺旋状に巻かれた)ものとされており、上記機能のうちの「剛性」が確保されることになる。
さらに、ブレードホースは、例えば、ステンレス線やステンレス製の薄板が網代編み(あじろあみ)とされたものや、ステンレス製の薄板がヘール巻きされた(螺旋状に巻かれた)ものとされ、空気流によって撓んだり、振動した場合、ベローズとブレードホースとが互いに擦れ合って、これら撓みや振動が減衰され、上記機能のうちの「減衰性」が確保されることになる。
これにより、上記機能のうちの「伸縮性」を阻害することなく、上記機能のうちの「剛性」および「減衰性」をさらに向上させることができる。
これにより、ロータ冷却空気供給管を介してロータおよび動翼に導く冷却空気の総量を低減させることができ、当該ガスタービンの性能を向上させることができる。
以下、本発明の第1実施形態に係るロータ冷却空気供給管について、図1および図2を参照しながら説明する。
図1は本実施形態に係るロータ冷却空気供給管を側方から見た図であって、上半部は断面図、下半部は側面図、図2は図1に実線で示す円内を拡大して示した図である。
第1のフランジ11は、車室(図示せず)を貫通して車室内に延びる配管(図示せず)の下流端に設けられたフランジ(図示せず)と、図示しないボルトおよびナットを介して結合される環状の部材であり、板厚方向(図1において左右方向)に貫通してボルトの軸部を受け入れる貫通穴(図示せず)が、周方向に沿って複数設けられている。
第2の管状部材13は、一端(上流端)が第1の管状部材12の外側(半径方向外側)に嵌合されて溶接接合され、他端(下流端)がベローズ形伸縮管14の内側(半径方向内側)に嵌入されて溶接接合された管状(筒状)の部材である。
第3の管状部材15は、一端(上流端)がベローズ形伸縮管14の内側(半径方向内側)に嵌入されて溶接接合され、他端(下流端)が第4の管状部材16の外側(半径方向外側)に嵌合されて溶接接合された管状(筒状)の部材である。
第2のフランジ17は、中間軸カバー(図示せず)を貫通して車室内に延びる配管(図示せず)の上流端に設けられたフランジ(図示せず)と、図示しないボルトおよびナットを介して結合される環状の部材であり、板厚方向(図1において左右方向)に貫通してボルトの軸部を受け入れる貫通穴(図示せず)が、周方向に沿って複数設けられている。
また、第1の管状部材12と第2の管状部材13とは、第1の管状部材12の端面と第2の管状部材13の内周面との間に形成される溶接部23、および第1の管状部材12の外周面と第2の管状部材13の端面との間に形成される溶接部24により接合されている。
さらに、第2の管状部材13とベローズ形伸縮管14とは、第2の管状部材13の外周面とベローズ形伸縮管14の端面との間に形成される溶接部(図示せず)により接合されている。
さらにまた、第3の管状部材15と第4の管状部材16とは、第3の管状部材15の端面と第4の管状部材16との間に形成される溶接部26、および第3の管状部材15の内周面と第4の管状部材16の端面との間に形成される溶接部27により接合されている。
さらにまた、第4の管状部材16と第2のフランジ17とは、第4の管状部材16の端面と第2のフランジ17の内周面との間に形成される溶接部28、および第4の管状部材16の外周面と第2のフランジ17の端面との間に形成される溶接部29により接合されている。
また、ベローズ形伸縮管14は、軸方向に伸縮可能とされており、「伸縮性」が確保されることになる。
さらに、ベローズ形伸縮管14は、必要なばね定数を有するようにベローズのピッチ、板厚、山数、山高さが決められており、「剛性」が確保されることになる。
さらにまた、ベローズ形伸縮管14は、板厚方向に三層構造とされ、空気流によって撓んだり、振動した場合、板厚方向に重なり合った薄板同士が擦れ合って、これら撓みや振動が減衰され、「減衰性」が確保されることになる。
これにより、気密性、伸縮性、剛性、減衰性のすべての機能を備えたロータ冷却空気供給管10を提供することができる。
本発明の第2実施形態に係るロータ冷却空気供給管について、図3および図4を参照しながら説明する。
図3は本実施形態に係るロータ冷却空気供給管を側方から見た図であって、上半部は断面図、下半部は側面図、図4は図3に実線で示す円内を拡大して示した図である。
なお、上述した第1実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
第6の管状部材32は、全体が第5の管状部材31の外側(半径方向外側)に嵌合され、一端(上流端)が第5の管状部材31の外周面に溶接接合された管状(筒状)の部材である。
第8の管状部材35は、全体が第7の管状部材34の外側(半径方向外側)に嵌合され、一端(下流端)が第7の管状部材34の外周面に溶接接合された管状(筒状)の部材である。
また、第5の管状部材31と線状ブレードホース33と第6の管状部材32とは、第5の管状部材31の外周面と線状ブレードホース33の端面と第6の管状部材32の端面との間に形成される溶接部42により接合されている。
また、第7の管状部材34と線状ブレードホース33と第8の管状部材35とは、第7の管状部材34の外周面と線状ブレードホース33の端面と第8の管状部材35の端面との間に形成される溶接部44により接合されている。
また、線状ブレードホース33は、ステンレス線が網代編み(あじろあみ)とされたものであり、「剛性」が確保されることになる。
