DE112021000203T5

DE112021000203T5 - Wärmeisolationsmaterialanordnung und Gasturbine

Info

Publication number: DE112021000203T5
Application number: DE112021000203.1T
Authority: DE
Inventors: Tadashi Ota; Susumu Sekine; Hyota Abe; Takayuki Ikarashi; Shingo Yamasue; Kazuki Kitagawa
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2020-04-24
Filing date: 2021-04-14
Publication date: 2022-08-25
Also published as: CN114929995A; KR20220100049A; WO2021215323A1; JP7297153B2; US11802510B2; JPWO2021215323A1; US20230031413A1

Abstract

Eine Wärmeisolationsmaterialanordnung ist versehen mit: einem Wärmeisolationsmaterial, das eine Außenoberfläche eines Gehäuses einer Gasturbine abdeckt, und einem Schutzteil, das so angeordnet ist, dass es von der Außenoberfläche des Gehäuses vorsteht und einer Endoberfläche des Wärmeisolationsmaterials zugewandt ist. Das Wärmeisolationsmaterial ist außerhalb eines Anordnungsbereichs einer Vielzahl von Öffnungen für einen Lufteinlass von einem Außenraum in das Gehäuse und an einer dem Anordnungsbereich über das Schutzteil gegenüberliegenden Seite angeordnet.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Wärmeisolationsmaterialanordnung und eine Gasturbine.
Die vorliegende Anmeldung beansprucht Priorität für die japanische Patentanmeldung Nr. 2020-077167 , die am 24. April 2020 eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt hier durch Bezugnahme aufgenommen ist.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Kühlluft kann von der Außenseite in das Innere eines Gehäuses einer Gasturbine eingeführt werden, um die Gasturbine zu kühlen.
Patentschrift 1 offenbart eine Gasturbine, bei der ein Schlitz (Durchgangsloch) in einem Außengehäuse eines Abgasteils vorgesehen ist, um Kühlluft von der Außenseite zu dem Inneren des Außengehäuses aufzunehmen. Bei dieser Gasturbine wird ein Kühlluftdurchgang zwischen der Außenoberfläche des Außengehäuses des Abgasteils und einer radial auswärts des Außengehäuses angeordneten Platte gebildet, und Kühlluft von dem Kühlluftdurchgang wird durch den Schlitz in das Außengehäuse aufgenommen. Diese Kühlluft kühlt Teile (Streben usw.), die in dem Außengehäuse angeordnet sind. Bei der Gasturbine der Patentschrift 1 ist eine Isolationsschicht (Wärmeisolationsmaterial) so angeordnet, dass sie die Außenoberfläche der den Kühlluftdurchgang bildenden Platte zusammen mit dem Außengehäuse abdeckt.
Zitierliste
Patentliteratur
Patentschrift 1: JP6142000B
ZUSAMMENFASSUNG
Zu lösende Probleme
Ein Wärmeisolationsmaterial (Wärmerückhaltematerial) kann an der Außenoberfläche eines Gehäuses einer Gasturbine vorgesehen sein. Nach der Installation des Wärmeisolationsmaterials kann sich das Wärmeisolationsmaterial im Laufe der Zeit aufgrund von Verschlechterung oder seines Eigengewichts aus der ursprünglichen Position versetzen. Wenn eine im Gehäuse vorgesehene Lufteinlassöffnung durch das auf diese Weise bewegte Wärmeisolationsmaterial blockiert wird, wird die Gasturbine möglicherweise nicht einwandfrei gekühlt, beispielsweise kann die Kühlung unzureichend sein.
In Anbetracht des Vorgenannten ist es eine Aufgabe von mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, eine Wärmeisolationsmaterialanordnung und eine Gasturbine bereitzustellen, die eine einwandfreie Kühlung der Gasturbine zulassen.
Lösung der Probleme
Eine Wärmeisolationsmaterialanordnung gemäß mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist versehen mit: einem Wärmeisolationsmaterial, das eine Außenoberfläche eines Gehäuses einer Gasturbine abdeckt, und einem Schutzteil, das so angeordnet ist, dass es von der Außenoberfläche des Gehäuses vorsteht und einer Endoberfläche des Wärmeisolationsmaterials zugewandt ist. Das Wärmeisolationsmaterial ist außerhalb eines Anordnungsbereichs einer Vielzahl von Öffnungen für einen Lufteinlass von einem Außenraum in das Gehäuse und an der dem Anordnungsbereich über das Schutzteil gegenüberliegenden Seite angeordnet.
Ferner ist eine Gasturbine gemäß mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehen mit: einem Gehäuse, einem Wärmeisolationsmaterial, das eine Außenoberfläche des Gehäuses abdeckt, und einem Schutzteil, das so angeordnet ist, dass es von der Außenoberfläche des Gehäuses vorsteht und einer Endoberfläche des Wärmeisolationsmaterials zugewandt ist. Das Wärmeisolationsmaterial ist außerhalb eines Anordnungsbereichs einer Vielzahl von Öffnungen für den Lufteinlass von einem Außenraum in das Gehäuse und an der dem Anordnungsbereich über das Schutzteil gegenüberliegenden Seite angeordnet.
Vorteilhafte Effekte
Zumindest eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht eine Wärmeisolationsmaterialanordnung und eine Gasturbine vor, die eine einwandfreie Kühlung der Gasturbine zulassen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine schematische Darstellung einer Gasturbine gemäß einer Ausführungsform.
2 ist eine schematische Darstellung eines Abgasgehäuses gemäß einer Ausführungsform.
3 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A-A von 2.
4A ist eine schematische Teilquerschnittsansicht einer Gasturbine mit einer Wärmeisolationsmaterialanordnung gemäß einer Ausführungsform.
4B ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie B-B von 4A.
5 ist eine schematische Teilquerschnittsansicht einer Gasturbine mit einer Wärmeisolationsmaterialanordnung gemäß einer Ausführungsform.
6 ist eine schematische Teilquerschnittsansicht einer Gasturbine mit einer Wärmeisolationsmaterialanordnung gemäß einer Ausführungsform.
7 ist eine schematische Teilquerschnittsansicht einer Gasturbine mit einer Wärmeisolationsmaterialanordnung gemäß einer Ausführungsform.
8 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Wärmeisolationsmaterialanordnung gemäß einer Ausführungsform.
9 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Wärmeisolationsmaterialanordnung gemäß einer Ausführungsform.
10 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Wärmeisolationsmaterialanordnung gemäß einer Ausführungsform.
11 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Wärmeisolationsmaterialanordnung gemäß einer Ausführungsform.
12 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Gasturbine mit einer Wärmeisolationsmaterialanordnung gemäß einer Ausführungsform.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben. Es ist jedoch beabsichtigt, dass, sofern nicht besonders gekennzeichnet, Abmessungen, Materialien, Formen, relative Positionen und dergleichen von Komponenten, die bei den Ausführungsformen beschrieben sind, nur als illustrativ zu interpretieren und nicht beabsichtigt, den Umfang der vorliegenden Erfindung zu begrenzen.
