JP2017002775A - 排気ディフューザ - Google Patents

排気ディフューザ Download PDF

Info

Publication number
JP2017002775A
JP2017002775A JP2015116352A JP2015116352A JP2017002775A JP 2017002775 A JP2017002775 A JP 2017002775A JP 2015116352 A JP2015116352 A JP 2015116352A JP 2015116352 A JP2015116352 A JP 2015116352A JP 2017002775 A JP2017002775 A JP 2017002775A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inner cylinder
outer cylinder
cylinder
strut
step portion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015116352A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6498534B2 (ja
Inventor
和彦 谷村
Kazuhiko Tanimura
和彦 谷村
義弘 山崎
Yoshihiro Yamazaki
義弘 山崎
晃司 寺内
Koji Terauchi
晃司 寺内
直人 阪井
Naoto Sakai
直人 阪井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Heavy Industries Ltd filed Critical Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority to JP2015116352A priority Critical patent/JP6498534B2/ja
Priority to GB1720510.5A priority patent/GB2555051B/en
Priority to CN201680030910.1A priority patent/CN107636260B/zh
Priority to PCT/JP2016/002794 priority patent/WO2016199422A1/ja
Priority to DE112016002592.0T priority patent/DE112016002592T5/de
Priority to US15/580,923 priority patent/US20180328229A1/en
Publication of JP2017002775A publication Critical patent/JP2017002775A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6498534B2 publication Critical patent/JP6498534B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/30—Exhaust heads, chambers, or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/16—Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
    • F01D25/162—Bearing supports
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
    • F05D2220/32—Application in turbines in gas turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/20—Manufacture essentially without removing material
    • F05D2230/23—Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together
    • F05D2230/232—Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together by welding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

【課題】ストラットカバーの前縁および後縁の近傍でのストラットカバーに起因する排気流路の断面積の急激な変化を緩和することができ、かつ、内筒および外筒を板金加工により容易に製造することができる排気ディフューザを提供する。【解決手段】排気ディフューザは、内筒および外筒を貫通して、内筒の内側に配置された軸受サポートと外筒の外側に配置された構造体とを連結する複数のストラットであって、軸受サポートから構造体に向かって後方に傾くストラットと、内筒と外筒との間で複数のストラットをそれぞれ囲繞する複数のストラットカバーと、を備え、外筒は、軸方向において複数のストラットカバーの前縁と重なり合う位置に、当該外筒を拡径するテーパー状の第１段差部を有しており、内筒は、軸方向において複数のストラットカバーの後縁と重なり合う位置に、当該内筒を拡径するテーパー状の第２段差部を有している。【選択図】図１

