JP2004052598A - Strut structure of gas turbine exhausting section - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a strut structure of a gas turbine exhausting section causing no crack with a low cycle fatigue owing to a thermal stress. <P>SOLUTION: The strut structure of the gas turbine exhausting section is provided with a cylindrical cabin wall 23; a cylindrical outside diffuser 25 installed inside the cabin wall; a cylindrical inside diffuser 27 installed inside the outside diffuser 25; a strut having an outer end secured to the cabin wall 23; and an inner end penetrating the outside diffuser 25 secured to the circumference of the inside diffuser 27, and a strut cover 35 for covering the strut, and securing the outer end and the cabin wall 23, the circumference of the middle part and the outside diffuser 25, and the inner end and the inside diffuser 27, respectively. An expanding means (slide structure 35a) freely expandable in the axial direction is provided in the strut cover between the cabin wall 23 and the outside diffuser 25. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスタービン排気部のストラット構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
ガスタービンでは、吸気室から吸い込まれた空気が圧縮機におけるロータの回転により圧縮され、高温高圧の状態となって燃焼器に導かれる。燃焼器に導かれた空気は、供給燃料と混合して燃焼され、高温高圧の燃焼ガスとなる。燃焼ガスは、タービン部で膨張し、そのエネルギーがタービンの回転力に変換される。回転力の一部は圧縮機の動力となり、他の一部はガスタービンの出力となる。タービン部で回転力に変換された後の燃焼ガスは、排気部を通過して排気ダクトに排出される。
【0003】
図3に示すように、排気部1は、円筒状に形成された外側の車室壁3と、車室壁3の内側に設けられた円筒状の外側ディフューザ5と、外側ディフューザ5の内側に設けられた円筒状の内側ディフューザ7とを備える。車室壁3は、図示しない台板に支持され、円筒状の内側ディフューザ7の内周側には図示しないロータの軸受が配設されている。従って、それぞれが円筒状となった車室壁3、外側ディフューザ5、内側ディフューザ7は、同心円状に配設されることで、車室壁3と外側ディフューザ5との間に円環状の外周キャビティ9を形成し、外側ディフューザ5と内側ディフューザ7との間に円環状の燃焼ガス通路11を形成している。
【0004】
ところで、内側ディフューザ7は、図示しないストラットを介して車室壁3に支持されている。即ち、ストラットは、外端が車室壁3に固定され、外側ディフューザ5を貫通した内端が内側ディフューザ7の外周に固定されることで内側ディフューザ7を支持する。図例ではタンジェンシャル型ストラット支持を表し、6本のストラットの内端が内側ディフューザ7の外周面に接線方向で接するように接続されている。
【0005】
ストラットは、燃焼ガス通路11を横切って内側ディフューザ7を支持していることから高温の燃焼ガスに曝される。このため、ストラットは、外表面との間に図4に示す空隙13を設けてストラットカバー15で覆い、圧縮機からの圧縮空気の一部をこの空隙13に冷却空気として導入することで、温度上昇を防止し、熱膨張の発生を抑制している。ストラットカバー15は、図5に示すように、外端と車室壁3、中央部の外周と外側ディフューザ5、内端と内側ディフューザ7のそれぞれが、溶接部17により固定されている。即ち、ストラットカバー15は、ストラットを覆うとともに冷却空気の流路を形成し、更には外側ディフューザ5の支持部材としての役割も担っている。なお、ストラットカバー15は、図示の例とは異なり、車室壁3との接続部である外端(付け根)が、外形を大きく膨出させたフレア形状となるものもある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、燃焼ガス通路を流れる排ガス温度は600℃以上になるのに対し、外周キャビティを挟んで燃焼ガス通路と反対側に位置する車室壁はそれより低温となるため、ストラットカバーの温度分布は不均一となる。