(Konfiguration der Gasturbine)
1 ist eine schematische Darstellung einer Gasturbine gemäß einer Ausführungsform. Wie in 1 dargestellt umfasst die Gasturbine 1 einen Verdichter 2 zum Erzeugen von verdichteter Luft, eine Brennkammer 4 zum Erzeugen von Verbrennungsgas aus der verdichteten Luft und Brennstoff, und eine Turbine 6, die ausgestaltet ist, um durch das Verbrennungsgas rotierend angetrieben zu werden. Im Falle der Gasturbine 1 zur Stromerzeugung ist ein Generator (nicht dargestellt) mit der Turbine 6 verbunden.
Der Verdichter 2 umfasst eine Vielzahl von Leitschaufeln 16, die an einem Verdichtergehäuse 10 befestigt sind, und eine Vielzahl von Laufschaufeln 18, die an einem Rotor 8 so eingesetzt sind, dass sie abwechselnd mit den Leitschaufeln 16 angeordnet sind. Die von einem Lufteinlass 12 aufgenommene Luft wird zu dem Verdichter 2 geleitet. Die Luft strömt durch die Vielzahl von Leitschaufeln 16 und die Vielzahl von Laufschaufeln 18 und wird zu verdichteter Luft mit einer hohen Temperatur und einem hohen Druck verdichtet.
Die Brennkammer 4 wird von einem Brennkammergehäuse 20 getragen. Die verdichtete Luft von dem Verdichter 2 wird der Brennkammer 4 über einen Innenraum des Brennkammergehäuses 20 zugeführt, und Brennstoff von einem Brennstoffanschluss wird ebenfalls der Brennkammer 4 zugeführt. In der Brennkammer 4 werden der Brennstoff und die verdichtete Luft gemischt und verbrannt, um das Verbrennungsgas zu erzeugen, das als Arbeitsfluid der Turbine 6 dient. Wie in 1 dargestellt kann eine Vielzahl von Brennkammern 4 entlang der Umfangsrichtung in dem Brennkammergehäuse 20 angeordnet sein, wobei sie um den Rotor 8 zentriert sind.
Die Turbine 6 hat einen in einem Turbinengehäuse 22 ausgebildeten Verbrennungsgasdurchgang 28 und umfasst eine Vielzahl von Leitschaufeln 24 und eine Vielzahl von Laufschaufeln 26, die in dem Verbrennungsgasdurchgang 28 angeordnet sind. Die Leitschaufeln 24 sind an dem Turbinengehäuse 22 befestigt, und ein Satz der Leitschaufeln 24, die entlang der Umfangsrichtung des Rotors 8 angeordnet sind, bildet eine Leitschaufelreihe. Ferner sind die Laufschaufeln 26 an dem Rotor 8 angebracht, und ein Satz der Laufschaufeln 26, der entlang der Umfangsrichtung des Rotors 8 angeordnet ist, bildet eine Laufschaufelreihe. Die Leitschaufelreihen und die Laufschaufelreihen sind abwechselnd in der Axialrichtung des Rotors 8 angeordnet.
Die Vielzahl von Laufschaufeln 26 umfasst eine letztstufige Laufschaufel 26A, die an der am weitesten stromabwärtigen Seite in der Verbrennungsgasströmung unter der Vielzahl von Laufschaufeln 26 angeordnet ist.
Wenn bei der Turbine 6 das von der Brennkammer 4 in den Verbrennungsgasdurchgang 28 eingeführte Verbrennungsgas durch die Vielzahl von Leitschaufeln 24 und die Vielzahl von Laufschaufeln 26 strömt, wird der Rotor 8 rotierend angetrieben. Dadurch wird der mit dem Rotor 8 verbundene Generator zur Stromerzeugung angetrieben. Das Verbrennungsgas (Abgas), das die Turbine 6 angetrieben hat, wird über das Abgasgehäuse 30 nach außen ausgetragen.
2 ist eine schematische Darstellung des Abgasgehäuses 30 gemäß einer Ausführungsform. 3 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A-A von 2. Wie in den 2 und 3 dargestellt umfasst das Abgasgehäuse 30 eine rohrförmige Gehäusewand 31 (Gehäuse), die sich insgesamt in der Axialrichtung des Rotors 8 (der Richtung der Mittelachse 0) erstreckt, einen Außendiffusor 36 und einen Innendiffusor 38, die einen Abgasdurchgang 35 bilden, eine Strebe 40 (Lagertragelement) zum Tragen eines Lagers 48 und eine Strebenabdeckung 42, die die Außenoberfläche der Strebe 40 abdeckt. Das Lager 48 ist in einem Lagerkasten 34 untergebracht, der in der Gehäusewand 31 angeordnet ist, und ist ausgestaltet, um den Rotor 8 der Gasturbine 1 drehbar zu lagern.
Der Außendiffusor 36 und der Innendiffusor 38 sind so angeordnet, dass sie einen ringförmigen Abgasdurchgang 35 bilden, der radial einwärts der Gehäusewand 31 und radial auswärts des Lagerkastens 34 liegt.
Ein Außenendabschnitt 40a, der ein Endabschnitt der Strebe 40 in der Längsrichtung ist, ist an der Gehäusewand 31 befestigt, und ein Innenendabschnitt 40b, der der andere Endabschnitt in der Längsrichtung ist, ist an dem Lagerkasten 34 befestigt. Der Lagerkasten 34 ist über die Strebe 40 an der Gehäusewand 31 getragen. Die Strebe 40 ist so angeordnet, dass sie den Außendiffusor 36 und den Innendiffusor 38 durchdringt und den Abgasdurchgang 35 durchquert.
Bei einigen Ausführungsformen sind mehrere Streben 40 in der Umfangsrichtung in Intervallen oder Abständen angeordnet. Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Abgasgehäuse 30 mit acht Streben versehen, aber die Anzahl von Streben ist nicht darauf beschränkt. Wie in 3 dargestellt können die Streben 40 so angeordnet sein, dass sie sich entlang der Tangentialrichtung des Lagerkastens 34 erstrecken.
Die Strebenabdeckung 42 ist so angeordnet, dass sie die Strebe 40 umgibt und sich zwischen dem Außendiffusor 36 und dem Innendiffusor 38 erstreckt. Die Strebenabdeckung 42 kann an dem radial äußeren Ende mit dem Außendiffusor 36 und an dem radial inneren Ende mit dem Innendiffusor 38 verbunden sein.
Zwischen der Außenoberfläche der Strebe 40 und der Innenoberfläche der Strebenabdeckung 42 ist ein Raum 70b gebildet. Der Raum 70b steht in Verbindung mit einem Raum 70a, der zwischen der Gehäusewand 31 und dem Außendiffusor 36 ausgebildet ist. Ferner steht der Raum 70b in Verbindung mit einem Raum 70c, der zwischen dem Lagerkasten 34 und dem Innendiffusor 38 ausgebildet ist. Die Räume 70a, 70b und 70c bilden einen Kühldurchgang 70, durch den Kühlluft strömt.
