JP3428424B2 - ガスタービン - Google Patents
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- JP3428424B2 JP3428424B2 JP6250698A JP6250698A JP3428424B2 JP 3428424 B2 JP3428424 B2 JP 3428424B2 JP 6250698 A JP6250698 A JP 6250698A JP 6250698 A JP6250698 A JP 6250698A JP 3428424 B2 JP3428424 B2 JP 3428424B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービンに係
わり、タービンケーシングの内周側の周方向に、シュラ
ウドブロックを固定する為のシュラウドレールを備えた
ガスタービンに関する。
わり、タービンケーシングの内周側の周方向に、シュラ
ウドブロックを固定する為のシュラウドレールを備えた
ガスタービンに関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンのタービン部は回転軸であ
るロータの外周に動翼を備え、外側にはシュラウドブロ
ックとシュラウドブロックを支持するタービンケーシン
グが位置している。従来のシュラウドレール３の構造を
図１０に示す。シュラウドレール３は、例えば、その断
面がＴ型形状を有し、タービンケーシングと同心をなす
様に備えられている。これにより、タービンケーシング
１はシュラウドレール３を備えた板厚の大きい部分とそ
の他の板厚の小さい部分で構成される。
るロータの外周に動翼を備え、外側にはシュラウドブロ
ックとシュラウドブロックを支持するタービンケーシン
グが位置している。従来のシュラウドレール３の構造を
図１０に示す。シュラウドレール３は、例えば、その断
面がＴ型形状を有し、タービンケーシングと同心をなす
様に備えられている。これにより、タービンケーシング
１はシュラウドレール３を備えた板厚の大きい部分とそ
の他の板厚の小さい部分で構成される。
【０００３】実開昭60−143104号には、シュラウドブロ
ックについてスリットを設けて内周面のクラック発生を
抑制することが記載されている。
ックについてスリットを設けて内周面のクラック発生を
抑制することが記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ガスタービン
では、複数のシュラウドブロックは周方向に形成される
シュラウドレールにより支持されており、これらのブロ
ックはシュラウドレールに対応して周方向に沿って配置
される。このため、一つのクラック等の影響が一つのブ
ロックに収まるため、影響がそれほど大きくない。
では、複数のシュラウドブロックは周方向に形成される
シュラウドレールにより支持されており、これらのブロ
ックはシュラウドレールに対応して周方向に沿って配置
される。このため、一つのクラック等の影響が一つのブ
ロックに収まるため、影響がそれほど大きくない。
【０００５】一方、シュラウドブロックを支持するシュ
ラウドレールにおいては、ガスタービン起動時は板厚の
大きい部分より小さい部分が時間的に早期に温度上昇
し、シュラウドレールは、板厚が小さく熱伸びの大きい
タービンケーシングに引張られ、この熱膨張差に起因し
た熱応力がシュラウドレールの周方向に発生する。この
熱応力はガスタービンの起動・停止に伴って、シュラウ
ドレール及びタービンケーシング全体に繰返し作用する
ため、最大熱応力発生部位であるシュラウドレール内周
側より、熱疲労損傷によりき裂が発生する恐れがある。
このき裂が進展し、タービンケーシングに及んだ場合、
ガスタービンの熱効率が著しく低下することや、タービ
ンケーシングの一部の損傷が他のガスタービン高温部品
に影響を与える恐れがある。
ラウドレールにおいては、ガスタービン起動時は板厚の
大きい部分より小さい部分が時間的に早期に温度上昇
し、シュラウドレールは、板厚が小さく熱伸びの大きい
タービンケーシングに引張られ、この熱膨張差に起因し
た熱応力がシュラウドレールの周方向に発生する。この
熱応力はガスタービンの起動・停止に伴って、シュラウ
ドレール及びタービンケーシング全体に繰返し作用する
ため、最大熱応力発生部位であるシュラウドレール内周
側より、熱疲労損傷によりき裂が発生する恐れがある。
このき裂が進展し、タービンケーシングに及んだ場合、