また、その温度分布は、ガスタービンの起動時と停止時とで異なる。即ち、外側ディフューザ及び内側ディフューザの温度は、起動時に高く、停止時にそれよりも低くなる。一方、車室壁の温度は、起動時に低く、停止時にそれよりも高くなる。従って、ストラットカバーは、それに伴って熱応力が発生し、特にストラットの軸線方向の伸縮が大きくなる。ところが、ストラットカバーは、外端と車室壁、中央部の外周と外側ディフューザ、内端と内側ディフューザのそれぞれが、溶接により固定されているため、特に突っ張りが生じると、構造的に弱い部分(ストラットカバー付け根のフレア部など)に応力が集中し、熱応力による低サイクル(10回)疲労が発生する。この低サイクル疲労は、クラックの要因ともなる。そのため、定期点検ごとに修繕が発生し、補修時間・補修費用がかかるとともに、即応性能(availability)を低下させる要因ともなっていた。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、熱応力による低サイクル疲労のクラックが発生しないガスタービン排気部のストラット構造を提供し、もって、補修時間・補修費用を低減し、アベイラビリティの低下防止を図ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る請求項1記載のガスタービン排気部のストラット構造は、円筒状の車室壁と、車室壁の内側に設けられた円筒状の外側ディフューザと、外側ディフューザの内側に設けられた円筒状の内側ディフューザと、外端が車室壁に固定され外側ディフューザを貫通した内端が内側ディフューザの外周に固定されるストラットと、ストラットを覆い、外端と車室壁、中央部の外周と外側ディフューザ、内端と内側ディフューザのそれぞれが固定されるストラットカバーとを備えたガスタービン排気部のストラット構造において、車室壁と外側ディフューザとの間のストラットカバーに、軸線方向に伸縮自在な伸縮手段を設けたことを特徴とする。
【0008】
このガスタービン排気部のストラット構造では、車室壁と外側ディフューザとの間のストラットカバーに、軸線方向に伸縮自在な伸縮手段が設けられ、不均一な温度分布やその変動に伴ってストラットカバーが伸縮しても、その伸縮が伸縮手段によって吸収される。これにより、ストラットカバーの突っ張りがなくなり、熱応力に起因した低サイクル疲労によるクラックが発生しなくなる。
【0009】
請求項2記載のガスタービン排気部のストラット構造は、請求項1記載のガスタービン排気部のストラット構造において、前記伸縮手段が、外側カバーの内端と内側カバーの外端とを軸線方向にスライド自在に嵌合したスライド構造部であることを特徴とする。
【0010】
このガスタービン排気部のストラット構造では、ストラットカバーが軸線方向に伸縮すると、外側カバーと内側カバーの嵌合部がスライドし、その増減長が吸収される。これにより、別部材を用いることなく、簡素な構造で、ストラットカバーの突っ張りをなくし、熱応力に起因する低サイクル疲労が抑止される。
【0011】
請求項3記載のガスタービン排気部のストラット構造は、請求項1記載のガスタービン排気部のストラット構造において、前記伸縮手段が、外側カバーの内端と内側カバーの外端との間に介装した軸線方向に伸縮自在な柔構造部材であることを特徴とする。
【0012】
このガスタービン排気部のストラット構造では、ストラットカバーが軸線方向に伸縮すると、柔構造部材が伸縮し、その増減長が吸収される。これにより、外側カバーと内側カバーとの気密性を確保しながら、ストラットカバーの突っ張りをなくし、熱応力に起因する低サイクル疲労が抑止される。
【0013】
請求項4記載のガスタービン排気部のストラット構造は、請求項1、2又は3記載のガスタービン排気部のストラット構造において、車室壁と外側ディフューザとを相対変位自在に支持するバネ部材を、車室壁と外側ディフューザとに亘って設けたことを特徴とする。
【0014】
このガスタービン排気部のストラット構造では、バネ部材が車室壁と外側ディフューザとに亘って設けられることで、伸縮手段による変位吸収作用を確保しながら、外側ディフューザ、内側ディフューザを支持するだけの剛性がストラットカバーの伸縮手段介装部位に付与される。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るガスタービン排気部のストラット構造の好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図1は本発明に係るガスタービン排気部のストラット構造を表す要部拡大断面図である。
【0016】
排気部21は、円筒状に形成された外側の車室壁23と、車室壁23の内側に設けられた円筒状の外側ディフューザ25と、外側ディフューザ25の内側に設けられた円筒状の内側ディフューザ27とを備える。車室壁23は、図示しない台板に支持され、円筒状の内側ディフューザ27の内周側には図示しないロータの軸受が配設されている。従って、それぞれが円筒状となった車室壁23、外側ディフューザ25、内側ディフューザ27は、同心円状に配設されることで、車室壁23と外側ディフューザ25との間に円環状の外周キャビティ29を形成し、外側ディフューザ25と内側ディフューザ27との間に円環状の燃焼ガス通路31を形成している。
【0017】
内側ディフューザ27は、図示しないストラットを介して車室壁23に支持されている。即ち、ストラットは、外端が車室壁23に固定され、外側ディフューザ25を貫通した内端が内側ディフューザ27の外周に固定されることで内側ディフューザ27を支持する。