Zu dem Kühldurchgang 70 wird Luft von einem Außenraum der Gasturbine 1 durch eine Vielzahl von Öffnungen 44 für einen Lufteinlass eingeführt, der in der Gehäusewand 31 vorgesehen ist Die Vielzahl von Öffnungen 44 steht also in Verbindung mit dem Kühldurchgang 70. Ferner wird die Luft von dem Kühldurchgang 70 zu dem Abgasdurchgang 35 stromaufwärts von der Strebe 40 durch eine Auslassöffnung 46, die in dem Innendiffusor 38 angeordnet ist, ausgetragen.
Aufgrund des Differenzdrucks zwischen dem Außenraum der Gasturbine 1 und dem Abgasdurchgang 35 wird Luft von dem Außenraum durch die Öffnungen 44 in den Kühldurchgang 70 aufgenommen. Die in den Kühldurchgang 70 eingeführte Luft strömt durch die Räume 70a, 70b und 70c und wird anschließend von dem Kühldurchgang 70 durch die Auslassöffnung 46 ausgetragen. Die durch den Kühldurchgang 70 strömende Luft kühlt Bauteile (z.B. Außendiffusor 36, Innendiffusor 38, Strebe 40 oder Strebenabdeckung 42), die im Abgasgehäuse 30 angeordnet sind.
Diese Gasturbine 1 umfasst ferner, wie in 2 und 3 dargestellt ist, ein Wärmeisolationsmaterial 52, das eine Außenoberfläche 32 der Gehäusewand 31 (Gehäuse) abdeckt, sowie ein Schutzteil 54, um zu verhindern, dass die Vielzahl von Öffnungen 44 zum Aufnehmen von Luft in den Kühldurchgang 70 durch das Wärmeisolationsmaterial 52 blockiert werden. Das Wärmeisolationsmaterial 52 und das Schutzteil 54 bilden eine Wärmeisolationsmaterialanordnung 50.
Die Gasturbine 1 mit dem Wärmeisolationsmaterial 52 und dem Schutzteil 54 (Wärmeisolationsmaterialanordnung 50) gemäß einigen Ausführungsformen wird nun im Detail beschrieben.
4A und 5 bis 7 sind jeweils eine schematische Teilquerschnittsansicht der Gasturbine 1 einschließlich der Wärmeisolationsmaterialanordnung 50 gemäß einer Ausführungsform. 4B ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie B-B von 4A. 8 bis 11 sind jeweils eine schematische perspektivische Ansicht der Wärmeisolationsmaterialanordnung 50 gemäß einer Ausführungsform. 12 ist eine schematische Querschnittsansicht der Gasturbine 1 einschließlich der Wärmeisolationsmaterialanordnung 50 gemäß einer Ausführungsform. 8 ist eine schematische perspektivische Ansicht der Wärmeisolationsmaterialanordnung 50, die in den 4A und 4B dargestellt ist.
Wie in den 2 bis 3 und 4A bis 7 dargestellt umfasst die Gasturbine 1 das Wärmeisolationsmaterial (Wärmerückhaltematerial) 52, das die Außenoberfläche 32 der Gehäusewand 31 (Gehäuse) des Abgasgehäuses 30 abdeckt, und das Schutzteil 54, das so angeordnet ist, dass es von der Außenoberfläche 32 der Gehäusewand 31, an der das Wärmeisolationsmaterial 52 vorgesehen ist, vorsteht. Wie in den 4A bis 7 dargestellt ist das Schutzteil 54 so angeordnet, dass es einer Endoberfläche 53 des Wärmeisolationsmaterials 52 zugewandt ist. Das Wärmeisolationsmaterial 52 ist außerhalb eines Anordnungsbereichs A (siehe 4B) der Vielzahl von Öffnungen 44 für einen Lufteinlass von einem Außenraum in die Gehäusewand 31 (Gehäuse) und an der dem Schutzteil 54 von dem Anordnungsbereich A der Vielzahl von Öffnungen 44 gegenüberliegenden Seite angeordnet. Mit anderen Worten ist das Schutzteil 54 zwischen dem Wärmeisolationsmaterial 52 und dem Anordnungsbereich A der Vielzahl von Öffnungen 44 angeordnet.
Bei den beispielhaften Ausführungsformen, die in 4A bis 7 dargestellt sind, umfasst das Schutzteil 54 ein rohrförmiges Element 56 mit einer Innenumfangsoberfläche 56a, die die Vielzahl der Öffnungen 44 umgibt. Das rohrförmige Element 56 kann eine gerade Form haben, wie in den 4A bis 6 dargestellt, oder eine gekrümmte Form haben, wie in 7 dargestellt.
Die Größe und Anzahl der Öffnungen 44 für einen Lufteinlass werden gemäß der in den Kühldurchgang 70, der im Inneren der Gehäusewand 31 ausgebildet ist, eingeführten Kühlluftmenge angemessen festgelegt. Die Vielzahl von Öffnungen 44 kann an mehreren Positionen in der Axialrichtung oder in der Umfangsrichtung der Gasturbine 1 angeordnet sein. Eine Vielzahl der Schutzteile 54 kann so angeordnet sein, dass sie der Vielzahl der Öffnungen 44 entsprechen, die an mehreren Positionen angeordnet sind.
Das Abgasgehäuse 30 der in 2 dargestellten Gasturbine 1 weist eine Vielzahl von Öffnungen 44 auf, die an verschiedenen Positionen in der Axialrichtung angeordnet sind. Insbesondere weist das Abgasgehäuse 30 eine Vielzahl von Öffnungen 44 an jeder Position stromaufwärts und stromabwärts der Strebe 40 auf. Ferner sind die Wärmeisolationsmaterialanordnungen 50 (stromaufwärtige Wärmeisolationsmaterialanordnung 50A und stromabwärtige Wärmeisolationsmaterialanordnung 50B), die jeweils das Schutzteil 54 einschließen, so angeordnet, dass sie jeweils der Vielzahl von Öffnungen 44 auf der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite der Strebe 40 entsprechen.
Die Vielzahl der Öffnungen 44 und das Schutzteil 54 (Wärmeisolationsmaterialanordnung 50) können auf der stromaufwärtigen Seite oder der stromabwärtigen Seite der Strebe 40 in der Axialrichtung angeordnet sein, oder sie können so angeordnet sein, dass sie die Strebe 40 zumindest teilweise überlappen.
Das Abgasgehäuse 30 der in 3 dargestellten Gasturbine 1 weist eine Vielzahl von Öffnungen 44 auf, die an mehreren Positionen in der Umfangsrichtung angeordnet sind. Ferner ist eine Vielzahl der Schutzteile 54 so angeordnet, dass sie der Vielzahl von Öffnungen 44 entsprechen, die an mehreren Positionen (acht Positionen in 3) angeordnet sind. Die stromaufwärtige Wärmeisolationsmaterialanordnung 50A umfasst also eine Vielzahl (acht in 3) von Schutzteilen 54, die entlang der Umfangsrichtung angeordnet sind.