Description

本発明は、排気ディフューザに関する。
従来から、タービンの下流には、タービンからの排気の動圧を静圧に変換する排気ディフューザが配置されている。例えば、特許文献１には、ガスタービンエンジンに組み込まれた排気ディフューザが開示されている。
特許文献１に開示された排気ディフューザは、前端から後端まで断面直線状の内筒および外筒を含む。内筒と外筒の間には、前方から後方に向かって広がる排気流路が形成されている。内筒および外筒のそれぞれは、板金加工により製造されるものであり、比較的に薄い板厚を有する。
上述したような内筒および外筒が薄い排気ディフューザでは、排気ディフューザ自体を強度部材として取り扱うことが困難である。このため、特許文献１に開示された排気ディフューザでは、外筒の外側に強度部材としてディフューザケーシング（構造体）が配置されている。一方、内筒の内側には、ロータを軸受を介して支持する軸受サポートが配置されている。そして、軸受サポートと構造体とが、内筒および外筒を貫通する複数のストラットにより連結されている。
さらに、ストラットを含む排気ディフューザでは、ストラットが排気によって直接的に加熱されることを防ぐために、内筒と外筒との間で、各ストラットがストラットカバーに囲繞されている。
ところで、内筒と外筒との間にストラットカバーが配置されていると、ストラットカバーが存する領域では、ストラットカバーの断面積分だけ排気流路の断面積が減少する。「排気流路の断面積」とは、排気流路が最小となる断面（排気流路内で内筒および外筒に接する球における内筒および外筒の接点同士を結んだ線に沿った断面）上での面積をいう。特に、ストラットカバーの前縁および後縁の近傍で排気流路の断面積が急激に変化する。このようなストラットカバーに起因する排気流路の断面積の急激な変化を緩和するために、例えば特許文献２には、内筒および外筒におけるストラットカバーが接合される部分だけに、ストラットカバーと同数の局所的な凹部を形成することが記載されている。
特開２０１１−１２７４４７号公報 特開２０１３−２３４６７８号公報
しかしながら、内筒および外筒を板金加工により製造する場合には、特許文献２に記載されたような複数の局所的な凹部の形成は困難である。
そこで、本発明は、ストラットカバーの前縁および後縁の近傍でのストラットカバーに起因する排気流路の断面積の急激な変化を緩和することができ、かつ、内筒および外筒を板金加工により容易に製造することができる排気ディフューザを提供することを目的とする。
前記課題を解決するために、本発明の１つの側面からの排気ディフューザは、内筒と、前記内筒との間に、前方から後方に向かって広がる排気流路を形成する外筒と、前記内筒および前記外筒を貫通して、前記内筒の内側に配置された軸受サポートと前記外筒の外側に配置された構造体とを連結する複数のストラットであって、前記軸受サポートから前記構造体に向かって後方に傾くストラットと、前記内筒と前記外筒との間で前記複数のストラットをそれぞれ囲繞する複数のストラットカバーと、を備え、前記外筒は、軸方向において前記複数のストラットカバーの前縁と重なり合う位置に、当該外筒を拡径するテーパー状の第１段差部を有しており、前記内筒は、軸方向において前記複数のストラットカバーの後縁と重なり合う位置に、当該内筒を拡径するテーパー状の第２段差部を有している、ことを特徴とする。
「前方」および「後方」とは、それぞれ排気ディフューザの軸方向の一方（排気の流れの上流側）および他方（排気の流れの下流側）をいう。
上記の構成によれば、外筒の第１段差部から内筒の第２段差部までの区間では、内筒から外筒までの距離が部分的に大きくされるため、ストラットカバーの前縁および後縁の近傍でのストラットカバーに起因する排気流路の断面積の急激な変化を緩和することができる。しかも、内筒および外筒のそれぞれには凹部を形成する必要がないため、内筒および外筒を板金加工により容易に製造することができる。
さらに、上記の構成では、ストラットが傾いているために、ストラットカバーも内筒から外筒に向かって後方に傾く。従って、外筒の第１段差部はストラットカバーの前縁に沿うように傾斜し、内筒の第２段差部はストラットカバーの後縁に沿うように傾斜する。このため、排気流路の断面積をスムーズに連続的に変化させることができる。
前記第１段差部の後端は、前記外筒上の前記ストラットカバーの上流端と一致しており、前記第２段差部の前端は、前記内筒上の前記ストラットカバーの下流端と一致していてもよい。この構成によれば、ストラットカバーと内筒および外筒とを容易に溶接することができる。
また、本発明の別の側面からの排気ディフューザは、内筒と、前記内筒との間に、前方から後方に向かって広がる排気流路を形成する外筒と、前記内筒および前記外筒を貫通して、前記内筒の内側に配置された軸受サポートと前記外筒の外側に配置された構造体とを連結する複数のストラットであって、前記軸受サポートから前記構造体に向かって前方に傾くストラットと、前記内筒と前記外筒との間で前記複数のストラットをそれぞれ囲繞する複数のストラットカバーと、を備え、前記内筒は、軸方向において前記複数のストラットカバーの前縁と重なり合う位置に、当該内筒を縮径するテーパー状の第１段差部を有しており、前記外筒は、軸方向において前記複数のストラットカバーの後縁と重なり合う位置に、当該外筒を縮径するテーパー状の第２段差部を有している、ことを特徴とする。