ガスタービンの熱効率が著しく低下することや、タービ
ンケーシングの一部の損傷が他のガスタービン高温部品
に影響を与える恐れがある。
【０００６】そこで、本発明は、タービンケーシングの
損傷を抑制できる信頼性の高いガスタービンを提供する
ものである。
損傷を抑制できる信頼性の高いガスタービンを提供する
ものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を達成するた
め、本発明は、シュラウドレールの損傷を抑制すること
によりタービンケーシングへの損傷を少なくする。
め、本発明は、シュラウドレールの損傷を抑制すること
によりタービンケーシングへの損傷を少なくする。
【０００８】本発明は、空気を圧縮して吐出する圧縮機
と、該圧縮機から吐出される圧縮空気と燃料とが供給さ
れ燃焼される燃焼器と、該燃焼器の燃焼ガスが供給され
て駆動されるタービンとを有し、前記タービンは、前記
燃焼ガスの流れるガス流路壁を構成するシュラウドと、
シュラウドの外周側に位置し、シュラウドを支持する支
持レールを備えたケーシングと、を備えたガスタービン
において、前記支持レールはシュラウドの周方向に配置
され、レールの内周側面にはレールの両端を結び、前記
内周側面に周方向の間隙を形成するスリットを備えるこ
とを特徴とする。
と、該圧縮機から吐出される圧縮空気と燃料とが供給さ
れ燃焼される燃焼器と、該燃焼器の燃焼ガスが供給され
て駆動されるタービンとを有し、前記タービンは、前記
燃焼ガスの流れるガス流路壁を構成するシュラウドと、
シュラウドの外周側に位置し、シュラウドを支持する支
持レールを備えたケーシングと、を備えたガスタービン
において、前記支持レールはシュラウドの周方向に配置
され、レールの内周側面にはレールの両端を結び、前記
内周側面に周方向の間隙を形成するスリットを備えるこ
とを特徴とする。
【０００９】このようにスリットを導入したシュラウド
レールを備えたタービンケーシングであると、周方向の
熱変形に対する拘束が緩和され、起動・停止時にシュラ
ウドレール周方向に発生する熱応力は溝がない場合に比
べ低減される。これにより、起動・停止に伴う繰返し熱
応力の発生を容易に低減でき、熱疲労損傷によるき裂の
発生を防止でき、プラントの信頼性向上を図ることがで
きる。
レールを備えたタービンケーシングであると、周方向の
熱変形に対する拘束が緩和され、起動・停止時にシュラ
ウドレール周方向に発生する熱応力は溝がない場合に比
べ低減される。これにより、起動・停止に伴う繰返し熱
応力の発生を容易に低減でき、熱疲労損傷によるき裂の
発生を防止でき、プラントの信頼性向上を図ることがで
きる。
【００１０】また、好ましくは、前記ガスタービンにお
いて、前記内周面におけるスリットは、ケーシングの軸
方向に対して傾斜する方向に形成されることを特徴とす
る。更に上記のスリットがケーシングの軸方向に対して
傾いて導入することにより、スリット先端でのシュラウ
ドレールの周方向応力に対する応力拡大係数はスリット
が傾いていない場合の応力拡大係数に比べ小さくなるた
めスリット先端からのき裂発生及び進展を防止でき、プ
ラントの信頼性の向上が図れる。シュラウドレール周方
向の熱応力により軸方向に進展するき裂が、たとえ発生
したとしても、スリットが軸方向に対し傾いていれば、
軸方向に進展するき裂がスリットで阻まれて、き裂の停
留効果も期待できる。
いて、前記内周面におけるスリットは、ケーシングの軸
方向に対して傾斜する方向に形成されることを特徴とす
る。更に上記のスリットがケーシングの軸方向に対して
傾いて導入することにより、スリット先端でのシュラウ
ドレールの周方向応力に対する応力拡大係数はスリット
が傾いていない場合の応力拡大係数に比べ小さくなるた
めスリット先端からのき裂発生及び進展を防止でき、プ
ラントの信頼性の向上が図れる。シュラウドレール周方
向の熱応力により軸方向に進展するき裂が、たとえ発生
したとしても、スリットが軸方向に対し傾いていれば、
軸方向に進展するき裂がスリットで阻まれて、き裂の停
留効果も期待できる。
【００１１】シュラウドレールに組込まれる複数個のシ
ュラウドブロックは動翼との間隙を一定に保つため、起
動時の温度上昇による熱伸びが径方向には生じないよう
に、複数のシュラウドブロック間は熱伸びに相当する隙
間を設けて組込まれている。本発明の様にスリットが軸
方向に対し傾いていれば、スリットの導入位置とシュラ
ウドブロック間の隙間が一致することはない。このた