Obwohl in 3 nicht dargestellt kann die stromabwärtige Wärmeisolationsmaterialanordnung 50B ebenfalls eine Vielzahl von Schutzteilen 54 umfassen, die entlang der Umfangsrichtung in Intervallen oder Abständen angeordnet sind. In diesem Fall kann die Vielzahl von Schutzteilen 54 der stromaufwärtigen Wärmeisolationsmaterialanordnung 50A und die Vielzahl von Schutzteilen 54 der stromabwärtigen Wärmeisolationsmaterialanordnung 50B an der gleichen Position in der Umfangsrichtung oder an verschiedenen Positionen in der Umfangsrichtung angeordnet sein.
Das Wärmeisolationsmaterial 52 und/oder das Schutzteil 54 kann an einem Abschnitt der Gehäusewand 31 angeordnet sein, der sich entlang der Axialrichtung erstreckt, beispielsweise wie bei der stromaufwärtigen Wärmeisolationsmaterialanordnung 50A, die in 2 dargestellt ist. Die Wärmeisolationsmaterialanordnung 50, die in den 4A und 5 dargestellt ist, ist ein Beispiel einer derartigen Wärmeisolationsmaterialanordnung. Alternativ kann das Wärmeisolationsmaterial 52 und/oder das Schutzteil 54 an einem Abschnitt der Gehäusewand 31 angeordnet sein, der sich entlang einer Richtung schräg zu der Axialrichtung erstreckt, beispielsweise wie bei der in 2 dargestellten stromabwärtigen Wärmeisolationsmaterialanordnung 50B. Die Wärmeisolationsmaterialanordnung 50, die in den 6 und 7 dargestellt ist, ist ein Beispiel einer derartigen Wärmeisolationsmaterialanordnung.
Die Vielzahl von Öffnungen 44 kann in der Gehäusewand 31 oder in einem an der Gehäusewand 31 befestigten Element vorgesehen sein. Bei den beispielhaften Ausführungsformen, die in den 4A bis 7 dargestellt sind, ist die Vielzahl von Öffnungen 44 in einer an der Gehäusewand 31 befestigten Platte 43 ausgebildet. Die Vielzahl von Öffnungen 44 steht in Verbindung mit dem Kühldurchgang 70 in der Gehäusewand 31 durch ein Verbindungsloch 33, das in der Gehäusewand 31 vorgesehen ist.
Bei den beispielhaften Ausführungsformen, die in 4A und 7 dargestellt sind, ist die Vielzahl von Öffnungen 44 in einer Platte 43 ausgebildet, die mit Bolzen 45 an der Gehäusewand 31 befestigt ist. Das rohrförmige Element 56, das das Schutzteil 54 bildet, ist durch Schweißen oder dergleichen an der Platte 43 befestigt.
Bei der in 5 dargestellten beispielhaften Ausführungsform ist die Vielzahl von Öffnungen 44 in einer Platte 43 ausgebildet, die zwischen einem an der Gehäusewand 31 befestigten Zwischenelement 64 und dem rohrförmigen Element 56, das das Schutzteil 54 bildet, befestigt ist. Die Platte 43 ist also über das Zwischenelement 64 an der Gehäusewand 31 befestigt. Die Platte 43 ist zwischen einem Flanschabschnitt 58, der an einem Ende des rohrförmigen Elements 56 angeordnet ist, und einem Flanschabschnitt 66 des Zwischenelements 64 eingefügt, wobei die Flanschabschnitte 58 und 66 durch Bolzen 45 und Muttern 62 miteinander verbunden sind, so dass die Platte 43 befestigt ist und das Schutzteil 54 über das Zwischenelement 64 an der Gehäusewand 31 angebracht ist. Durch die Verwendung des Zwischenelements 64 kann die Platte 43 über das Zwischenelement 64 selbst dann an der Gehäusewand 31 befestigt werden, wenn eine direkte Befestigung der Platte 43 an der Gehäusewand 31 aufgrund eines kleinen Installationsraums schwierig ist.
Bei der in 6 dargestellten beispielhaften Ausführungsform ist ein Ende des rohrförmigen Elements 56, das das Schutzteil 54 bildet, durch Schweißen oder dergleichen an der Gehäusewand 31 befestigt, und die Platte 43 ist durch Schweißen oder dergleichen an dem anderen Ende des rohrförmigen Elements 56 befestigt. Die Platte 43 ist also über das rohrförmige Element 56 an der Gehäusewand 31 befestigt.
Ein Wärmeisolationsmaterial (Wärmerückhaltematerial), das an der Außenoberfläche eines Gehäuses einer Gasturbine vorgesehen ist, kann sich im Laufe der Zeit nach der Installation aufgrund von Verschleiß oder seines Eigengewichts von der ursprünglichen Position versetzt werden. Wenn eine in dem Gehäuse vorgesehene Lufteinlassöffnung durch das auf diese Weise bewegte Wärmeisolationsmaterial blockiert wird, wird die Gasturbine möglicherweise nicht einwandfrei gekühlt, beispielsweise kann die Kühlung unzureichend sein.
Diesbezüglich ist gemäß den vorgenannten Ausführungsformen das Schutzteil 54 zwischen dem Wärmeisolationsmaterial 52, das die Außenoberfläche der Gehäusewand 31 (Gehäuse) abdeckt, und dem Anordnungsbereich A der Vielzahl von Öffnungen 44 für einen Lufteinlass in die Gehäusewand 31 so angeordnet, dass es von der Außenoberfläche 32 der Gehäusewand 31 vorsteht. Das Schutzteil 54 schränkt die Bewegung des Wärmeisolationsmaterials 52 zu dem Anordnungsbereich A der Vielzahl von Öffnungen 44 ein. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass die Vielzahl von Öffnungen 44 durch das Wärmeisolationsmaterial 52 blockiert wird, und die Gasturbine 1 kann einwandfrei gekühlt werden.
Ferner neigt das Wärmeisolationsmaterial 52 in einem Querschnitt senkrecht zu der Mittelachse 0 des Rotors 8 (siehe 3) in einem Bereich, wo der Winkel θ (siehe 3), der auf die Mittelachse 0 des Rotors 8 zentriert ist und auf der horizontalen Ebene Ph (siehe 3) basiert, die durch die Mittelachse 0 verläuft, nicht mehr als 60 Grad beträgt, dazu, sich aufgrund von Faktoren wie seinem Eigengewicht zu versetzen. Wenn Lufteinlassports in dem Abgasgehäuse 30 aufgrund der Verschiebung des Wärmeisolationsmaterials 52 teilweise in der Umfangsrichtung blockiert werden, kann die Kühlung in der Umfangsrichtung ungleichmäßig werden, und beispielsweise kann der Abstand zwischen dem Rotationsteil und dem Stationärteil aufgrund des Unterschieds in der Wärmeausdehnung der Bestandteile (Streben 40 und Gehäusewand 31) des Abgasgehäuses 30 nicht angemessen aufrechterhalten werden.