上記の構成によれば、内筒の第１段差部から外筒の第２段差部までの区間では、内筒から外筒までの距離が部分的に大きくされるため、ストラットカバーの前縁および後縁の近傍でのストラットカバーに起因する排気流路の断面積の急激な変化を緩和することができる。しかも、内筒および外筒のそれぞれには凹部を形成する必要がないため、内筒および外筒を板金加工により容易に製造することができる。
さらに、上記の構成では、ストラットが傾いているために、ストラットカバーも内筒から外筒に向かって前方に傾く。従って、内筒の第１段差部はストラットカバーの前縁に沿うように傾斜し、外筒の第２段差部はストラットカバーの後縁に沿うように傾斜する。このため、排気流路の断面積をスムーズに連続的に変化させることができる。
上記の別の側面からの排気ディフューザにおいて、前記第１段差部の後端は、前記内筒上の前記ストラットカバーの上流端と一致しており、前記第２段差部の前端は、前記外筒上の前記ストラットカバーの下流端と一致していてもよい。この構成によれば、ストラットカバーと内筒および外筒とを容易に溶接することができる。
本発明によれば、ストラットカバーの前縁および後縁の近傍でのストラットカバーに起因する排気流路の断面積の急激な変化を緩和することができ、かつ、内筒および外筒を板金加工により容易に製造することができる。
本発明の第１実施形態に係る排気ディフューザが組み込まれたガスタービンエンジンの半分を断面で示した側面図である。 図１の要部を拡大した図である。 図２のIII−III線に沿った断面図である。 第１変形例の排気ディフューザの一部の断面図である。 第２変形例の排気ディフューザの一部の断面図である。 本発明の第２実施形態に係る排気ディフューザの一部の断面図である。
（第１実施形態）
図１に、本発明の第１実施形態に係る排気ディフューザ２Ａが組み込まれたガスタービンエンジン１を示す。以下では、排気ディフューザ２Ａの軸方向の一方（排気の流れの上流側）を前方、他方（排気の流れの下流側）を後方という。
ガスタービンエンジン１は、圧縮機ケーシング１４、メインハウジング１５、タービンケーシング１６およびディフューザケーシング１７（本発明の構造体に相当）を含む。タービンケーシング１６はメインハウジング１５内に配置されており、ディフューザケーシング１７はメインハウジング１５に連結されている。
圧縮機ケーシング１４およびタービンケーシング１６内には、これらのケーシングを貫通するようにロータ１１が配置されている。ロータ１１の前端部は、軸受１８を介して軸受サポート１９に支持されており、ロータ１１の後端部は、軸受１２を介して軸受サポート１３に支持されている。
図２および図３に示すように、排気ディフューザ２Ａは、内筒３、外筒４および複数のストラット５を含む。内筒３と外筒４との間には、前方から後方に向かって広がる排気流路２１が形成されている。本実施形態では、内筒３と外筒４の双方が前方から後方に向かって拡大している。内筒３の内側には、上述した軸受サポート１３が配置されており、外筒４の外側には、上述したディフューザケーシング１７が配置されている。
本実施形態では、内筒３が前方ピース３１と後方ピース３２とに分割され、外筒４が前方ピース４１と後方ピース４２とに分割されている。ただし、内筒３および外筒４のそれぞれは単一の部材であってもよい。
内筒３の前方ピース３１の前端部は、ブラケット７１を介して軸受サポート１３と連結されている。また、前方ピース３１の後端部は、後方ピース３２の前端部と連結されている。
外筒４の前方ピース４１の前端部は、ブラケット７２を介してディフューザケーシング１７に固定されており、前方ピース４１の後端部は、ブラケット７３を介してディフューザケーシング１７に固定されている。外筒４の後方ピース４２には、ブラケット７４が例えば溶接により接合されており、ブラケット７４がディフューザケーシング１７に固定されている。
各ストラット５は、内筒３の前方ピース３１および外筒４の前方ピース４１を貫通して軸受サポート１３とディフューザケーシング１７とを連結している。また、各ストラット５は、軸受サポート１３からディフューザケーシング１７に向かって後方に傾いている。各ストラット５は、排気の流れ方向にフラットな板状である。
本実施形態では、全てのストラット５が周方向に完全に重なり合うように同一円周上に配置されている。ただし、ストラット５は、隣り合うストラット５同士が周方向に部分的に重なり合うように千鳥状に配置されていてもよい。
全てのストラット５は、内筒３と外筒４の間では、複数のストラットカバー６によってそれぞれ囲繞されている。各ストラットカバー６は、ストラット５よりも僅かに大きな断面形状を有しており、ストラット５と平行に延びている。換言すれば、各ストラットカバー６は、内筒３から外筒４に向かって後方に傾いている。各ストラットカバー６は、例えば溶接により内筒３の前方ピース３１および外筒４の前方ピース４１に接合されている。