さらに、線状ブレードホース33は、ステンレス線が網代編み(あじろあみ)とされたものとされ、空気流によって撓んだり、振動した場合、ステンレス線同士が擦れ合って、これら撓みや振動が減衰され、「減衰性」が確保されることになる。
これにより、「伸縮性」を阻害することなく、「剛性」および「減衰性」を向上させることができる。
その他の作用効果は、上述した第1実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
本発明の第3実施形態に係るロータ冷却空気供給管について、図5および図6を参照しながら説明する。
図5は本実施形態に係るロータ冷却空気供給管を側方から見た図であって、上半部は断面図、下半部は側面図、図6は図5に実線で示す円内を拡大して示した図である。
なお、上述した第2実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
第10の管状部材53は、全体が第7の管状部材34の外側(半径方向外側)に嵌合され、一端(下流端)が第7の管状部材34の外周面に溶接接合された管状(筒状)の部材である。
また、インターロックホース52と第9の管状部材51とは、インターロックホース52の外周面と第9の管状部材51の端面と形成される溶接部62により接合されている。
さらにまた、インターロックホース52と第10の管状部材53とは、インターロックホース52の外周面と第10の管状部材53の端面と形成される溶接部64により接合されている。
また、インターロックホース52は、ステンレス製の薄板が断面視コ字状になるようにして組み合わせられるとともに螺旋状構造とされており、「剛性」が確保されることになる。
さらに、インターロックホース52は、ステンレス製の薄板が断面視コ字状になるようにして組み合わせられるとともに螺旋状構造とされ、空気流によって撓んだり、振動した場合、ステンレス製の薄板同士が擦れ合って、これら撓みや振動が減衰され、「減衰性」が確保されることになる。
これにより、「伸縮性」を阻害することなく、「剛性」および「減衰性」を向上させることができる。
その他の作用効果は、上述した第2実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
本発明の第4実施形態に係るロータ冷却空気供給管について、図7および図8を参照しながら説明する。
図7は本実施形態に係るロータ冷却空気供給管を側方から見た図であって、上半部は断面図、下半部は側面図、図8は図7に実線で示す円内を拡大して示した図である。
なお、上述した第2実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
また、インターロックホース52は、ステンレス製の薄板が断面視コ字状になるようにして組み合わせられるとともに螺旋状構造とされており、「剛性」が確保されることになる。
さらに、インターロックホース52は、ステンレス製の薄板が断面視コ字状になるようにして組み合わせられるとともに螺旋状構造とされ、空気流によって撓んだり、振動した場合、ステンレス製の薄板同士が擦れ合って、これら撓みや振動が減衰され、「減衰性」が確保されることになる。
これにより、「伸縮性」を阻害することなく、「剛性」および「減衰性」を向上させることができる。
その他の作用効果は、上述した第2実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
本発明の第5実施形態に係るロータ冷却空気供給管について、図9および図10を参照しながら説明する。
図9は本実施形態に係るロータ冷却空気供給管を側方から見た図であって、上半部は断面図、下半部は側面図、図10は図9に実線で示す円内を拡大して示した図である。
なお、上述した第4実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
また、第11の管状部材91と第2の管状部材13とは、第11の管状部材91の外周面と第2の管状部材13の端面との間に形成される溶接部24により接合され、第11の管状部材91の他端は、軸方向および径方向に対してフリーな状態(第3の管状部材15および第4の管状部材16に対して接続されていない状態)になっている。
その他の作用効果は、上述した第4実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
また、上述した実施形態に係るロータ冷却空気供給管のいずれかを具備したガスタービン(図示せず)によれば、ロータ冷却空気供給管を介してロータ(図示せず)および動翼(図示せず)に導く冷却空気の総量を低減させることができ、当該ガスタービンの性能を向上させることができる。
例えば、第1実施形態から第3実施形態のところで説明した第1の管状部材12の代わりに、第4実施形態のところで説明した第11の管状部材91を設けるようにしてもよい。
このように構成すると、空気流によって撓んだり、振動した場合、半径方向において最も外側に位置するベローズ形伸縮管14の外周面と、ブレードホースの内周面とが擦れ合って、これら撓みや振動が減衰されることになるので、「減衰性」をさらに向上させることができる。
11 第1のフランジ
14 ベローズ形伸縮管
17 第2のフランジ
30 ロータ冷却空気供給管