Da gemäß den vorgenannten Ausführungsformen die Vielzahl von Schutzteilen 54 so angeordnet ist, dass sie der Vielzahl von Öffnungen 44 entspricht, die an mehreren Positionen entlang der Umfangsrichtung der Gasturbine 1 angeordnet sind, kann verhindert werden, dass die Vielzahl von Öffnungen 44 an jeder Position durch das Wärmeisolationsmaterial 52 blockiert wird. Beispielsweise kann wirksam verhindert werden, dass die Vielzahl von Öffnungen 44 durch das Wärmeisolationsmaterial 52 innerhalb des vorgenannten Winkelbereichs 8 blockiert werden.
Dadurch wird die Einführung von Kühlluft in die Gehäusewand 31 (Kühldurchgang 70) an jeder Position in der Umfangsrichtung, wo die Vielzahl von Öffnungen 44 angeordnet ist, weniger wahrscheinlich behindert, was eine in der Umfangsrichtung gleichmäßige Kühlung der Vielzahl von Streben 40, die in der Umfangsrichtung angeordnet sind, und der die Streben 40 tragenden Gehäusewand 31 erleichtert. Dadurch kann eine ungleichmäßige thermische Ausdehnung oder Kriechverformung der Gehäusewand 31 oder eine Erhöhung einer Wellenschwingung der Gasturbine 1 verhindert werden. Folglich können Schäden an der Gasturbine 1 verhindert werden.
Bei einigen Ausführungsformen ist das Schutzteil 54 von einer Erstreckungslinie L1 (siehe 3) der Strebe 40 in der Umfangsrichtung der Gasturbine 1 versetzt angeordnet. Bei dieser Gasturbine 1 kann die Wärmeisolationsmaterialanordnung 50 in geeigneter Weise installiert werden, ohne dass es zu einer Beeinflussung zwischen der Strebe 40 und dem Schutzteil 54 kommt.
Bei einigen Ausführungsformen beträgt die Höhe h_G des Schutzteils 54 (rohrförmiges Element 56 in 4A bis 7) von der Außenoberfläche 32 der Gehäusewand 31, an der das Wärmeisolationsmaterial 52 vorgesehen ist, 50% oder mehr der Dicke h_T des Wärmeisolationsmaterials 52. Alternativ dazu kann die Höhe h_G des Schutzteils 54 65% oder mehr der Dicke h_T des Wärmeisolationsmaterials 52 betragen.
Mit der „Höhe des Schutzteils von der Außenoberfläche des Gehäuses (Gehäusewand 31)“ ist hier die Höhe des Abschnitts des Schutzteils 54 gemeint, der der Endoberfläche 53 des Wärmeisolationsmaterials 52 von der mit dem Wärmeisolationsmaterial 52 bedeckten Außenoberfläche 32 der Gehäusewand 31 (Gehäuse) zugewandt ist (siehe 4A bis 7). Diese Definition gilt auch für den Fall, dass die mit dem Wärmeisolationsmaterial 52 abgedeckte „Außenoberfläche“ nicht bündig mit der „Außenoberfläche“ ist, an der das Schutzteil 54 (rohrförmiges Element 56 in 6 und 7) vorgesehen ist (siehe 6 und 7), wie beispielsweise in 6 und 7.
Gemäß den vorgenannten Ausführungsformen schränkt das Schutzteil 54 die Bewegung des Wärmeisolationsmaterials 52 wirksam ein, da die Höhe h_G des Schutzteils 54 von der Außenoberfläche 32 der Gehäusewand 31 (Gehäuse), an der das Wärmeisolationsmaterial 52 vorgesehen ist, 50% oder mehr oder 65% oder mehr der Dicke h_T des Wärmeisolationsmaterials 52 beträgt. Auf diese Weise kann wirksam verhindert werden, dass die Vielzahl von Öffnungen 44 durch das Wärmeisolationsmaterial 52 blockiert wird, und die Gasturbine 1 kann einwandfrei gekühlt werden.
Bei einigen Ausführungsformen ist das Schutzteil 54 zumindest teilweise abnehmbar an der Gehäusewand 31 (Gehäuse) angeordnet. Beispielsweise kann bei der in 7 dargestellten beispielhaften Ausführungsform das Schutzteil 54 (rohrförmiges Element 56) mit den Bolzen 45 und Muttern 62 relativ einfach an der Gehäusewand 31 angebracht oder von ihr abgenommen werden.
Gemäß den vorgenannten Ausführungsformen wird, da das Schutzteil 54 zumindest teilweise von der Gehäusewand 31 (Gehäuse) abnehmbar ist, durch ein Abnehmen des Schutzteils 54 der Anordnungsbereich A der Vielzahl von Öffnungen 44 einfach zugänglich. Dies erleichtert die Wartung der Gasturbine 1, beispielsweise die Einstellung der Öffnungen, durch Ersetzen der mit der Vielzahl von Öffnungen 44 versehenen Platte 43 (siehe 4A bis 7).
Das Schutzteil 54 ist nicht auf eine bestimmte Form beschränkt, solange es verhindern kann, dass das Wärmeisolationsmaterial 52 in den Anordnungsbereich A der Vielzahl von Öffnungen 44 gelangt. Das Schutzteil 54 kann beispielsweise ein rohrartiges Element, ein stabartiges Element oder ein plattenartiges Element oder ein außerhalb der Gehäusewand 31 angeordnetes Rohr umfassen.
Wie bereits beschrieben umfasst das Schutzteil 54 bei den in 2 bis 8 dargestellten beispielhaften Ausführungsformen das rohrförmige Element 56 mit der Innenumfangsoberfläche 56a, die die Vielzahl von Öffnungen 44 umgibt.
In diesem Fall kann das Schutzteil 54 mit einer einfachen Konfiguration einschließlich des rohrförmigen Elements 56 erhalten werden. Da die Innenumfangsoberfläche 56a des rohrförmigen Elements 56 die Vielzahl von Öffnungen 44 umgibt, schränkt das Schutzteil 54 außerdem die Bewegung des Wärmeisolationsmaterials 52 wirksam ein. Folglich kann wirksam verhindert werden, dass die Vielzahl von Öffnungen 44 durch das Wärmeisolationsmaterial 52 blockiert werden.
Bei einigen Ausführungsformen, beispielsweise wie in 9 und 10 dargestellt, umfasst das Schutzteil 54 ein stabartiges Element 72 oder ein plattenartiges Element 74, das so angeordnet ist, dass es von der Oberfläche der Gehäusewand 31 (Gehäuse) vorsteht. Bei der in 9 dargestellten beispielhaften Ausführungsform umfasst das Schutzteil 54 eine Vielzahl von stabartigen Elementen 72, die so angeordnet sind, dass sie von der Oberfläche der Gehäusewand 31 vorstehen. Bei der in 10 dargestellten beispielhaften Ausführungsform umfasst das Schutzteil 54 eine Vielzahl von L-förmigen Stahlplatten als plattenartige Elemente 74, die so angeordnet sind, dass sie von der Oberfläche der Gehäusewand 31 vorstehen.
