JP6087182B2 - 熱分離装置 - Google Patents
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Description
各段でのタービンバケットが発電機に結合されたロータの周りで回転するように、タービンの種々の段の回転可能タービンバケットと空気力学的に作動流体を相互作用させることによって達成される。通常、回転バケットは、回転タービンバケット先端の周りにクリアランスを設けたシュラウドを有するタービンケーシング内に入れられる。作動流体は通常、高温であり、ケーシング及びシュラウドは作動流体に曝されるので、タービン作動中にケーシング及びシュラウドは熱膨張を生じることが多い。この膨張は、損傷及び効率損失を招く可能性がある。従って、多くの場合、ケーシング及びシュラウド間の熱流を制御することが重要となる。
20 環状ケーシング
21 環状凹部
210 内側半径方向セクション
211 外側半径方向セクション
22 内側に面する表面
30 環状シュラウド
31 環状主部材
32 外向きに面する表面
33 環状フランジ
331 半径方向外向きに面する前方ウィング面
332 半径方向内向きに面する前方ウィング面
333 半径方向外向きに面する後方ウィング面
334 半径方向内向きに面する後方ウィング面
335 前方ウィング
336 後方ウィング
40 熱障壁
50 アレイ
60 離散的熱障壁
61 第1のセット
62 第2のセット
63 第3のセット
64 第4のセット
70 ポケット
71 リング
80 環状リングのペア
90 第1の熱障壁リング
91 第2の熱障壁リング
Claims (20)
- 熱分離装置であって、
タービンバケット段を囲み且つ内側に面する表面により環状凹部を定める環状ケーシングと、
前記ケーシング内に配置されて、前記タービンバケット段の回転バケット先端付近の予め定められたクリアランスを提供する環状シュラウドと、
を備え、前記シュラウドが、環状主部材と、前記主部材の外向きに面する表面から延びて、前記凹部内に収まるようなサイズにされる環状フランジと、
多孔性材料から形成され、前記凹部内で前記ケーシングの対向する表面ならびに前記フランジの前方および後方ウィングの半径方向内向きおよび外向きに面する表面間のそれぞれに配置された複数の熱障壁と、
を備える、熱分離装置。 - 前記凹部が、第1の軸方向長さを有する内側半径方向セクションと、第1の半径方向長さよりも長い第2の半径方向長さを有する外側半径方向セクションとを有する、請求項1に記載の熱分離装置。
- 前記フランジがT字形断面を有する、請求項2に記載の熱分離装置。
- 前記対向する表面が、半径方向寸法に沿って向けられた法線角度を有する前記ケーシング及び前記シュラウドの対向する表面と、軸方向寸法に沿って向けられた法線角度を有する前記ケーシング及び前記シュラウドの対向する表面と、を含む、請求項1に記載の熱分離装置。
- 前記熱障壁が、前記シュラウド及び前記ケーシングの一方に結合される、請求項1に記載の熱分離装置。
- 前記熱障壁の材料が、前記シュラウド及び前記ケーシングの一方の材料と実質的に同様の熱膨張係数(CTE)を有する、請求項5に記載の熱分離装置。
- 前記熱障壁の材料が、前記シュラウド及び前記ケーシングの一方にろう付け結合される、請求項5に記載の熱分離装置。
- 前記熱障壁の材料が、ニッケル基超合金及びセラミックのうちの1つを含む、請求項1に記載の熱分離装置。
- タービンバケット段を囲み且つ内側に面する表面により環状凹部を定める環状ケーシングと、
前記ケーシング内に配置されて、前記タービンバケット段の回転バケット先端付近の予め定められたクリアランスを提供する環状シュラウドと、
を備え、前記シュラウドが、環状主部材と、前記主部材の外向きに面する表面から延びて、前記凹部内に収まるようなサイズにされる環状フランジと、