33 線状ブレードホース(ブレードホース)
50 ロータ冷却空気供給管
52 インターロックホース
70 ロータ冷却空気供給管
90 ロータ冷却空気供給管
91 第11の管状部材
Claims (7)
- 車室を貫通して車室内に延びる配管の下流端に設けられたフランジに結合される第1のフランジと、
中間軸カバーを貫通して車室内に延びる配管の上流端に設けられたフランジに結合される第2のフランジと、
これら第1のフランジと第2のフランジとの間に、板厚方向に多層構造とされ、軸方向に伸縮可能とされたベローズ形伸縮管と、
前記第1のフランジの半径方向内側に嵌入されて前記第1のフランジに接合された第1の管状部材と、
前記第1の管状部材の半径方向外側に嵌合されて接合された第2の管状部材と、
前記第2のフランジの半径方向内側に嵌入されて前記第2のフランジに接合された第4の管状部材と、
前記第4の管状部材の半径方向外側に嵌合されて接合された第3の管状部材とを備え、
前記ベローズ形伸縮管は、一端が前記第2の管状部材の半径方向外側に嵌合されて接合され、他端が前記第3の管状部材の半径方向外側に嵌合されて接合され、
前記ベローズ形伸縮管の半径方向外側に設けられたインターロックホースと、
前記第2の管状部材の半径方向外側に嵌合された第5の管状部材と、
前記第5の管状部材の半径方向外側に嵌合された第9の管状部材と、
前記第3の管状部材の半径方向外側に嵌合された第7の管状部材と、
前記第7の管状部材の半径方向外側に嵌合された第10の管状部材とをさらに備え、
前記インターロックホースは、一端が前記第5の管状部材と前記第9の管状部材とに挟み込まれて溶接接合され、他端が前記第7の管状部材と前記第10の管状部材とに挟み込まれて溶接接合され、
前記第1の管状部材と前記第2の管状部材と前記第5の管状部材と前記第9の管状部材とは、前記軸方向に垂直である1つの平面に交差し、
前記第4の管状部材と前記第3の管状部材と前記第7の管状部材と前記第10の管状部材とは、前記軸方向に垂直である他の1つの平面に交差していることを特徴とするロータ冷却空気供給管。 - 前記ベローズ形伸縮管の半径方向外側で、かつ、前記インターロックホースの半径方向内側に、ブレードホースが設けられていることを特徴とする請求項1に記載のロータ冷却空気供給管。
- 半径方向において最も外側に位置する前記ベローズ形伸縮管の外周面と、前記ブレードホースの内周面とが、接していることを特徴とする請求項2に記載のロータ冷却空気供給管。
- 前記ベローズ形伸縮管の半径方向内側に、フローガイドとして機能する管状部材が設けられていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のロータ冷却空気供給管。
- 車室を貫通して車室内に延びる配管の下流端に設けられたフランジに結合される第1のフランジと、
中間軸カバーを貫通して車室内に延びる配管の上流端に設けられたフランジに結合される第2のフランジと、
これら第1のフランジと第2のフランジとの間に、板厚方向に多層構造とされ、軸方向に伸縮可能とされたベローズ形伸縮管と、
前記第1のフランジの半径方向内側に嵌入されて前記第1のフランジに接合された第1の管状部材と、
前記第1の管状部材の半径方向外側に嵌合されて接合された第2の管状部材と、
前記第2のフランジの半径方向内側に嵌入されて前記第2のフランジに接合された第4の管状部材と、
前記第4の管状部材の半径方向外側に嵌合されて接合された第3の管状部材と、を備え、
前記ベローズ形伸縮管は、一端が前記第2の管状部材の半径方向外側に嵌合されて接合され、他端が前記第3の管状部材の半径方向外側に嵌合されて接合され、
前記ベローズ形伸縮管の半径方向外側に設けられたインターロックホースと、
前記第2の管状部材の半径方向外側に嵌合された第5の管状部材と、
前記第5の管状部材の半径方向外側に嵌合された第9の管状部材と、
前記第3の管状部材の半径方向外側に嵌合された第7の管状部材と、
前記第7の管状部材の半径方向外側に嵌合された第10の管状部材とをさらに備え、
前記インターロックホースは、一端が前記第5の管状部材と前記第9の管状部材とに挟み込まれて溶接接合され、他端が前記第7の管状部材と前記第10の管状部材に挟み込まれて溶接接合され、
前記第5の管状部材の前記インターロックホースに嵌入されている部分と前記第7の管状部材の前記インターロックホースに嵌入されている部分とは、前記インターロックホースの奥に向かって細くなっている部分が形成され、
前記第1の管状部材と前記第2の管状部材と前記第5の管状部材と前記第9の管状部材とは、前記軸方向に垂直である1つの平面に交差し、
前記第4の管状部材と前記第3の管状部材と前記第7の管状部材と前記第10の管状部材とは、前記軸方向に垂直である他の1つの平面に交差していることを特徴とするロータ冷却空気供給管。 - 前記ベローズ形伸縮管は、振動した場合、板厚方向に重なり合った薄板同士が擦れ合うように、前記板厚方向に多層構造とされていることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載のロータ冷却空気供給管。
- 請求項1から6のいずれか一項に記載のロータ冷却空気供給管を具備していることを特徴とするガスタービン。
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