In diesem Fall kann das Schutzteil 54 mit einer einfachen Konfiguration einschließlich des stabartigen Elements 72 oder des plattenartigen Elements 74 ausgestaltet sein. Dies schränkt die Bewegung des Wärmeisolationsmaterials 52 wirksam ein. Folglich kann wirksam verhindert werden, dass die Vielzahl von Öffnungen 44 durch das Wärmeisolationsmaterial 52 blockiert wird.
Bei einigen Ausführungsformen, wie beispielsweise in 11 dargestellt ist, umfasst das Schutzteil 54 ein Gitterelement 76, das die Vielzahl von Öffnungen 44 bedeckt.
In diesem Fall kann das Schutzteil 54 mit einer einfachen Konfiguration einschließlich des Gitterelements 76 erhalten werden. Dies schränkt die Bewegung des Wärmeisolationsmaterials 52 wirksam ein. Folglich kann wirksam verhindert werden, dass die Vielzahl von Öffnungen 44 durch das Wärmeisolationsmaterial 52 blockiert werden.
Bei einigen Ausführungsformen, beispielsweise wie in 12 dargestellt, umfasst das Schutzteil 54 eine Vielzahl von rohrförmigen Elementen 56, die entlang der Umfangsrichtung angeordnet sind, und ein Rohr 78, das die Vielzahl von rohrförmigen Elementen 56 miteinander verbindet, so dass die Vielzahl von rohrförmigen Elementen 56 in Verbindung steht. Luft von einem Außenraum kann über einen Luftführungsabschnitt 80 in das Rohr 78 eingeführt werden, und die Luft kann von dem Rohr 78 zu jedem rohrförmigen Element 56 verteilt werden. In 12 sind Bauteile, die im Inneren der Gehäusewand 31 angeordnet sind, nicht abgebildet.
Bei einigen Ausführungsformen kann das Wärmeisolationsmaterial 52 eine Blockform haben, beispielsweise wie in 4A, 5 bis 7 und 8 bis 11 dargestellt.
Da das Wärmeisolationsmaterial 52 bei den vorgenannten Ausführungsformen eine Blockform aufweist, ist das Wärmeisolationsmaterial 52 weniger verformbar als beispielsweise ein flächiges Wärmeisolationsmaterial, so dass es weniger geneigt ist, seine Ausrichtung zu verlieren oder sich von der Installationsposition zu entfernen. Auf diese Weise kann die Bewegung des Wärmeisolationsmaterials 52 wirksam eingeschränkt werden. Folglich kann verhindert werden, dass die Vielzahl von Öffnungen 44 durch das Wärmeisolationsmaterial 52 blockiert wird, und die Gasturbine 1 kann einwandfrei gekühlt werden.
Der in den vorgenannten Ausführungsformen beschriebene Inhalt ist beispielsweise wie folgt zu verstehen.
(1) Eine Wärmeisolationsmaterialanordnung (50) gemäß mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist versehen mit: einem Wärmeisolationsmaterial (52), das eine Außenoberfläche (32) eines Gehäuses (z.B. die oben beschriebene Gehäusewand 31) einer Gasturbine (1) abdeckt, und einem Schutzteil (54), das so angeordnet ist, dass es von der Außenoberfläche des Gehäuses vorsteht und einer Endoberfläche (53) des Wärmeisolationsmaterials zugewandt ist. Das Wärmeisolationsmaterial ist außerhalb eines Anordnungsbereichs (A) einer Vielzahl von Öffnungen (44) für einen Lufteinlass von einem Außenraum in das Gehäuse und an der dem Anordnungsbereich über das Schutzteil gegenüberliegenden Seite angeordnet.
Gemäß der vorgenannten Konfiguration (1) ist das Schutzteil zwischen dem Wärmeisolationsmaterial, das die Außenoberfläche des Gehäuses abdeckt, und dem Anordnungsbereich der Vielzahl von Öffnungen für einen Lufteinlass in das Gehäuse so angeordnet, dass es von der Außenoberfläche des Gehäuses, an der das Wärmeisolationsmaterial vorgesehen ist, vorsteht. Das Schutzteil schränkt die Bewegung des Wärmeisolationsmaterials zu dem Anordnungsbereich der Vielzahl von Öffnungen ein. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass die Vielzahl von Öffnungen durch das Wärmeisolationsmaterial blockiert wird, und die Gasturbine kann einwandfrei gekühlt werden.
(2) Bei einigen Ausführungsformen beträgt bei der vorgenannten Konfiguration (1) die Höhe (h_G) des Schutzteils von der Außenoberfläche des Gehäuses 50% oder mehr der Dicke (h_T) des Wärmeisolationsmaterials.
Gemäß der vorgenannten Konfiguration (2) kann, da die Höhe des Schutzteils von der Außenoberfläche des Gehäuses, an dem das Wärmeisolationsmaterial vorgesehen ist, 50% oder mehr der Dicke des Wärmeisolationsmaterials beträgt, die Bewegung des Wärmeisolationsmaterials wirksam eingeschränkt werden. Folglich kann wirksam verhindert werden, dass die Vielzahl von Öffnungen durch das Wärmeisolationsmaterial blockiert wird.
(3) Bei einigen Ausführungsformen ist in der vorgenannten Konfiguration (1) oder (2) das Schutzteil zumindest teilweise abnehmbar an dem Gehäuse angeordnet.
Gemäß der vorgenannten Konfiguration (3), da das Schutzteil zumindest teilweise von dem Gehäuse abnehmbar ist, wird durch das Abnehmen des Schutzteils ein einfacher Zugang zu dem Anordnungsbereich der Vielzahl von Öffnungen ermöglicht. Dies erleichtert die Wartung der Gasturbine, wie beispielsweise das Einstellen oder Ersetzen der Öffnungen.
(4) Bei einigen Ausführungsformen, bei irgendeiner der vorgenannten Konfigurationen (1) bis (3), umfasst das Schutzteil ein rohrförmiges Element (56) mit einer Innenumfangsoberfläche (56a), die die Vielzahl von Öffnungen umgibt.
Gemäß der vorgenannten Konfiguration (4) kann die Wärmeisolationsmaterialanordnung einschließlich des Schutzteils mit einer einfachen Konfiguration einschließlich des rohrförmigen Elements erhalten werden. Da die Innenumfangsoberfläche des rohrförmigen Elements die Vielzahl von Öffnungen umgibt, schränkt das Schutzteil außerdem die Bewegung des Wärmeisolationsmaterials wirksam ein. Folglich kann wirksam verhindert werden, dass die Vielzahl von Öffnungen durch das Wärmeisolationsmaterial blockiert wird.