め、スリットを軸方向に導入する場合に比べて、スリッ
トの導入位置とシュラウドブロック間の隙間が一致し
て、シュラウドブロックに伝達される流体振動，回転振
動に起因する外力がスリットの先端に集中してしまうこ
とを抑制することができる。
ュラウドブロックは動翼との間隙を一定に保つため、起
動時の温度上昇による熱伸びが径方向には生じないよう
に、複数のシュラウドブロック間は熱伸びに相当する隙
間を設けて組込まれている。本発明の様にスリットが軸
方向に対し傾いていれば、スリットの導入位置とシュラ
ウドブロック間の隙間が一致することはない。このた
め、スリットを軸方向に導入する場合に比べて、スリッ
トの導入位置とシュラウドブロック間の隙間が一致し
て、シュラウドブロックに伝達される流体振動，回転振
動に起因する外力がスリットの先端に集中してしまうこ
とを抑制することができる。
【００１２】更に好ましくは、前記ガスタービンにおい
て、前記ケーシングは周方向に複数配置されたケーシン
グ部を有し、前記ケーシング部は複数の前記スリットを
備えることを特徴とする。これにより、各々のタービン
ケーシングで発生する熱応力の均一化が図れ、各々のケ
ーシング間の接触面の取付け性が向上する。
て、前記ケーシングは周方向に複数配置されたケーシン
グ部を有し、前記ケーシング部は複数の前記スリットを
備えることを特徴とする。これにより、各々のタービン
ケーシングで発生する熱応力の均一化が図れ、各々のケ
ーシング間の接触面の取付け性が向上する。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図示した実施例に基づいて
本発明を詳細に説明する。図８には本発明のガスタービ
ンの概要が示されている。
本発明を詳細に説明する。図８には本発明のガスタービ
ンの概要が示されている。
【００１４】ガスタービンは、タービンケーシング１の
内部に、中心に回転軸（ロータ）５５と、回転軸の周囲
に設置される動翼５１と、ケーシング側に支持させる静
翼５０を有するタービン部５２を備える。このタービン
部５２に連結され、大気を吸込み、燃焼用及び冷却媒体
用の圧縮空気を得る圧縮機５３と、圧縮機５３からの圧
縮空気と図示しない燃料が供給されて燃焼させ高温高圧
燃焼ガスを発生する燃焼装置５４とより形成されてい
る。燃焼装置５４の燃焼ガスがタービン部５２に供給さ
れる。
内部に、中心に回転軸（ロータ）５５と、回転軸の周囲
に設置される動翼５１と、ケーシング側に支持させる静
翼５０を有するタービン部５２を備える。このタービン
部５２に連結され、大気を吸込み、燃焼用及び冷却媒体
用の圧縮空気を得る圧縮機５３と、圧縮機５３からの圧
縮空気と図示しない燃料が供給されて燃焼させ高温高圧
燃焼ガスを発生する燃焼装置５４とより形成されてい
る。燃焼装置５４の燃焼ガスがタービン部５２に供給さ
れる。
【００１５】圧縮機５３より吐出された圧縮空気の一部
は、燃焼装置５４のライナや翼（５０，５１）の冷却用
空気として用いられるようにすることができる。
は、燃焼装置５４のライナや翼（５０，５１）の冷却用
空気として用いられるようにすることができる。
【００１６】燃焼装置５４にて発生した高温高圧の燃焼
ガスは、静翼５０を経て動翼５１に噴射されてタービン
部５２を駆動する。そして図示はしていないが、一般に
は回転軸５５に結合されている発電機により発電するよ
うに構成されている。
ガスは、静翼５０を経て動翼５１に噴射されてタービン
部５２を駆動する。そして図示はしていないが、一般に
は回転軸５５に結合されている発電機により発電するよ
うに構成されている。
【００１７】タービン部５２の要部を図９に示す。
【００１８】一般にガスタービンのタービン部５２（図
９）は静翼５０・動翼５１と、外側にはこれを覆い高温
高圧ガスＨと大気の混入を遮断する殻状のタービンケー
シング１を備え、ケーシング１と動翼５１の間には高温
高圧ガスＨが直接ケーシングに接触するのを防ぎ高温高
圧のガスＨの流路外周壁を形成するシュラウドブロック
２が全周にわたり複数個設けられている。このシュラウ
ドブロック２はタービンケーシング１の内周側周方向に
設けた断面が例えばＴ型のシュラウドレール３に嵌め込
まれて固定されている。
９）は静翼５０・動翼５１と、外側にはこれを覆い高温
高圧ガスＨと大気の混入を遮断する殻状のタービンケー
シング１を備え、ケーシング１と動翼５１の間には高温
高圧ガスＨが直接ケーシングに接触するのを防ぎ高温高
圧のガスＨの流路外周壁を形成するシュラウドブロック