外筒４は、軸方向においてストラットカバー６の前縁６１と重なり合う位置に、テーパー状の第１段差部４３を有している。第１段差部４３は、ストラットカバー６の前縁６１よりも上流側から下流側にかけてのストラットカバー６に起因する排気流路２１の断面積の減少を打ち消す（必ずしもゼロにする必要はない）ように外筒４を全周に亘って拡径している。
本実施形態では、外筒４の内周面の断面形状が、第１段差部４３の前方、第１段差部４３内および第１段差部４３の後方で直線状である。このため、外筒４の形状がシンプルである。外筒４の内周面の断面形状に関してより詳しく説明すると、第１段差部４３の前方の傾斜角度（排気ディフューザ２Ａの軸方向に対する角度）は、第１段差部４３の後方の傾斜角度と等しく、第１段差部４３の傾斜角度は、第１段差部４３の前方および後方の傾斜角度よりも大きい。ただし、テーパー状の第１段差部４３は、湾曲していてもよい。
一方、内筒３は、軸方向においてストラットカバー６の後縁６２と重なり合う位置に、テーパー状の第２段差部３３を有している。第２段差部３３は、ストラットカバー６の後縁６２よりも上流側から下流側にかけてのストラットカバー６に起因する排気流路２１の断面積の増加を打ち消す（必ずしもゼロにする必要はない）ように内筒３を全周に亘って拡径している。
本実施形態では、内筒３の外周面の断面形状が、第２段差部３３の前方、第２段差部３３内および第２段差部３３の後方で直線状である。このため、内筒３の形状がシンプルである。内筒３の内周面の断面形状に関してより詳しく説明すると、第２段差部３３の前方の傾斜角度（排気ディフューザ２Ａの軸方向に対する角度）は、第２段差部３３の後方の傾斜角度と等しく、第２段差部３３の傾斜角度は、第２段差部３３の前方および後方の傾斜角度よりも大きい。ただし、テーパー状の第２段差部３３は、湾曲していてもよい。
本実施形態では、第１段差部４３の前端４４は、内筒３上のストラットカバー６の上流端６ａ（前縁６１の内側端）よりも前方に位置しており、第２段差部３３の後端３５は、外筒４上のストラットカバー６の下流端６ｄ（後縁６２の外側端）よりも後方に位置している。また、第１段差部４３の後端４５は、外筒４上のストラットカバー６の上流端６ｃ（前縁６１の外側端）と一致しており、第２段差部３３の前端３４は、内筒３上のストラットカバー６の下流端６ｂ（後縁６２の内側端）と一致している。このため、ストラットカバー６と内筒３および外筒４とを容易に溶接することができる。ただし、第１段差部４３の後端４５は、外筒４上のストラットカバー６の上流端６ｃよりも前方に位置していてもよい。
以上説明したように、本実施形態の排気ディフューザ２Ａでは、外筒４の第１段差部４３から内筒３の第２段差部３３までの区間では、内筒３から外筒４までの距離が部分的に大きくされる。このため、ストラットカバー６の前縁６１および後縁６２の近傍でのストラットカバー６に起因する排気流路２１の断面積の急激な変化を緩和することができる。しかも、内筒３および外筒４のそれぞれには凹部を形成する必要がないため、内筒３および外筒４を板金加工により容易に製造することができる。
さらに、本実施形態では、ストラットカバー６が内筒３から外筒４に向かって後方に傾いている。従って、外筒４の第１段差部４３はストラットカバー６の前縁６１に沿うように傾斜し、内筒３の第２段差部３３はストラットカバー６の後縁６２に沿うように傾斜する。このため、排気流路２１の断面積をスムーズに連続的に変化させることができる。
また、本実施形態では、第１段差部４３の前端４４が内筒３上のストラットカバー６の上流端６ａよりも前方に位置しているので、内筒３上のストラットカバー６の上流端６ａの近傍でもストラットカバー６の前縁６１に沿う迂回流れを形成することができる。さらに、第２段差部３３の後端３５が外筒４上のストラットカバー６の下流端６ｄよりも後方に位置しているので、外筒４上のストラットカバー６の下流端６ｄの近傍でも排気の剥離を抑制することができる。
＜変形例＞
本実施形態では、内筒３と外筒４の双方が前方から後方に向かって拡大していたが、内筒３および外筒４は、それらの間に形成される排気流路２１が前方から後方に向かって広がる限りどのような形状であってもよい。例えば、図４に示すように、第２段差部３３以外では内筒３がストレートであってもよい。あるいは、図５に示すように、第１段差部４３以外では外筒４がストレートであり、内筒３が前方から後方に向かって縮小していてもよい。さらには、内筒３と外筒４の双方が前方から後方に向かって縮小していてもよい。
（第２実施形態）
次に、図６を参照して、本発明の第２実施形態に係る排気ディフューザ２Ｂを説明する。なお、本実施形態において、第１実施形態と同一構成要素には同一符号を付し、重複した説明は省略する。
本実施形態では、第１実施形態と同様に、内筒３と外筒４の双方が前方から後方に向かって拡大している。ただし、第１実施形態の変形例で説明したのと同様に、内筒３および外筒４は、それらの間に形成される排気流路２１が前方から後方に向かって広がる限りどのような形状であってもよい。