【0018】
ストラットは、外表面との間に空隙33を設けてストラットカバー35で覆い、圧縮機からの圧縮空気の一部をこの空隙33に冷却空気として導入することで、温度上昇を防止し、熱膨張の発生を抑制している。ストラットカバー35は、外端と車室壁23、中央部の外周と外側ディフューザ25、内端と内側ディフューザ27のそれぞれが、溶接部36により固定されている。即ち、ストラットカバー35は、ストラットを覆うとともに冷却空気の流路を形成し、更には外側ディフューザ25の支持部材となっている。
【0019】
ストラットカバー35は、車室壁23と外側ディフューザ25との間に、軸線方向に伸縮自在となった伸縮手段を有している。ストラットカバー35は、外端を車室壁23に固定して内端を車室壁23と外側ディフューザ25との間で開口させる外側カバー37と、内端を内側ディフューザ27に固定し、中央部の外周を外側ディフューザ25に固定するとともに外端を外側カバー37の内端にスライド自在に嵌合させた内側カバー39とからなる。本実施の形態において、伸縮手段は、外側カバー37の内端と内側カバー39の外端とを軸線方向にスライド自在に嵌合したスライド構造部35aとなる。本実施の形態では、外側カバー37の外周側に、内側カバー39の内周側を外挿する例を図示しているが、その逆の嵌合構造であってもよい。
【0020】
また、ストラットカバー35の近傍には、車室壁23と外側ディフューザ25とを相対変位自在に支持するバネ部材(板バネ)40を、車室壁23と外側ディフューザ25とに亘って設けている。板バネ40は、く字形状に形成され、折り曲げ部を中央として、その一端が車室壁23に固定され、他端が外側ディフューザ25に固定される。本実施の形態において、板バネ40は、ストラットカバー35を挟んで左右に一対のものが設けられている。これにより、伸縮手段の左右側で均等な支持剛性が付与できるようになっている。また、図1はガス流の上流側から流下方向を見た正面視であるので、板バネ40は、板面の延在方向がガス流と平行な方向となる。つまり、排気抵抗を増大させない向きで取り付けられている。
【0021】
このように構成されたガスタービン排気部のストラット構造によれば、車室壁23と外側ディフューザ25との間のストラットカバー35に、軸線方向に伸縮自在なスライド構造部35aが設けられ、不均一な温度分布やその変動に伴ってストラットカバー35が伸縮しても、その伸縮がスライド構造部35aによって吸収される。これにより、ストラットカバー35の突っ張りがなくなり、熱応力に起因した低サイクル疲労によるクラックが発生しなくなる。
【0022】
また、ストラットカバー35が軸線方向に伸縮すると、外側カバー37と内側カバー39の嵌合部35aがスライドし、その増減長が吸収される。これにより、別部材を用いることなく、簡素な構造で、ストラットカバー35の突っ張りをなくし、熱応力に起因する低サイクル疲労が抑止される。
【0023】
さらに、このガスタービン排気部のストラット構造では、板バネ40を車室壁23と外側カバー37との間に配設したので、スライド構造部35aによる変位吸収作用を確保しながら、外側ディフューザ25、内側ディフューザ27を支持するだけの剛性をストラットカバー35のスライド構造部35aに付与することができる。
【0024】
次に、本発明に係る他の実施の形態を説明する。
図2は他の実施の形態を表す要部拡大断面図である。なお、図1に示した部材と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略するものとする。
本実施の形態によるガスタービン排気部のストラット構造は、伸縮手段が、外側カバー41の内端と内側カバー43の外端との間に介装した軸線方向に伸縮自在な柔構造部材45となる。柔構造部材45としては、軸線方向に伸縮自在となり外側カバー41の内端と内側カバー43の外端とを接近離反自在に連結する例えば蛇腹管とすることができる。
【0025】
このガスタービン排気部のストラット構造では、ストラットカバー47が軸線方向に伸縮すると、柔構造部材45が伸縮し、その増減長が吸収される。これにより、外側カバー41と内側カバー43との気密性を確保しながら、ストラットカバー47の突っ張りをなくし、熱応力に起因する低サイクル疲労を抑止することができる。
【0026】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る請求項1記載のガスタービン排気部のストラット構造によれば、車室壁と外側ディフューザとの間のストラットカバーに、軸線方向に伸縮自在な伸縮手段を設けたので、不均一な温度分布やその変動に伴ってストラットカバーが伸縮しても、その伸縮を伸縮手段によって吸収することができる。これにより、ストラットカバーの突っ張りがなくなり、熱応力に起因した低サイクル疲労によるクラックが発生しなくなる。この結果、補修時間・補修費用を低減し、アベイラビリティの低下を防止することができる。
【0027】
請求項2記載のガスタービン排気部のストラット構造によれば、伸縮手段が、外側カバーの内端と内側カバーの外端とを軸線方向にスライド自在に嵌合したスライド構造部であるので、ストラットカバーが軸線方向に伸縮すると、外側カバーと内側カバーの嵌合部がスライドし、その増減長を吸収することができる。これにより、別部材を用いることなく、簡素な構造で、ストラットカバーの突っ張りをなくし、熱応力に起因する低サイクル疲労を抑止することができる。