２が全周にわたり複数個設けられている。このシュラウ
ドブロック２はタービンケーシング１の内周側周方向に
設けた断面が例えばＴ型のシュラウドレール３に嵌め込
まれて固定されている。
【００１９】本発明のシュラウドレール３を含むタービ
ンケーシング１の構造を図１に示す。ケーシング１はタ
ービンを上半６と下半７から覆う半割り構造となってお
り、ケーシングの上半６と下半７の合わせ面はフランジ
を設けてボルト等で固定されている。シュラウドレール
３は周方向に形成されている。本実施例ではシュラウド
レール３は断面がＴ字形状のものを用いた。シュラウド
レールの内周側面にはシュラウドレールの両端（上流側
端と下流側端）を結ぶ間隙が形成されるようにスリット
５を設けた。スリット５は内周側面に周方向間隙を形成
する。また、同図のように、スリット５はタービンケー
シング１の半径方向に開口する。
ンケーシング１の構造を図１に示す。ケーシング１はタ
ービンを上半６と下半７から覆う半割り構造となってお
り、ケーシングの上半６と下半７の合わせ面はフランジ
を設けてボルト等で固定されている。シュラウドレール
３は周方向に形成されている。本実施例ではシュラウド
レール３は断面がＴ字形状のものを用いた。シュラウド
レールの内周側面にはシュラウドレールの両端（上流側
端と下流側端）を結ぶ間隙が形成されるようにスリット
５を設けた。スリット５は内周側面に周方向間隙を形成
する。また、同図のように、スリット５はタービンケー
シング１の半径方向に開口する。
【００２０】このようにスリット５を導入したシュラウ
ドレール３を備えたタービンケーシング１であると、周
方向の熱変形に対する拘束が緩和され、起動・停止時に
シュラウドレール周方向に発生する熱応力はスリット５
がない場合に比べ低減される。これにより、起動・停止
に伴う繰返し熱応力の発生を低減でき、熱疲労損傷によ
るき裂の発生を防止して、ケーシングの亀裂や損傷が生
じることを抑制して、ケーシング損傷による効率低下等
を抑制してプラントの信頼性向上を図ることができる。
ドレール３を備えたタービンケーシング１であると、周
方向の熱変形に対する拘束が緩和され、起動・停止時に
シュラウドレール周方向に発生する熱応力はスリット５
がない場合に比べ低減される。これにより、起動・停止
に伴う繰返し熱応力の発生を低減でき、熱疲労損傷によ
るき裂の発生を防止して、ケーシングの亀裂や損傷が生
じることを抑制して、ケーシング損傷による効率低下等
を抑制してプラントの信頼性向上を図ることができる。
【００２１】スリット５の幅ｔは熱膨張により溝である
スリット５が塞がれない大きさにすることが望ましい。
例えば、式（１）で決定した。
スリット５が塞がれない大きさにすることが望ましい。
例えば、式（１）で決定した。
【００２２】
ｔ≧２πＲ・α・ΔＴ／ｎ （１）
ここで、Ｒはシュラウドレール３の直径、αはシュラウ
ドレール材の線膨張係数、ΔＴはシュラウドレール３の
停止時と定常運転時の温度差、ｎはスリット５の数であ
る。
ドレール材の線膨張係数、ΔＴはシュラウドレール３の
停止時と定常運転時の温度差、ｎはスリット５の数であ
る。
【００２３】具体的なスリット５の深さと数を決定する
ために、スリット５の数及び深さを変化させた時にシュ
ラウドレール３に発生する周方向の熱応力を高温用ひず
みゲージを貼付けて測定した。測定結果を図３に示す。
図３の縦軸はスリット５がない場合の発生応力σ0 とス
リット５がある場合の発生応力σの比σ／σ0 、横軸は
スリット５の深さｈを示しており、スリット５の数ｎに
対する曲線が、それぞれ示されている。スリット５の深
さｈ及び数ｎが増加する程、発生熱応力はスリット５が
ない場合より低下する。シュラウドレールの材質から許
容応力σalを設定し、図３を用いて適切なスリット５の
深さｈ及び数ｎの組合せを決定すればよい。
ために、スリット５の数及び深さを変化させた時にシュ
ラウドレール３に発生する周方向の熱応力を高温用ひず
みゲージを貼付けて測定した。測定結果を図３に示す。
図３の縦軸はスリット５がない場合の発生応力σ0 とス
リット５がある場合の発生応力σの比σ／σ0 、横軸は
スリット５の深さｈを示しており、スリット５の数ｎに
対する曲線が、それぞれ示されている。スリット５の深
さｈ及び数ｎが増加する程、発生熱応力はスリット５が
ない場合より低下する。シュラウドレールの材質から許
容応力σalを設定し、図３を用いて適切なスリット５の
深さｈ及び数ｎの組合せを決定すればよい。
【００２４】本実施例では、タービンケーシング１は上