また、本実施形態では、軸受サポート１３とディフューザケーシング１７とを連結するストラット５が、軸受サポート１３からディフューザケーシング１７に向かって前方に傾いている。これに伴い、各ストラットカバー６も、内筒３から外筒４に向かって前方に傾いている。
内筒３は、軸方向においてストラットカバー６の前縁６１と重なり合う位置に、テーパー状の第１段差部３６を有している。第１段差部３６は、ストラットカバー６の前縁６１よりも上流側から下流側にかけてのストラットカバー６に起因する排気流路２１の断面積の減少を打ち消す（必ずしもゼロにする必要はない）ように内筒３を全周に亘って縮径している。
本実施形態では、内筒３の外周面の断面形状が、第１段差部３６の前方、第１段差部３６内および第１段差部３６の後方で直線状である。このため、内筒３の形状がシンプルである。内筒３の内周面の断面形状に関してより詳しく説明すると、第１段差部３６の前方の傾斜角度（排気ディフューザ２Ｂの軸方向に対する角度）は、第１段差部３６の後方の傾斜角度と等しく、第１段差部３６の傾斜角度は、第１段差部３６の前方および後方の傾斜角度よりも小さい（場合によってはマイナス）。ただし、テーパー状の第１段差部３６は、湾曲していてもよい。
一方、外筒４は、軸方向においてストラットカバー６の後縁６２と重なり合う位置に、テーパー状の第２段差部４６を有している。第２段差部４６は、ストラットカバー６の後縁６２よりも上流側から下流側にかけてのストラットカバー６に起因する排気流路２１の断面積の増加を打ち消す（必ずしもゼロにする必要はない）ように外筒４を全周に亘って縮径している。
本実施形態では、外筒４の内周面の断面形状が、第２段差部４６の前方、第２段差部４６内および第２段差部４６の後方で直線状である。このため、外筒４の形状がシンプルである。外筒４の内周面の断面形状に関してより詳しく説明すると、第２段差部４６の前方の傾斜角度（排気ディフューザ２Ｂの軸方向に対する角度）は、第２段差部４６の後方の傾斜角度と等しく、第２段差部４６の傾斜角度は、第２段差部４６の前方および後方の傾斜角度よりも小さい（場合によってはマイナス）。ただし、テーパー状の第２段差部４６は、湾曲していてもよい。
本実施形態では、第１段差部３６の前端３７は、外筒４上のストラットカバー６の上流端６ｃよりも前方に位置しており、第２段差部４６の後端４８は、内筒３上のストラットカバー６の下流端６ｂよりも後方に位置している。また、第１段差部３６の後端３８は、内筒３上のストラットカバー６の上流端６ａと一致しており、第２段差部４６の前端４７は、外筒４上のストラットカバー６の下流端６ｄと一致している。このため、ストラットカバー６と内筒３および外筒４とを容易に溶接することができる。ただし、第１段差部３６の後端３８は、内筒３上のストラットカバー６の上流端６ａよりも前方に位置していてもよい。
以上説明したように、本実施形態の排気ディフューザ２Ｂでは、内筒３の第１段差部３６から外筒４の第２段差部４６までの区間では、内筒３から外筒４までの距離が部分的に大きくされる。このため、ストラットカバー６の前縁６１および後縁６２の近傍でのストラットカバー６に起因する排気流路２１の断面積の急激な変化を緩和することができる。しかも、内筒３および外筒４のそれぞれには凹部を形成する必要がないため、内筒３および外筒４を板金加工により容易に製造することができる。
さらに、本実施形態では、ストラットカバー６が内筒３から外筒４に向かって前方に傾いている。従って、内筒３の第１段差部３６はストラットカバー６の前縁６１に沿うように傾斜し、外筒４の第２段差部４６はストラットカバー６の後縁６２に沿うように傾斜する。このため、排気流路２１の断面積をスムーズに連続的に変化させることができる。
また、本実施形態では、第１段差部３６の前端３７が外筒４上のストラットカバー６の上流端６ｃよりも前方に位置しているので、外筒４上のストラットカバー６の上流端６ｃの近傍でもストラットカバー６の前縁６１に沿う迂回流れを形成することができる。さらに、第２段差部４６の後端４８が内筒３上のストラットカバー６の下流端６ｂよりも後方に位置しているので、内筒３上のストラットカバー６の下流端６ｂの近傍でも排気の剥離を抑制することができる。
（その他の実施形態）
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
例えば、排気ディフューザ２Ａ，２Ｂは、必ずしもガスタービンエンジン１に組み込まれる必要はなく、例えば蒸気タービンの下流に配置されてもよい。この場合、外筒４の外側に配置されるのは、ディフューザケーシング以外の構造体であってもよい。
１３ 軸受サポート
１７ ディフューザケーシング（構造体）
２Ａ，２Ｂ 排気ディフューザ
２１ 排気流路
３ 内筒
３３ 第２段差部
３４ 前端
３５ 後端
３６ 第１段差部
３７ 前端
３８ 後端
４ 外筒
４３ 第１段差部
４４ 前端
４５ 後端
４６ 第２段差部
４７ 前端
４８ 後端
５ ストラット
６ ストラットカバー
６ａ，６ｃ 上流端
６ｂ，６ｄ 下流端
６１ 前縁
６２ 後縁