【0028】
請求項3記載のガスタービン排気部のストラット構造によれば、伸縮手段が、外側カバーの内端と内側カバーの外端との間に介装した軸線方向に伸縮自在な柔構造部材であるので、ストラットカバーが軸線方向に伸縮すると、柔構造部材が伸縮し、その増減長を吸収することができる。これにより、外側カバーと内側カバーとの気密性を確保しながら、ストラットカバーの突っ張りをなくし、熱応力に起因する低サイクル疲労を抑止することができる。
【0029】
請求項4記載のガスタービン排気部のストラット構造によれば、車室壁と外側ディフューザとを相対変位自在に支持するバネ部材を、車室壁と外側ディフューザとに亘って設けたので、伸縮手段による変位吸収作用を確保しながら、外側ディフューザ、内側ディフューザを支持するだけの剛性をストラットカバーの伸縮手段介装部位に付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るガスタービン排気部のストラット構造を表す要部拡大断面図である。
【図2】他の実施の形態を表す要部拡大断面図である。
【図3】従来の排気部における軸線直交方向の断面図である。
【図4】従来の排気部における要部拡大断面図である。
【図5】従来の排気部における要部拡大斜視図である。
【符号の説明】
21;排気部
23;車室壁
25;外側ディフューザ
27;内側ディフューザ
35;ストラットカバー
35a;スライド構造部(伸縮手段)
37;外側カバー
39;内側カバー
40;板バネ(バネ部材)
41;外側カバー
43;内側カバー
45;柔構造部材(伸縮手段)
47;ストラットカバー
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a strut structure for a gas turbine exhaust.
[0002]
[Prior art]
In a gas turbine, air sucked from an intake chamber is compressed by rotation of a rotor in a compressor, and is brought into a high temperature and high pressure state and guided to a combustor. The air guided to the combustor is mixed with the supplied fuel and burned, resulting in high-temperature and high-pressure combustion gas. The combustion gas expands in the turbine section, and its energy is converted into the torque of the turbine. A part of the rotational force is used as power for the compressor, and the other part is used as output of the gas turbine. The combustion gas that has been converted into rotational force in the turbine section passes through the exhaust section and is discharged to the exhaust duct.
[0003]
As shown in FIG. 3, the exhaust portion 1 includes an outer casing wall 3 formed in a cylindrical shape, a cylindrical outer diffuser 5 provided inside the casing wall 3, and an inner diffuser 5 inside the outer diffuser 5. A cylindrical inner diffuser 7 provided. The vehicle cabin wall 3 is supported by a base plate (not shown), and a bearing for a rotor (not shown) is provided on the inner peripheral side of the cylindrical inner diffuser 7. Accordingly, the casing wall 3, the outer diffuser 5, and the inner diffuser 7 each having a cylindrical shape are arranged concentrically so that an annular outer peripheral cavity is provided between the casing wall 3 and the outer diffuser 5. 9, and an annular combustion gas passage 11 is formed between the outer diffuser 5 and the inner diffuser 7.