半６及び下半７の２つのタービンケーシング部から構成
されており、各々４個のスリット５を導入した。タービ
ンケーシングが複数の周方向に配置されたケーシング部
から構成される場合には一つのケーシング部に各々複数
のスリット５を設けることにより、各々のタービンケー
シングで発生する熱応力の均一化が図れ、各々のケーシ
ング間の接触面の取付け性を向上させることができる。
スリット５の間隔はシュラウドレール内の発生応力を均
等化するために、各々のタービンケーシングを組合せた
状態でスリット５の数ｎに対し等間隔に配置するのが望
ましい。
半６及び下半７の２つのタービンケーシング部から構成
されており、各々４個のスリット５を導入した。タービ
ンケーシングが複数の周方向に配置されたケーシング部
から構成される場合には一つのケーシング部に各々複数
のスリット５を設けることにより、各々のタービンケー
シングで発生する熱応力の均一化が図れ、各々のケーシ
ング間の接触面の取付け性を向上させることができる。
スリット５の間隔はシュラウドレール内の発生応力を均
等化するために、各々のタービンケーシングを組合せた
状態でスリット５の数ｎに対し等間隔に配置するのが望
ましい。
【００２５】本発明の第２の実施例に係わるシュラウド
レール３を含むタービンケーシング１の構造を図２に示
す。本実施例は、基本的には第１の実施例と同様である
が、本実施例では、スリット５の方向がケーシングの軸
方向に対してθだけ傾むいて導入されている。これによ
りスリット５先端でのシュラウドレールの周方向応力に
対する応力拡大係数Ｋθは溝であるスリット５が傾いて
いない（θ＝０°）場合の応力拡大係数Ｋ0 に比べ小さ
くなる。ＫθとＫ0 の関係は傾きθの関数として式
（２）及び図４で示される。
レール３を含むタービンケーシング１の構造を図２に示
す。本実施例は、基本的には第１の実施例と同様である
が、本実施例では、スリット５の方向がケーシングの軸
方向に対してθだけ傾むいて導入されている。これによ
りスリット５先端でのシュラウドレールの周方向応力に
対する応力拡大係数Ｋθは溝であるスリット５が傾いて
いない（θ＝０°）場合の応力拡大係数Ｋ0 に比べ小さ
くなる。ＫθとＫ0 の関係は傾きθの関数として式
（２）及び図４で示される。
【００２６】
Ｋθ＝Ｋ0・（０.５＋０.５・cos２θ） （２）
例えばθ＝４５°とすればＫθはＫ0 の１／２に低下さ
せることができる。応力拡大係数Ｋはき裂の発生，進展
速度を決定するパラメータであり、Ｋが大きい程、き裂
が発生しやすく、き裂の進展速度も大きくなる。したが
って、本発明のようにスリット５を傾けて導入すればス
リット５を傾けない場合に比べ、スリット５先端でのき
裂発生及び進展を抑制することができる。例えば起動・
停止に伴う繰返し応力に対するスリット５先端での応力
拡大係数範囲ΔＫθをシュラウドレール材の下限界応力
拡大係数範囲ΔＫth以下、 ΔＫθ≦ΔＫth （３） に抑えられれば、スリット５先端からのき裂発生及び進
展を防止でき、プラントの信頼性の向上が図れる。
せることができる。応力拡大係数Ｋはき裂の発生，進展
速度を決定するパラメータであり、Ｋが大きい程、き裂
が発生しやすく、き裂の進展速度も大きくなる。したが
って、本発明のようにスリット５を傾けて導入すればス
リット５を傾けない場合に比べ、スリット５先端でのき
裂発生及び進展を抑制することができる。例えば起動・
停止に伴う繰返し応力に対するスリット５先端での応力
拡大係数範囲ΔＫθをシュラウドレール材の下限界応力
拡大係数範囲ΔＫth以下、 ΔＫθ≦ΔＫth （３） に抑えられれば、スリット５先端からのき裂発生及び進
展を防止でき、プラントの信頼性の向上が図れる。
【００２７】また、シュラウドレール周方向の熱応力に
より軸方向に進展するき裂が発生したとしても、スリッ
ト５が軸方向に対し傾いていれば、軸方向に進展するき
裂がスリット５で阻まれて、き裂の停留効果も期待でき
る。
より軸方向に進展するき裂が発生したとしても、スリッ
ト５が軸方向に対し傾いていれば、軸方向に進展するき
裂がスリット５で阻まれて、き裂の停留効果も期待でき
る。
【００２８】更に、シュラウドレール３に組込まれる周
方向に設置される複数のシュラウドブロック２は、動翼
との間隙を一定に保つため、起動時の温度上昇による熱
伸びが径方向には生じないように、複数のシュラウドブ
ロック間は熱伸びに相当する隙間を設けて組込まれる。
方向に設置される複数のシュラウドブロック２は、動翼