Claims (4)

  1. 内筒と、
    前記内筒との間に、前方から後方に向かって広がる排気流路を形成する外筒と、
    前記内筒および前記外筒を貫通して、前記内筒の内側に配置された軸受サポートと前記外筒の外側に配置された構造体とを連結する複数のストラットであって、前記軸受サポートから前記構造体に向かって後方に傾くストラットと、
    前記内筒と前記外筒との間で前記複数のストラットをそれぞれ囲繞する複数のストラットカバーと、を備え、
    前記外筒は、軸方向において前記複数のストラットカバーの前縁と重なり合う位置に、当該外筒を拡径するテーパー状の第１段差部を有しており、
    前記内筒は、軸方向において前記複数のストラットカバーの後縁と重なり合う位置に、当該内筒を拡径するテーパー状の第２段差部を有している、排気ディフューザ。
  2. 前記第１段差部の後端は、前記外筒上の前記ストラットカバーの上流端と一致しており、
    前記第２段差部の前端は、前記内筒上の前記ストラットカバーの下流端と一致している、請求項１に記載の排気ディフューザ。
  3. 内筒と、
    前記内筒との間に、前方から後方に向かって広がる排気流路を形成する外筒と、
    前記内筒および前記外筒を貫通して、前記内筒の内側に配置された軸受サポートと前記外筒の外側に配置された構造体とを連結する複数のストラットであって、前記軸受サポートから前記構造体に向かって前方に傾くストラットと、
    前記内筒と前記外筒との間で前記複数のストラットをそれぞれ囲繞する複数のストラットカバーと、を備え、
    前記内筒は、軸方向において前記複数のストラットカバーの前縁と重なり合う位置に、当該内筒を縮径するテーパー状の第１段差部を有しており、
    前記外筒は、軸方向において前記複数のストラットカバーの後縁と重なり合う位置に、当該外筒を縮径するテーパー状の第２段差部を有している、排気ディフューザ。
  4. 前記第１段差部の後端は、前記内筒上の前記ストラットカバーの上流端と一致しており、
    前記第２段差部の前端は、前記外筒上の前記ストラットカバーの下流端と一致している、請求項３に記載の排気ディフューザ。
JP2015116352A 2015-06-09 2015-06-09 排気ディフューザ Active JP6498534B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015116352A JP6498534B2 (ja) 2015-06-09 2015-06-09 排気ディフューザ
GB1720510.5A GB2555051B (en) 2015-06-09 2016-06-09 Exhaust diffuser
CN201680030910.1A CN107636260B (zh) 2015-06-09 2016-06-09 废气扩散器
PCT/JP2016/002794 WO2016199422A1 (ja) 2015-06-09 2016-06-09 排気ディフューザ
DE112016002592.0T DE112016002592T5 (de) 2015-06-09 2016-06-09 Abgasdiffusor
US15/580,923 US20180328229A1 (en) 2015-06-09 2016-06-09 Exhaust diffuser

