JP4384786B2 - Gas turbine backplate structure - Google Patents

Gas turbine backplate structure Download PDF

Info

Publication number
JP4384786B2
JP4384786B2 JP2000164398A JP2000164398A JP4384786B2 JP 4384786 B2 JP4384786 B2 JP 4384786B2 JP 2000164398 A JP2000164398 A JP 2000164398A JP 2000164398 A JP2000164398 A JP 2000164398A JP 4384786 B2 JP4384786 B2 JP 4384786B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
back plate
housing
nozzle
peripheral end
turbine
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2000164398A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001342807A (en
Inventor
俊充 福井
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.)
Yanmar Co Ltd
Original Assignee
Yanmar Co 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 Yanmar Co Ltd filed Critical Yanmar Co Ltd
Priority to JP2000164398A priority Critical patent/JP4384786B2/en
Publication of JP2001342807A publication Critical patent/JP2001342807A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4384786B2 publication Critical patent/JP4384786B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスタービンのノズル部分に設置したバックプレートの構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図4は従来のガスタービンのバックプレート構造90の断面略図である。図4に示すように、従来のガスタービンでは、ハウジング94に固定されたバックプレート構造90に燃焼ガスを吐出するノズル91を支持させており、また、バックプレート構造90は燃焼ガスの通路を仕切る壁面を形成している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
燃焼ガスから熱伝達されてバックプレート構造90が熱膨張すると、ノズル91の位置が変動してしまう。ノズル91の位置が変動すると、タービン92に対するノズル91と一体のノズルシュラウド97の位置が変動してしまい、ノズルシュラウド97とタービン92の間の所定のクリアランス(約1mm程度)が変動するとタービン出力の低下を招いてしまう。
【0004】
したがって、従来はこれを回避するために弾性部材93で熱膨張による歪を吸収し、ハウジング94に対して剛性部材96をボルト95等で固着するという複雑かつ製作に手間とコストが掛かる構造を採用していた。したがって、本発明では、熱膨張によるタービン出力の低下を回避することができ、かつ簡単に形成することができるバックプレート構造を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項1の発明では、ノズルから燃焼ガスを吐出してタービンを駆動させるガスタービンにおいて、前記ノズルに環状のノズル取付フランジを設け、前記ノズル取付フランジをハウジングに固定し、前記ノズル取付フランジの内周端部とハウジングの間に隙間を設けて環状溝を形成し、前記環状溝部分で燃焼ガスの通路を仕切る壁面を形成するバックプレートの外周端部を半径方向には摺動可能にかつタービンシャフトの軸方向には移動不能に挟持し、燃焼ガスからの熱伝達により前記バックプレートが膨張した際に、バックプレートを半径方向外方に膨張可能にした。
【0006】
また、請求項2の発明では請求項1の発明において、前記バックプレートを板金で形成するようにした。
【0007】
さらに請求項3の発明では、請求項1又は請求項2の発明において、前記バックプレートの内周端部をハウジングに対して半径方向に摺動可能でかつタービンシャフトの軸方向には移動不能に支持するようにした。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1は、請求項1及び請求項2の発明によるバックプレート構造100の断面略図である。図1のバックプレート構造100では、ハウジング5に対してタービン翼4を備えたタービン3が軸受(図示せず)により支持されている。
【0009】
また、ノズル2に固着された環状のノズル取付フランジ8は、ハウジング5の環状の固定フランジ16と環状の固定部材17が円周上に等間隔の位置で図示しないボルト・ナットで固定されることによりハウジング5に対して固定されている。