[0004]
Incidentally, the inner diffuser 7 is supported by the vehicle cabin wall 3 via struts (not shown). That is, the strut supports the inner diffuser 7 by fixing the outer end to the vehicle interior wall 3 and fixing the inner end that penetrates the outer diffuser 5 to the outer periphery of the inner diffuser 7. In the illustrated example, a tangential type strut support is shown, and the inner ends of the six struts are connected to the outer peripheral surface of the inner diffuser 7 in a tangential direction.
[0005]
The struts are exposed to the hot combustion gases since they support the inner diffuser 7 across the combustion gas passages 11. For this reason, the strut is provided with a gap 13 shown in FIG. 4 between the strut and the outer surface, and is covered with a strut cover 15, and a part of the compressed air from the compressor is introduced into the gap 13 as cooling air to thereby reduce the temperature. The rise is prevented and the occurrence of thermal expansion is suppressed. As shown in FIG. 5, the strut cover 15 is fixed to the outer end and the cabin wall 3, the outer periphery of the central portion and the outer diffuser 5, and the inner end and the inner diffuser 7 by welding portions 17. That is, the strut cover 15 covers the struts and forms a flow path for cooling air, and also plays a role as a support member for the outer diffuser 5. In some cases, the strut cover 15 has a flare shape in which the outer end (root), which is a connection portion with the cabin wall 3, has a significantly bulged outer shape, unlike the illustrated example.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, while the temperature of the exhaust gas flowing through the combustion gas passage is 600 ° C. or higher, the temperature of the strut cover is lower than that of the vehicle interior wall located on the opposite side of the outer peripheral cavity from the combustion gas passage. It becomes uneven. Further, the temperature distribution differs between when the gas turbine is started and when it is stopped. That is, the temperatures of the outer diffuser and the inner diffuser are high at the time of starting and lower than that at the time of stopping. On the other hand, the temperature of the cabin wall is low at the time of starting and higher than that at the time of stopping. Accordingly, the strut cover generates a thermal stress in association with the strut cover, and particularly, the expansion and contraction of the strut in the axial direction increases. However, since the strut cover is fixed by welding to the outer end and the cabin wall, the outer periphery of the central portion and the outer diffuser, and the inner end and the inner diffuser, particularly when a tension occurs, the structurally weak portion ( strut cover the base of the flared portion, etc.) stress is concentrated on the low-cycle (10 4 times due to thermal stress) fatigue occurs. This low cycle fatigue also causes cracks. For this reason, repairs occur at each periodic inspection, which requires repair time and repair costs, and also causes a reduction in responsiveness (availability).
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a strut structure of a gas turbine exhaust part in which cracks due to low cycle fatigue due to thermal stress do not occur, thereby reducing repair time and repair cost, and preventing reduction in availability. The purpose is to plan.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the strut structure of the gas turbine exhaust part according to claim 1 of the present invention includes: a cylindrical casing wall; a cylindrical outer diffuser provided inside the casing wall; A cylindrical inner diffuser provided inside the diffuser, a strut having an outer end fixed to the cabin wall and an inner end penetrating the outer diffuser fixed to the outer periphery of the inner diffuser, and a strut covering the outer strut, the outer end and the vehicle. In a strut structure of a gas turbine exhaust unit including a chamber wall, a strut cover to which each of an outer periphery and an outer diffuser of a central portion and an inner end and an inner diffuser are fixed, a strut cover between a cabin wall and an outer diffuser is provided. , Characterized in that an expansion / contraction means is provided which can expand and contract in the axial direction.
[0008]
In the strut structure of the exhaust part of the gas turbine, the strut cover between the cabin wall and the outer diffuser is provided with a telescopic means capable of expanding and contracting in the axial direction. Even if it expands and contracts, the expansion and contraction is absorbed by the expansion and contraction means. As a result, the strut cover is no longer stretched, and cracks due to low cycle fatigue caused by thermal stress do not occur.
[0009]
The strut structure of the gas turbine exhaust part according to claim 2 is the strut structure of the gas turbine exhaust part according to claim 1, wherein the expansion and contraction means slides the inner end of the outer cover and the outer end of the inner cover in the axial direction. It is a slide structure part freely fitted.