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015116352A JP6498534B2 (ja) 2015-06-09 2015-06-09 排気ディフューザ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017002775A true JP2017002775A (ja) 2017-01-05
JP6498534B2 JP6498534B2 (ja) 2019-04-10

Family

ID=57503326

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015116352A Active JP6498534B2 (ja) 2015-06-09 2015-06-09 排気ディフューザ

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20180328229A1 (ja)
JP (1) JP6498534B2 (ja)
CN (1) CN107636260B (ja)
DE (1) DE112016002592T5 (ja)
GB (1) GB2555051B (ja)
WO (1) WO2016199422A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017214926A (ja) * 2016-05-31 2017-12-07 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 排気ディフューザ

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102403823B1 (ko) * 2019-12-13 2022-05-30 두산에너빌리티 주식회사 스트립이 형성된 배기 디퓨져의 스트롯 구조 및 가스터빈
CN114542214B (zh) * 2022-03-09 2024-05-17 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 一种船用汽轮机高可靠性空心杆支撑汽缸结构

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005290985A (ja) * 2003-10-09 2005-10-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 軸流タービンの排気ディフューザー
JP2013170486A (ja) * 2012-02-20 2013-09-02 Toshiba Corp 軸流排気タービン
JP2015514898A (ja) * 2012-03-30 2015-05-21 アルストム テクノロジー リミテッドＡＬＳＴＯＭ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｔｄ ガスタービン用の排気ディフューザ
US20150143816A1 (en) * 2013-11-22 2015-05-28 Anil L. Salunkhe Modular industrial gas turbine exhaust system