多孔性材料から形成され、前記フランジに各々結合されてこれにより前記凹部内で前記ケーシングの対向する表面ならびに前記フランジの前方および後方ウィングの半径方向内向きおよび外向きに面する表面間のそれぞれに配置された離散的熱障壁の複数のアレイと、
を備える、熱分離装置。 - 前記凹部が、第1の軸方向長さを有する内側半径方向セクションと、第1の半径方向長さよりも長い第2の半径方向長さを有する外側半径方向セクションとを有する、請求項9に記載の熱分離装置。
- 前記フランジがT字形断面を有する、請求項10に記載の熱分離装置。
- タービンバケット段を囲み且つ内側に面する表面により環状凹部を定める環状ケーシングと、
前記ケーシング内に配置されて、前記タービンバケット段の回転バケット先端付近の予め定められたクリアランスを提供する環状シュラウドと、
を備え、前記シュラウドが、環状主部材と、前記主部材の外向きに面する表面から延びて、前記凹部内に収まるようなサイズにされる環状フランジと、
多孔性材料から形成され、前記フランジに各々結合されてこれにより前記凹部内で前記ケーシング及び前記フランジの対向する表面間に配置された離散的熱障壁のアレイと、
を備え、
前記凹部が、第1の軸方向長さを有する内側半径方向セクションと、第1の半径方向長さよりも長い第2の半径方向長さを有する外側半径方向セクションとを有し、
前記離散的熱障壁のアレイが、
前記フランジの半径方向外向きに面する前方ウィング表面に沿って実質的に均一な離隔距離を有して配列された離散的熱障壁の第1のセットと、
前記フランジの半径方向内向きに面する前方ウィング表面に沿って実質的に均一な離隔距離を有して配列された離散的熱障壁の第2のセットと、
前記フランジの半径方向外向きに面する後方ウィング表面に沿って実質的に均一な離隔距離を有して配列された離散的熱障壁の第3のセットと、
前記フランジの半径方向内向きに面する後方ウィング表面に沿って実質的に均一な離隔距離を有して配列された離散的熱障壁の第4のセットと、
を含む、熱分離装置。 - 前記離散的熱障壁の第1及び第3のセットが、前記離散的熱障壁の第2及び第4のセットに対して円周方向に交互配置される、請求項12に記載の熱分離装置。
- 前記内側半径方向セクションにて前記ケーシングに結合されたリングを更に備える、請求項12に記載の熱分離装置。
- 離散的熱障壁の材料が、ニッケル基超合金及びセラミックのうちの1つを含む、請求項9に記載の熱分離装置。
- 熱分離装置であって、
タービンバケット段を囲み且つ内側に面する表面により環状凹部を定める環状ケーシングと、
前記ケーシング内に配置されて、前記タービンバケット段の回転バケット先端付近の予め定められたクリアランスを提供する環状シュラウドと、
を備え、前記シュラウドが、環状主部材と、前記主部材の外向きに面する表面から延びて、前記凹部内に収まるようなサイズにされる環状フランジとを含み、
前記熱分離装置が更に、
多孔性材料から形成され、前記ケーシングに各々結合されてこれにより前記凹部内で前記ケーシング及び前記フランジの対向する表面間に配置された第1及び第2の熱障壁リングを備える、熱分離装置。 - 前記凹部が、第1の軸方向長さを有する内側半径方向セクションと、第1の半径方向長さよりも長い第2の半径方向長さを有する外側半径方向セクションとを有する、請求項16に記載の熱分離装置。
- 前記フランジがT字形断面を有する、請求項17に記載の熱分離装置。
- 前記第1の熱障壁リングが、前記フランジの前方ウィングの周りに配置されたリング部材を含み、前記第2の熱障壁リングが、前記フランジの後方ウィングの周りに配置されたリング部材を含む、請求項17に記載の熱分離装置。
- 前記第1及び第2の熱障壁リングの材料が、ニッケル基超合金及びセラミックのうちの1つを含む、請求項16に記載の熱分離装置。
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