【0010】
ノズル2にはノズルシュラウド6が固着されており、ノズルシュラウド6は燃焼ガスの通路を仕切る壁面を形成しており、また、ノズルシュラウド6とタービン翼4の間には所定のクリアランス(例えば0.5〜1.0mm)が設けてある。
【0011】
ハウジング5とノズル取付フランジ8の間には環状溝10が形成されている。この環状溝10には環状に一体成形されたバックプレート1の外周端部1aが内挿されており、バックプレート1の外周端部1aはハウジング5とノズル取付フランジ8で挟持されている。また、バックプレート1の内周端部1bは、ハウジング5に対してボルト7で固着されている。ハウジング5には円周方向の複数箇所(例えば8箇所)に等間隔でボルト7を螺合させるねじ穴5aが設けてある。バックプレート1の外周端部1aが内挿された環状溝10には、バックプレート1よりも半径方向外方に隙間11が形成されている。
【0012】
環状のバックプレート1は上述したように外周端部1aと内周端部1bとを固定されているので、タービン3の回転軸9の軸方向には移動不能であるが、燃焼ガスから熱伝達されて熱膨張した際には、半径方向外方に隙間11が形成されていることによりハウジング5及びノズル取付フランジ8に対して摺動することができる。
【0013】
バックプレート1は、1枚の板金をプレスすることにより形成することができる。また、ダイカストで製造してもよい。
【0014】
図3は、請求項1の発明によるバックプレート構造110の部分的な断面略図である。図3のバックプレート構造110が図1のバックプレート構造100と異なる点は、バックプレート1がアウター部12とインナー部13とを備えている点である。アウター部12の図示しない外周端部は、図1に示すバックプレート1の外周端部1aと同様にハウジング5とノズル取付フランジ8で挟持されている。
【0015】
また、インナー部13の内周端部13aは、ハウジング5にボルト7で固定されている。このアウター部12とインナー部13とは溶接により一体に固着されている。このようにアウター部12とインナー部13とを一体固着することによりバックプレート1を構成してもよい。
【0016】
また、図3のインナー部13の内周端部を後述する図2のバックプレート1の内周端部1bのように挟持部材14とハウジング5とで挟持するようにしてもよい。
【0017】
図2は、請求項3の発明によるバックプレート構造120の断面略図である。図2のバックプレート構造120は、バックプレート1の内周端部1bの固定の仕方が図1のバックプレート構造100と異なっており、その他に図1のバックプレート構造100との相違点はない。
【0018】
図2に示すように、円周上に等間隔に配置したハウジング5のねじ穴5a(図2では1つのみ表示)にボルト7を螺合させることにより環状の挟持部材14がハウジング5に固着されている。
【0019】
挟持部材14とハウジング5の間には環状溝15が形成されている。この環状溝15にバックプレート1の内周端部1bが内挿されており、内周端部1bはハウジング5と挟持部材14により挟持されている。したがって、バックプレート1の外周端部1a及び内周端部1bのいずれも半径方向に摺動可能であるが、回転軸9の軸方向には移動不能である。
【0020】
このようにバックプレート1の外周端部1aに加えて内周端部1bもハウジング5に対して半径方向に摺動可能にすると、バックプレート1が熱膨張して変形し、燃焼ガスの通路が広がってタービン3の出力が低下することをより確実に回避することができる。
【0021】
【発明の効果】
請求項1の発明によると、バックプレート1をハウジング5とノズル2(ノズル取付フランジ8)の間で挟持し、半径方向外方へ摺動可能にしたので、燃焼ガスから熱伝達されてバックプレート1が熱膨張してもノズル2のハウジング5に対する相対的な位置の変動はなく、ハウジング5により支持されたタービン3のタービン翼4とノズルシュラウド6の間のクリアランスに変動はなく、タービン3の出力の低下を回避することができる。
【0022】
請求項2の発明によると、バックプレート1を板金で形成したので、製造が容易になり、コストダウンを図ることができる。
【0023】
請求項3の発明によると、バックプレート1の外周端部1aに加えて内周端部1bもハウジング5に対して半径方向に摺動可能にしたので、バックプレート1が熱膨張して変形し、燃焼ガスの通路が広がってタービン3の出力が低下することをより確実に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 請求項1の発明によるバックプレート構造の断面略図である。
【図2】 請求項3の発明によるバックプレート構造の断面略図である。
【図3】 請求項1の発明のバックプレート構造の別の形態を示す断面略図である。
【図4】 従来のガスタービンのバックプレート構造の断面略図である。
【符号の説明】
1 バックプレート
2 ノズル
3 タービン
4 タービン翼
5 ハウジング
6 ノズルシュラウド
7 ボルト
8 ノズル取付フランジ
9 回転軸
10 環状溝
11 隙間
14 挟持部材
100 バックプレート構造
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a structure of a back plate installed in a nozzle portion of a gas turbine.