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2930662A (en) * 1956-11-01 1960-03-29 Bristol Aero Engines Ltd Supporting structure for a gas turbine bearing
SE395747B (sv) * 1975-12-10 1977-08-22 Stal Laval Turbin Ab Tvastegsgasturbin
US6866479B2 (en) * 2003-05-16 2005-03-15 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Exhaust diffuser for axial-flow turbine
JP4040556B2 (ja) * 2003-09-04 2008-01-30 株式会社日立製作所 ガスタービン設備及び冷却空気供給方法
JP4969500B2 (ja) * 2008-03-28 2012-07-04 三菱重工業株式会社 ガスタービン
JP4958967B2 (ja) 2009-12-15 2012-06-20 川崎重工業株式会社 換気構造を改良したガスタービンエンジン
US9732674B2 (en) * 2010-12-24 2017-08-15 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Flow path structure and gas turbine exhaust diffuser
US9284853B2 (en) * 2011-10-20 2016-03-15 General Electric Company System and method for integrating sections of a turbine
US8756911B1 (en) * 2011-11-16 2014-06-24 Florida Turbine Technologies, Inc. Turbine exhaust cylinder and strut cooling
BR112014031197B1 (pt) * 2012-06-15 2021-12-28 United Technologies Corporation Invólucro de escape de turbina, e, motor de turbina a gás
US20150044046A1 (en) * 2013-08-07 2015-02-12 Yevgeniy Shteyman Manufacturing method for strut shield collar of gas turbine exhaust diffuser
JP5675914B2 (ja) 2013-08-28 2015-02-25 三菱重工業株式会社 ガスタービン排気ディフューザ
US9540956B2 (en) * 2013-11-22 2017-01-10 Siemens Energy, Inc. Industrial gas turbine exhaust system with modular struts and collars
US10563543B2 (en) * 2016-05-31 2020-02-18 General Electric Company Exhaust diffuser

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005290985A (ja) * 2003-10-09 2005-10-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 軸流タービンの排気ディフューザー
JP2013170486A (ja) * 2012-02-20 2013-09-02 Toshiba Corp 軸流排気タービン
JP2015514898A (ja) * 2012-03-30 2015-05-21 アルストム テクノロジー リミテッドＡＬＳＴＯＭ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｔｄ ガスタービン用の排気ディフューザ
US20150143816A1 (en) * 2013-11-22 2015-05-28 Anil L. Salunkhe Modular industrial gas turbine exhaust system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017214926A (ja) * 2016-05-31 2017-12-07 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 排気ディフューザ
JP7237444B2 (ja) 2016-05-31 2023-03-13 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 排気ディフューザ

Also Published As

Publication number Publication date
US20180328229A1 (en) 2018-11-15
GB201720510D0 (en) 2018-01-24
GB2555051A (en) 2018-04-18
DE112016002592T5 (de) 2018-05-24
CN107636260A (zh) 2018-01-26
JP6498534B2 (ja) 2019-04-10
CN107636260B (zh) 2021-03-16
WO2016199422A1 (ja) 2016-12-15
GB2555051B (en) 2020-10-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6351049B2 (ja) タービンハウジングおよびタービンハウジングの製造方法
JP6580122B2 (ja) ターボチャージャ
JP6498534B2 (ja) 排気ディフューザ
JP5698895B2 (ja) タービン用の排気フードを組立てるための方法及びシステム
JP2009281323A (ja) 圧縮機のハウジング
JP6632510B2 (ja) 蒸気タービンの排気室、蒸気タービン排気室用のフローガイド、及び、蒸気タービン
US20210180470A1 (en) Exhaust hood and steam turbine
CN108474559B (zh) 燃气涡轮发动机
JP5693315B2 (ja) 排気ディフューザ
US20180328230A1 (en) Exhaust diffuser
JP6328431B2 (ja) フォイル軸受
JP2007303469A (ja) 傾斜した根元部を備えるハンマー取り付け部を有するブレードを含む航空機エンジン圧縮機のアセンブリ
JP2005290985A (ja) 軸流タービンの排気ディフューザー
JP6783054B2 (ja) ガスタービンエンジン
JP2007009820A (ja) タービン車室
JP6785368B2 (ja) ガスタービン
WO2017110972A1 (ja) ガスタービンエンジン
JP2016153607A (ja) タービンハウジング
KR101804742B1 (ko) 흡기 정류 장치, 이것을 구비한 컴프레서
JP2015086706A (ja) 排気タービン過給機
JP6708251B2 (ja) タービン軸、および、過給機
JP4956277B2 (ja) ノズル翼翼列、動翼翼列および軸流タービン
JP2022009107A5 (ja)
JP2019167963A (ja) ターボチャージャ
JP2008248739A (ja) サイドカットファン

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180307

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190226

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190313

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6498534

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250