との間隙を一定に保つため、起動時の温度上昇による熱
伸びが径方向には生じないように、複数のシュラウドブ
ロック間は熱伸びに相当する隙間を設けて組込まれる。
【００２９】スリット５を軸方向導入すると、スリット
５の導入位置とシュラウドブロック間の隙間が一致する
可能性がある。
５の導入位置とシュラウドブロック間の隙間が一致する
可能性がある。
【００３０】ところが、スリット５がタービンケーシン
グ１の軸方向に対し傾いていれば、スリット５の導入位
置とシュラウドブロック間の隙間が一致することはな
い。
グ１の軸方向に対し傾いていれば、スリット５の導入位
置とシュラウドブロック間の隙間が一致することはな
い。
【００３１】このため、シュラウドブロックに伝達され
る流体振動，回転振動に起因する外力がスリット５の先
端に集中して負荷され、スリット５の先端からき裂が生
じることを抑制できる。また、シュラウドブロックの位
置まで考慮して溝であるスリット５の導入位置を決定し
なくとも、ケーシングに対する影響や熱応力低減等に対
し適性な位置にスリット５を導入できる。
る流体振動，回転振動に起因する外力がスリット５の先
端に集中して負荷され、スリット５の先端からき裂が生
じることを抑制できる。また、シュラウドブロックの位
置まで考慮して溝であるスリット５の導入位置を決定し
なくとも、ケーシングに対する影響や熱応力低減等に対
し適性な位置にスリット５を導入できる。
【００３２】第３の実施例を図５を用いて説明する。本
実施例は第１の実施例又は第２の実施例のシュラウドレ
ール３及びスリット５の具体的構造の例を示す。図５
は、シュラウドレール３のスリット５部分の拡大図を示
す。（ａ）〜（ｄ）は、各々周方向に見た断面と、ケー
シングの軸方向に見た断面を示している。
実施例は第１の実施例又は第２の実施例のシュラウドレ
ール３及びスリット５の具体的構造の例を示す。図５
は、シュラウドレール３のスリット５部分の拡大図を示
す。（ａ）〜（ｄ）は、各々周方向に見た断面と、ケー
シングの軸方向に見た断面を示している。
【００３３】Ｔ字形状のシュラウドレール３はタービン
ケーシング１に対し垂直部３Ｂと水平部３Ａから構成さ
れている。水平部のケーシング１から離れた側の面は内
周側面を形成している。スリット５の深さｈは以下のよ
うになる。
ケーシング１に対し垂直部３Ｂと水平部３Ａから構成さ
れている。水平部のケーシング１から離れた側の面は内
周側面を形成している。スリット５の深さｈは以下のよ
うになる。
【００３４】（ａ）は水平部３Ａの一部にスリットが形
成され、一部はスリットにより周方向に間隙を有しない
程度の深さ、（ｂ）はスリットが水平部３Ａの全体に達
し、垂直部３Ｂには達しない程度の深さ、（ｃ）はスリ
ットが水平部３Ａから垂直部３Ｂの一部にまで形成さ
れ、垂直部３Ｂの一部にはスリットにより周方向に間隙
を有しない程度の深さ、（ｄ）はスリットが水平部３Ａ
から垂直部３Ｂの全体に達する程度の深さとなってい
る。
成され、一部はスリットにより周方向に間隙を有しない
程度の深さ、（ｂ）はスリットが水平部３Ａの全体に達
し、垂直部３Ｂには達しない程度の深さ、（ｃ）はスリ
ットが水平部３Ａから垂直部３Ｂの一部にまで形成さ
れ、垂直部３Ｂの一部にはスリットにより周方向に間隙
を有しない程度の深さ、（ｄ）はスリットが水平部３Ａ
から垂直部３Ｂの全体に達する程度の深さとなってい
る。
【００３５】使用温度が高く高熱応力がシュラウドレー
ルに発生するガスタービンプラントやタービンシェル及
びシュラウドレールに耐熱疲労性の乏しい材料が使われ
ているガスタービンプラントに対しては、スリット５を
垂直部３Ｂの一部（ｃ）または全部（ｄ）に達する深さ
にすることが好ましい。これにより、熱応力が大きく低
減し、熱疲労損傷によるき裂発生を防止できる。よっ
て、係る場合であってもタービンケーシング１への損傷
を抑制することができるので、熱効率の低下等を防止で
き信頼性の高いガスタービンの運転ができる。
ルに発生するガスタービンプラントやタービンシェル及
びシュラウドレールに耐熱疲労性の乏しい材料が使われ
ているガスタービンプラントに対しては、スリット５を
垂直部３Ｂの一部（ｃ）または全部（ｄ）に達する深さ
にすることが好ましい。これにより、熱応力が大きく低
減し、熱疲労損傷によるき裂発生を防止できる。よっ
て、係る場合であってもタービンケーシング１への損傷
を抑制することができるので、熱効率の低下等を防止で
き信頼性の高いガスタービンの運転ができる。
【００３６】一方、燃焼振動やタービンの回転振動，流