[0010]
In the strut structure of the exhaust portion of the gas turbine, when the strut cover expands and contracts in the axial direction, the fitting portion between the outer cover and the inner cover slides, and the increase / decrease length is absorbed. Accordingly, the strut cover is prevented from being stretched with a simple structure without using a separate member, and low cycle fatigue caused by thermal stress is suppressed.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, in the strut structure of the gas turbine exhaust unit according to the first aspect, the expansion / contraction means is interposed between an inner end of the outer cover and an outer end of the inner cover. It is a flexible structure member that can be stretched and contracted in the axial direction.
[0012]
In the strut structure of the exhaust portion of the gas turbine, when the strut cover expands and contracts in the axial direction, the flexible structure member expands and contracts, and the length of the increase and decrease is absorbed. This eliminates the struts of the strut cover while securing the airtightness between the outer cover and the inner cover, and suppresses low cycle fatigue caused by thermal stress.
[0013]
The strut structure of the gas turbine exhaust part according to claim 4 is the strut structure of the gas turbine exhaust part according to claim 1, wherein the spring member that supports the vehicle interior wall and the outer diffuser so as to be relatively displaceable, It is characterized in that it is provided over the cabin wall and the outer diffuser.
[0014]
In the strut structure of the exhaust portion of the gas turbine, the spring member is provided between the vehicle interior wall and the outer diffuser, and the rigidity enough to support the outer diffuser and the inner diffuser while securing the displacement absorbing action by the expansion and contraction means. Is provided to the strut cover at the portion where the elastic means is interposed.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of a strut structure of a gas turbine exhaust unit according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is an enlarged sectional view of a main part showing a strut structure of a gas turbine exhaust part according to the present invention.
[0016]
The exhaust part 21 includes an outer casing wall 23 formed in a cylindrical shape, a cylindrical outer diffuser 25 provided inside the casing wall 23, and a cylindrical inner diffuser provided inside the outer diffuser 25. And a diffuser 27. The vehicle cabin wall 23 is supported by a base plate (not shown), and a rotor bearing (not shown) is provided on the inner peripheral side of the cylindrical inner diffuser 27. Therefore, the casing wall 23, the outer diffuser 25, and the inner diffuser 27, each of which has a cylindrical shape, are arranged concentrically so that an annular outer peripheral cavity is provided between the casing wall 23 and the outer diffuser 25. 29, and an annular combustion gas passage 31 is formed between the outer diffuser 25 and the inner diffuser 27.
[0017]
The inner diffuser 27 is supported by the cabin wall 23 via struts (not shown). That is, the strut supports the inner diffuser 27 by fixing the outer end to the vehicle cabin wall 23 and fixing the inner end passing through the outer diffuser 25 to the outer periphery of the inner diffuser 27.
[0018]
The strut is provided with a gap 33 between the strut and the outer surface, and is covered with a strut cover 35, and a part of the compressed air from the compressor is introduced as cooling air into the gap 33 to prevent a rise in temperature and to prevent thermal expansion. The occurrence of is suppressed. In the strut cover 35, the outer end and the cabin wall 23, the outer periphery of the central portion and the outer diffuser 25, and the inner end and the inner diffuser 27 are fixed by welding portions 36, respectively. That is, the strut cover 35 covers the strut and forms a flow path of the cooling air, and further serves as a support member for the outer diffuser 25.
[0019]
The strut cover 35 has an expansion / contraction means between the vehicle interior wall 23 and the outer diffuser 25, the expansion / contraction means being able to expand and contract in the axial direction. The strut cover 35 has an outer end fixed to the interior wall 23 and an inner end opened between the interior wall 23 and the outer diffuser 25, and an inner end fixed to the inner diffuser 27. And an inner cover 39 having an outer end fixed to the outer diffuser 25 and an outer end slidably fitted to an inner end of the outer cover 37. In the present embodiment, the expansion / contraction means is a slide structure portion 35a in which the inner end of the outer cover 37 and the outer end of the inner cover 39 are slidably fitted in the axial direction. In the present embodiment, an example is shown in which the inner peripheral side of the inner cover 39 is extrapolated to the outer peripheral side of the outer cover 37, but a reverse fitting structure may be adopted.