(5) Bei einigen Ausführungsformen, bei irgendeiner der vorgenannten Konfigurationen (1) bis (4), umfasst das Schutzteil ein stabartiges Element (58) oder ein plattenartiges Element (60), das so angeordnet ist, dass es von der Oberfläche des Gehäuses vorsteht.
Gemäß der vorgenannten Konfiguration (5) kann die Wärmeisolationsmaterialanordnung einschließlich des Schutzteils mit einer einfachen Konfiguration einschließlich des stabartigen Elements oder des plattenartigen Elements erhalten werden. Dies schränkt die Bewegung des Wärmeisolationsmaterials wirksam ein. Folglich kann wirksam verhindert werden, dass die Vielzahl von Öffnungen durch das Wärmeisolationsmaterial blockiert wird.
(6) Bei einigen Ausführungsformen, bei irgendeiner der vorgenannten Konfigurationen (1) bis (5), umfasst das Schutzteil ein Gitterelement (62), das die Vielzahl von Öffnungen bedeckt.
Gemäß der vorgenannten Konfiguration (6) kann die Wärmeisolationsmaterialanordnung einschließlich des Schutzteils mit einer einfachen Konfiguration einschließlich des Gitterelements erhalten werden. Dies schränkt die Bewegung des Wärmeisolationsmaterials wirksam ein. Folglich kann wirksam verhindert werden, dass die Vielzahl von Öffnungen durch das Wärmeisolationsmaterial blockiert wird.
(7) Bei einigen Ausführungsformen, bei irgendeiner der vorgenannten Konfigurationen (1) bis (6), hat das Wärmeisolationsmaterial eine Blockform.
Gemäß der vorgenannten Konfiguration (7) neigt das Wärmeisolationsmaterial, da es eine Blockform aufweist, weniger zur Verformung als beispielsweise ein flächiges Wärmeisolationsmaterial, so dass es weniger geneigt ist, seine Ausrichtung zu verlieren oder sich aus der Installationsposition zu bewegen. Auf diese Weise lässt sich die Bewegung des Wärmeisolationsmaterials wirksam einschränken. Folglich kann verhindert werden, dass die Vielzahl von Öffnungen durch das Wärmeisolationsmaterial blockiert wird, und die Gasturbine kann einwandfrei gekühlt werden.
(8) Bei einigen Ausführungsformen, bei irgendeiner der vorgenannten Konfigurationen (1) bis (7), steht die Vielzahl von Öffnungen in Verbindung mit einem Kühldurchgang (70) zum Kühlen eines Lagertragelements (z.B. der oben beschriebenen Strebe 40) der Gasturbine.
Gemäß der vorgenannten Konfiguration (8) kann mit der Wärmeisolationsmaterialanordnung, die die vorgenannte Konfiguration (1) aufweist, die Bewegung des Wärmeisolationsmaterials zu dem Anordnungsbereich der Vielzahl von Öffnungen eingeschränkt werden. Somit kann verhindert werden, dass die Vielzahl von Öffnungen durch das Wärmeisolationsmaterial blockiert wird. Infolgedessen kann das Lagertragelement einwandfrei gekühlt werden, da die Zufuhr von Kühlluft zu dem Kühldurchgang weniger wahrscheinlich behindert wird.
Im Allgemeinen weist die Gasturbine mehrere Lagertragelemente in Intervallen oder Abständen in der Umfangsrichtung der Gasturbine auf. Wenn die Wärmeisolationsmaterialanordnung so angeordnet ist, dass sie mit jeder der Vielzahl von Öffnungen in Verbindung steht, die mit den Kühldurchgängen der mehreren Lagertragelemente in Verbindung stehen, kann eine gleichmäßige Kühlung der Lagertragelemente und des Gehäuses, das die Lagertragelemente in der Umfangsrichtung trägt, erfolgen, da die Zufuhr von Kühlluft zu jedem Kühldurchgang weniger wahrscheinlich behindert wird. Dadurch kann eine ungleichmäßige thermische Ausdehnung oder Kriechverformung des Gehäuses oder eine Zunahme einer Wellenschwingungen der Gasturbine verhindert werden. Folglich können Schäden an der Gasturbine vermieden werden.
(9) Bei einigen Ausführungsformen ist bei der vorgenannten Konfiguration (8) das Schutzteil versetzt von einer Erstreckungslinie (L1) des Lagertragelements in der Umfangsrichtung der Gasturbine angeordnet.
Gemäß der vorgenannten Konfiguration (9) kann, da das Schutzteil von der Erstreckungslinie des Lagertragelements in der Umfangsrichtung versetzt angeordnet ist, die Wärmeisolationsmaterialanordnung in der Gasturbine installiert werden, während eine Beeinflussung zwischen dem Lagertragelement und dem Schutzteil vermieden wird.
(10) Eine Gasturbine (1) gemäß mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist versehen mit: einem Gehäuse (z.B. die vorgenannte Gehäusewand 31), einem Wärmeisolationsmaterial (52), das eine Außenoberfläche (32) des Gehäuses abdeckt, und einem Schutzteil (54), das so angeordnet ist, dass es von der Außenoberfläche des Gehäuses vorsteht und einer Endoberfläche (53) des Wärmeisolationsmaterials zugewandt ist. Das Wärmeisolationsmaterial ist außerhalb eines Anordnungsbereichs (A) einer Vielzahl von Öffnungen (44) für einen Lufteinlass von einem Außenraum in das Gehäuse und auf der dem Anordnungsbereich über das Schutzteil gegenüberliegenden Seite angeordnet.
Gemäß der vorgenannten Konfiguration (10) ist das Schutzteil zwischen dem Wärmeisolationsmaterial, das die Außenoberfläche des Gehäuses abdeckt, und dem Anordnungsbereich der Vielzahl von Öffnungen für den Lufteinlass in das Gehäuse angeordnet, so dass es von der Außenoberfläche des Gehäuses, an der das Wärmeisolationsmaterial vorgesehen ist, vorsteht. Das Schutzteil schränkt die Bewegung des Wärmeisolationsmaterials zu dem Anordnungsbereich der Vielzahl von Öffnungen ein. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass die Vielzahl von Öffnungen durch das Wärmeisolationsmaterial blockiert wird, und es kann die Gasturbine einwandfrei gekühlt werden.
(11) Bei einigen Ausführungsformen in der vorgenannten Konfiguration (10) umfasst die Gasturbine: die Vielzahl von Öffnungen, die an mehreren Positionen entlang einer Umfangsrichtung angeordnet sind, und eine Vielzahl von Schutzteilen, die entlang der Umfangsrichtung so angeordnet sind, dass sie der Vielzahl von Öffnungen entsprechen, die an jeder der mehreren Positionen angeordnet sind.