体振動が大きいガスタービンプラントに対してはスリッ
ト５を水平部３Ａの一部（ａ）または全部（ｂ）に達す
る深さにとどめることが好ましい。又は更に、スリット
５の数ｎを増やす。これにより、シュラウドレールに発
生する熱応力を低減させれば、振動に対する強度を保ち
且つ熱疲労損傷によるき裂発生も防止できる。よって、
係る場合であってもタービンケーシング１への損傷を抑
制することができるので、熱効率の低下等を防止でき信
頼性の高いガスタービンの運転ができる。
体振動が大きいガスタービンプラントに対してはスリッ
ト５を水平部３Ａの一部（ａ）または全部（ｂ）に達す
る深さにとどめることが好ましい。又は更に、スリット
５の数ｎを増やす。これにより、シュラウドレールに発
生する熱応力を低減させれば、振動に対する強度を保ち
且つ熱疲労損傷によるき裂発生も防止できる。よって、
係る場合であってもタービンケーシング１への損傷を抑
制することができるので、熱効率の低下等を防止でき信
頼性の高いガスタービンの運転ができる。
【００３７】その他の実施例を図６及び図７に示す。図
６はスリット５の先端に円孔８を設けた例である。円孔
８の導入によりスリット５先端の応力集中を緩和させる
効果がある。スリット５の幅ｔの２〜３倍の直径を有す
る円孔を設けることが望ましい。図７はスリット５を深
さ方向に傾斜させる例である。この場合、スリット５の
深さｈをシュラウドレールの高さに対し、大きく確保で
きるので熱応力を大きく低減できる効果が期待できる。
６はスリット５の先端に円孔８を設けた例である。円孔
８の導入によりスリット５先端の応力集中を緩和させる
効果がある。スリット５の幅ｔの２〜３倍の直径を有す
る円孔を設けることが望ましい。図７はスリット５を深
さ方向に傾斜させる例である。この場合、スリット５の
深さｈをシュラウドレールの高さに対し、大きく確保で
きるので熱応力を大きく低減できる効果が期待できる。
【００３８】
【発明の効果】本発明により、タービンケーシングの損
傷を抑制できる信頼性の高いガスタービンを提供するこ
とができる。
傷を抑制できる信頼性の高いガスタービンを提供するこ
とができる。
【図１】本発明のタービンケーシング構造の一実施例を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図２】本発明のタービンケーシング構造の他の実施例
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図３】本発明のスリットの深さと発生応力の関係を示
す説明図である。
す説明図である。
【図４】本発明のスリットの傾き角と応力拡大係数の関
係を示す説明図である。
係を示す説明図である。
【図５】本発明のタービンケーシング構造の他の実施例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図６】本発明のタービンケーシング構造の他の実施例
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図７】本発明のタービンケーシング構造の他の実施例
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図８】本発明のガスタービンを示す一部破断斜視図で
ある。
ある。
【図９】本発明のタービン部の構造を示す断面図であ
る。
る。
【図１０】従来のタービンケーシング構造を示す斜視図
である。
である。
１…タービンケーシング、２…シュラウドブロック、３
…シュラウドレール、３Ａ…シュラウドレールの水平
部、３Ｂ…シュラウドレールの垂直部、５…スリット、
６…タービンケーシングの上半、７…タービンケーシン
グの下半、８…円孔、５０…静翼、５１…動翼、５２…
タービン部、５３…圧縮機、５４…燃焼装置、５５…回
転軸。
…シュラウドレール、３Ａ…シュラウドレールの水平
部、３Ｂ…シュラウドレールの垂直部、５…スリット、
６…タービンケーシングの上半、７…タービンケーシン
グの下半、８…円孔、５０…静翼、５１…動翼、５２…
タービン部、５３…圧縮機、５４…燃焼装置、５５…回
転軸。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 百崎 尚隆
茨城県日立市幸町三丁目２番２号 株式
会社 日立エンジニアリングサービス内