[0020]
In the vicinity of the strut cover 35, a spring member (leaf spring) 40 for supporting the vehicle interior wall 23 and the outer diffuser 25 so as to be relatively displaceable is provided between the vehicle interior wall 23 and the outer diffuser 25. . The leaf spring 40 is formed in a rectangular shape, with one end fixed to the vehicle cabin wall 23 and the other end fixed to the outer diffuser 25 with the bent portion as the center. In the present embodiment, a pair of leaf springs 40 are provided on the left and right sides of the strut cover 35. Thereby, uniform support rigidity can be provided on the left and right sides of the expansion / contraction means. In addition, since FIG. 1 is a front view in which the flow direction is viewed from the upstream side of the gas flow, the plate spring 40 has a plate surface extending in a direction parallel to the gas flow. That is, they are mounted in a direction that does not increase the exhaust resistance.
[0021]
According to the strut structure of the exhaust portion of the gas turbine configured as described above, the strut cover 35 between the cabin wall 23 and the outer diffuser 25 is provided with the slide structure portion 35a that is expandable and contractible in the axial direction. Even if the strut cover 35 expands and contracts due to a temperature distribution and its fluctuation, the expansion and contraction is absorbed by the slide structure 35a. Thereby, the strut cover 35 is no longer stretched, and cracks due to low cycle fatigue caused by thermal stress do not occur.
[0022]
Further, when the strut cover 35 expands and contracts in the axial direction, the fitting portion 35a between the outer cover 37 and the inner cover 39 slides, and the increase or decrease length is absorbed. Accordingly, the strut cover 35 is prevented from being stretched with a simple structure without using a separate member, and low cycle fatigue caused by thermal stress is suppressed.
[0023]
Further, in the strut structure of the exhaust portion of the gas turbine, since the leaf spring 40 is disposed between the cabin wall 23 and the outer cover 37, the outer diffuser 25, Rigidity enough to support the inner diffuser 27 can be given to the slide structure 35 a of the strut cover 35.
[0024]
Next, another embodiment according to the present invention will be described.
FIG. 2 is a main part enlarged sectional view showing another embodiment. The same members as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and overlapping description will be omitted.
In the strut structure of the gas turbine exhaust unit according to the present embodiment, the expansion and contraction means is an axially expandable and contractible flexible structure member 45 interposed between the inner end of the outer cover 41 and the outer end of the inner cover 43. . The flexible structure member 45 may be, for example, a bellows tube that is freely expandable and contractable in the axial direction and that connects the inner end of the outer cover 41 and the outer end of the inner cover 43 so as to approach and separate from each other.
[0025]
In the strut structure of the gas turbine exhaust part, when the strut cover 47 expands and contracts in the axial direction, the flexible structure member 45 expands and contracts, and the increase or decrease length is absorbed. Thereby, while ensuring the airtightness between the outer cover 41 and the inner cover 43, the struts of the strut cover 47 can be eliminated, and low-cycle fatigue caused by thermal stress can be suppressed.
[0026]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the strut structure of the exhaust part of the gas turbine according to the first aspect of the present invention, the strut cover between the cabin wall and the outer diffuser is provided with the telescopic means that is telescopic in the axial direction. Is provided, even if the strut cover expands and contracts due to non-uniform temperature distribution and its fluctuation, the expansion and contraction can be absorbed by the expansion and contraction means. As a result, the strut cover is no longer stretched, and cracks due to low cycle fatigue caused by thermal stress do not occur. As a result, the repair time and the repair cost can be reduced, and a decrease in availability can be prevented.
[0027]
According to the strut structure of the exhaust portion of the gas turbine according to the second aspect, since the expansion / contraction means is a slide structure in which the inner end of the outer cover and the outer end of the inner cover are slidably fitted in the axial direction, the strut is provided. When the cover expands and contracts in the axial direction, the fitting portion between the outer cover and the inner cover slides, and the increased or decreased length can be absorbed. Thus, the strut cover can be prevented from being stretched with a simple structure without using a separate member, and low cycle fatigue caused by thermal stress can be suppressed.
[0028]
According to the strut structure of the exhaust portion of the gas turbine according to the third aspect, since the expansion and contraction means is an axially expandable and contractible flexible structure member interposed between the inner end of the outer cover and the outer end of the inner cover. When the strut cover expands and contracts in the axial direction, the flexible structure member expands and contracts, and the length of increase and decrease can be absorbed. Thereby, while ensuring the airtightness between the outer cover and the inner cover, the struts of the strut cover can be eliminated, and low cycle fatigue caused by thermal stress can be suppressed.