Gemäß der vorgenannten Konfiguration (11), da die Vielzahl von Schutzteilen so angeordnet ist, dass sie der Vielzahl von Öffnungen entspricht, die an mehreren Positionen entlang der Umfangsrichtung der Gasturbine angeordnet sind, kann verhindert werden, dass die Vielzahl von Öffnungen an jeder Position durch das Wärmeisolationsmaterial blockiert wird. Dies erleichtert die gleichmäßige Kühlung der Gasturbine in der Umfangsrichtung. Dadurch kann eine ungleichmäßige thermische Ausdehnung oder eine Kriechverformung des Gehäuses o.ä. oder eine Zunahme einer Wellenschwingung der Gasturbine verhindert werden. Folglich können Schäden an der Gasturbine vermieden werden.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden zuvor genannt, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt, und verschiedene Änderungen und Modifikationen können implementiert werden.
Ferner ist in der vorliegenden Spezifikation ein Ausdruck einer relativen oder absoluten Anordnung wie „in einer Richtung“, „entlang einer Richtung“, „parallel“, „orthogonal“, „zentriert“, „konzentrisch“ und „koaxial“ nicht so auszulegen, dass er nur die Anordnung in einem streng wörtlichen Sinne angibt, sondern auch einen Zustand einschließt, in dem die Anordnung um eine Toleranz oder um einen Winkel oder einen Abstand relativ versetzt ist, wodurch die gleiche Funktion erreicht werden kann.
Beispielsweise ist ein Ausdruck für einen gleichen Zustand wie „gleich“ „entsprechend“ und „einheitlich“ nicht so zu verstehen, dass er nur den Zustand angibt, in dem das Merkmal streng gleich ist, sondern auch einen Zustand, in dem es eine Toleranz oder einen Unterschied gibt, mit dem dennoch die gleiche Funktion erreicht werden kann.
Ferner ist ein Ausdruck einer Form wie einer rechteckigen Form oder einer zylindrischen Form nicht so auszulegen, dass er nur die geometrisch strenge Form bezeichnet, sondern auch eine Form mit Unebenheiten oder abgeschrägten Ecken innerhalb des Bereichs, in dem die gleiche Wirkung erzielt werden kann, einschließt.
Andererseits sind Ausdrücke wie „umfassen“, „einschließen“ und „haben“ nicht so zu verstehen, dass sie andere Bestandteile ausschließen.
Bezugszeichenliste

1: Gasturbine
2: Verdichter
4: Brennkammer
6: Turbine
8: Rotor
10: Verdichtergehäuse
12: Lufteinlass
16: Leitschaufel
18: Laufschaufel
20: Brennkammergehäuse
22: Turbinengehäuse
24: Leitschaufel
26: Laufschaufel
26A: letztstufige Laufschaufel
28: Verbrennungsgasdurchgang
30: Abgasgehäuse
31: Gehäusewand
32: Außenoberfläche
33: Verbindungsloch
34: Lagerkasten
35: Abgasdurchgang
36: Außendiffusor
38: Innendiffusor
40: Strebe
40a: Außenendabschnitt
40b: Innenendabschnitt
42: Strebenabdeckung
43: Platte
44: Öffnung
45: Bolzen
46: Auslassöffnung
48: Lager
50: Wärmeisolationsmaterialanordnung
50A: stromaufwärtige Wärmeisolationsmaterialanordnung
50B: stromabwärtige Wärmeisolationsmaterialanordnung
52: Wärmeisolationsmaterial
53: Endoberfläche
54: Schutzteil
56: rohrförmiges Element
56a: Innenumfangsoberfläche
58: Flanschabschnitt
62: Mutter
64: Zwischenelement
66: Flanschabschnitt
70: Kühldurchgang
70a: Raum
70b: Raum
70c: Raum
72: stabartiges Element
74: plattenartiges Element
76: Gitterelement
78: Rohr
80: Luftführungsabschnitt
0: Mittelachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2020077167 [0002]
JP 6142000 B [0005]

Claims

Eine Wärmeisolationsmaterialanordnung mit: einem Wärmeisolationsmaterial, das eine Außenoberfläche eines Gehäuses einer Gasturbine abdeckt, und einem Schutzteil, das so angeordnet ist, dass es von der Außenoberfläche des Gehäuses vorsteht und einer Endoberfläche des Wärmeisolationsmaterials zugewandt ist, wobei das Wärmeisolationsmaterial außerhalb eines Anordnungsbereichs einer Vielzahl von Öffnungen für einen Lufteinlass von einem Außenraum in das Gehäuse und an einer dem Anordnungsbereich über das Schutzteil gegenüberliegenden Seite angeordnet ist.
Die Wärmeisolationsmaterialanordnung gemäß Anspruch 1, wobei eine Höhe des Schutzteils von der Außenoberfläche des Gehäuses 50% oder mehr einer Dicke des Wärmeisolationsmaterials beträgt.
Die Wärmeisolationsmaterialanordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Schutzteil zumindest teilweise abnehmbar an dem Gehäuse angeordnet ist.
Die Wärmeisolationsmaterialanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Schutzteil ein rohrförmiges Element mit einer Innenumfangsoberfläche aufweist, die die Vielzahl von Öffnungen umgibt.
Die Wärmeisolationsmaterialanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Schutzteil ein stabartiges Element oder ein plattenartiges Element aufweist, das so angeordnet ist, dass es von einer Oberfläche des Gehäuses vorsteht.
Die Wärmeisolationsmaterialanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Schutzteil ein Gitterelement umfasst, das die Vielzahl von Öffnungen bedeckt.
Die Wärmeisolationsmaterialanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Wärmeisolationsmaterial eine Blockform aufweist.
Die Wärmeisolationsmaterialanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Vielzahl von Öffnungen in Verbindung mit einem Kühldurchgang zum Kühlen eines Lagertragelements der Gasturbine steht.
Die Wärmeisolationsmaterialanordnung gemäß Anspruch 8, wobei das Schutzteil von einer Erstreckungslinie des Lagertragelements in einer Umfangsrichtung der Gasturbine versetzt angeordnet ist.
Eine Gasturbine mit: einem Gehäuse, einem Wärmeisolationsmaterial, das eine Außenoberfläche des Gehäuses abdeckt, und einem Schutzteil, das so angeordnet ist, dass es von der Außenoberfläche des Gehäuses vorsteht und einer Endoberfläche des Wärmeisolationsmaterials zugewandt ist, wobei das Wärmeisolationsmaterial außerhalb eines Anordnungsbereichs einer Vielzahl von Öffnungen für einen Lufteinlass von einem Außenraum in das Gehäuse und an einer dem Anordnungsbereich über das Schutzteil gegenüberliegenden Seite angeordnet ist.
Die Gasturbine gemäß Anspruch 10, bei der: die Vielzahl von Öffnungen an mehreren Positionen entlang einer Umfangsrichtung angeordnet sind, und eine Vielzahl der Schutzteile entlang der Umfangsrichtung so angeordnet sind, dass sie der Vielzahl von Öffnungen entsprechen, die an jeder der mehreren Positionen angeordnet sind.