(56)参考文献 特開 平７−208110（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−196048（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−10714（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−215237（ＪＰ，Ａ)
実開 昭60−143104（ＪＰ，Ｕ)
特表 平10−503004（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F01D 1/00 - 11/10
Claims (2)
- 【請求項１】空気を圧縮して吐出する圧縮機と、該圧縮
機から吐出される圧縮空気と燃料とが供給され燃焼され
る燃焼器と、該燃焼器の燃焼ガスが供給されて駆動され
るタービンとを有し、 前記タービンは、前記燃焼ガスの流れるガス流路壁を構
成するシュラウドと、シュラウドの外周側に位置し、シ
ュラウドを支持する支持レールを備えたケーシングと、
を備えたガスタービンにおいて、 前記支持レールはシュラウドの周方向に配置され、レー
ルの内周側面にはレールの両端を結び、前記内周側面に
周方向の間隙を形成するスリットを備え、 前記支持レールは、ケーシングに対して内周側に立ち上
がる垂直部と、該垂直部の先端に位置し、前記内周側面
を形成する水平部と、を備える断面が略Ｔ字状をなし、 前記スリットは、前記内周側面に開口し、前記水平部の
中にスリットの底を備える ことを特徴とするガスタービ
ン。 - 【請求項２】請求項１のガスタービンにおいて、 前記内周面におけるスリットは、ケーシングの軸方向に
対して傾斜する方向に形成されることを特徴とするガス
タービン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6250698A JP3428424B2 (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | ガスタービン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6250698A JP3428424B2 (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | ガスタービン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11257016A JPH11257016A (ja) | 1999-09-21 |
| JP3428424B2 true JP3428424B2 (ja) | 2003-07-22 |
Family
ID=13202142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6250698A Expired - Fee Related JP3428424B2 (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | ガスタービン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3428424B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8128353B2 (en) * | 2008-09-30 | 2012-03-06 | General Electric Company | Method and apparatus for matching the thermal mass and stiffness of bolted split rings |
| US8231338B2 (en) | 2009-05-05 | 2012-07-31 | General Electric Company | Turbine shell with pin support |
| JP6650773B2 (ja) * | 2016-02-04 | 2020-02-19 | 三菱重工航空エンジン株式会社 | 航空部品及び航空用ガスタービンエンジン |
-
1998
- 1998-03-13 JP JP6250698A patent/JP3428424B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11257016A (ja) | 1999-09-21 |
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