[0029]
According to the strut structure of the exhaust portion of the gas turbine according to the fourth aspect, since the spring member for supporting the casing wall and the outer diffuser so as to be relatively displaceable is provided over the casing wall and the outer diffuser, the expansion and contraction means is provided. Stiffness enough to support the outer diffuser and the inner diffuser can be imparted to the portion of the strut cover where the expansion / contraction means is interposed, while ensuring the displacement absorbing action of the strut cover.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an enlarged sectional view of a main part showing a strut structure of a gas turbine exhaust part according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part showing another embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a conventional exhaust unit in a direction orthogonal to an axis.
FIG. 4 is an enlarged sectional view of a main part of a conventional exhaust unit.
FIG. 5 is an enlarged perspective view of a main part of a conventional exhaust unit.
[Explanation of symbols]
21; exhaust unit 23; cabin wall 25; outer diffuser 27; inner diffuser 35; strut cover 35a;
37; outer cover 39; inner cover 40; leaf spring (spring member)
41; outer cover 43; inner cover 45; flexible structure member (expansion / contraction means)
47; strut cover

Claims (4)

円筒状の車室壁と、車室壁の内側に設けられた円筒状の外側ディフューザと、外側ディフューザの内側に設けられた円筒状の内側ディフューザと、外端が車室壁に固定され外側ディフューザを貫通した内端が内側ディフューザの外周に固定されるストラットと、ストラットを覆い、外端と車室壁、中央部の外周と外側ディフューザ、内端と内側ディフューザのそれぞれが固定されるストラットカバーとを備えたガスタービン排気部のストラット構造において、
車室壁と外側ディフューザとの間のストラットカバーに、軸線方向に伸縮自在な伸縮手段を設けたことを特徴とするガスタービン排気部のストラット構造。
A cylindrical casing wall, a cylindrical outer diffuser provided inside the casing wall, a cylindrical inner diffuser provided inside the outer diffuser, and an outer diffuser having an outer end fixed to the casing wall. A strut whose inner end penetrating is fixed to the outer periphery of the inner diffuser, and a strut cover that covers the strut, the outer end and the cabin wall, the outer periphery of the central portion and the outer diffuser, and the inner end and the inner diffuser are fixed. In the strut structure of the exhaust part of the gas turbine provided with
A strut structure for an exhaust part of a gas turbine, wherein a strut cover is provided on a strut cover between a vehicle cabin wall and an outer diffuser so as to be extendable and contractible in an axial direction.
請求項1記載のガスタービン排気部のストラット構造において、
前記伸縮手段が、
外側カバーの内端と内側カバーの外端とを軸線方向にスライド自在に嵌合したスライド構造部であることを特徴とするガスタービン排気部のストラット構造。
The strut structure of a gas turbine exhaust part according to claim 1,
The stretching means,
A strut structure for an exhaust portion of a gas turbine, wherein the strut structure is a slide structure in which an inner end of an outer cover and an outer end of an inner cover are slidably fitted in an axial direction.
請求項1記載のガスタービン排気部のストラット構造において、
前記伸縮手段が、
外側カバーの内端と内側カバーの外端との間に介装した軸線方向に伸縮自在な柔構造部材であることを特徴とするガスタービン排気部のストラット構造。
The strut structure of a gas turbine exhaust part according to claim 1,
The stretching means,
A strut structure for an exhaust portion of a gas turbine, wherein the strut structure is a flexible structural member interposed between an inner end of an outer cover and an outer end of an inner cover and is capable of extending and contracting in the axial direction.
請求項1、2又は3記載のガスタービン排気部のストラット構造において、
車室壁と外側ディフューザとを相対変位自在に支持するバネ部材を、車室壁と外側ディフューザとに亘って設けたことを特徴とするガスタービン排気部のストラット構造。
The strut structure of a gas turbine exhaust part according to claim 1, 2 or 3,
A strut structure for an exhaust portion of a gas turbine, wherein a spring member for supporting a vehicle compartment wall and an outer diffuser so as to be relatively displaceable is provided over the vehicle compartment wall and the outer diffuser.
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