[0002]
[Prior art]
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a conventional gas turbine backplate structure 90. As shown in FIG. 4, in the conventional gas turbine, a nozzle 91 for discharging combustion gas is supported on a back plate structure 90 fixed to a housing 94, and the back plate structure 90 partitions a passage of combustion gas. A wall surface is formed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
When heat is transferred from the combustion gas and the back plate structure 90 is thermally expanded, the position of the nozzle 91 changes. When the position of the nozzle 91 fluctuates, the position of the nozzle shroud 97 integral with the nozzle 91 with respect to the turbine 92 fluctuates. When a predetermined clearance (about 1 mm) between the nozzle shroud 97 and the turbine 92 fluctuates, the turbine output is changed. It will cause a decline.
[0004]
Therefore, conventionally, in order to avoid this, the elastic member 93 absorbs distortion due to thermal expansion, and the rigid member 96 is fixed to the housing 94 with a bolt 95 or the like, and a complicated structure that requires labor and cost is employed. Was. Therefore, an object of the present invention is to provide a back plate structure that can avoid a decrease in turbine output due to thermal expansion and can be easily formed.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, in the invention of claim 1, in a gas turbine that drives a turbine by discharging combustion gas from a nozzle, an annular nozzle mounting flange is provided on the nozzle, and the nozzle mounting flange is fixed to a housing, A gap is formed between the inner peripheral end of the nozzle mounting flange and the housing to form an annular groove, and the outer peripheral end of the back plate that forms a wall surface that partitions the passage of combustion gas at the annular groove portion in the radial direction. It was slidably held in the axial direction of the turbine shaft so that it could not move, and when the back plate expanded due to heat transfer from the combustion gas, the back plate was allowed to expand radially outward.
[0006]
In the invention of claim 2, in the invention of claim 1, the back plate is formed of sheet metal.
[0007]
Further, in the invention of claim 3, in the invention of claim 1 or claim 2, the inner peripheral end of the back plate can be slid in the radial direction with respect to the housing and cannot be moved in the axial direction of the turbine shaft. I tried to support it.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a back plate structure 100 according to the first and second aspects of the present invention. In the back plate structure 100 of FIG. 1, the turbine 3 including the turbine blades 4 with respect to the housing 5 is supported by bearings (not shown).
[0009]
In addition, the annular nozzle mounting flange 8 fixed to the nozzle 2 is configured such that the annular fixing flange 16 and the annular fixing member 17 of the housing 5 are fixed with bolts and nuts (not shown) at equal intervals on the circumference. It is being fixed with respect to the housing 5 by.
[0010]
A nozzle shroud 6 is fixed to the nozzle 2, and the nozzle shroud 6 forms a wall surface that partitions the passage of the combustion gas, and a predetermined clearance (for example, 0... 0) is provided between the nozzle shroud 6 and the turbine blade 4. 5 to 1.0 mm).
[0011]
An annular groove 10 is formed between the housing 5 and the nozzle mounting flange 8. An outer peripheral end 1 a of the back plate 1 integrally formed in an annular shape is inserted into the annular groove 10, and the outer peripheral end 1 a of the back plate 1 is sandwiched between the housing 5 and the nozzle mounting flange 8. Further, the inner peripheral end 1 b of the back plate 1 is fixed to the housing 5 with bolts 7. The housing 5 is provided with screw holes 5a for screwing the bolts 7 at a plurality of positions (for example, eight positions) in the circumferential direction at equal intervals. In the annular groove 10 in which the outer peripheral end 1 a of the back plate 1 is inserted, a gap 11 is formed radially outward from the back plate 1.
[0012]
Since the annular back plate 1 has the outer peripheral end 1a and the inner peripheral end 1b fixed as described above, it cannot move in the axial direction of the rotating shaft 9 of the turbine 3, but heat is transferred from the combustion gas. When the thermal expansion occurs, the gap 11 is formed outward in the radial direction, so that the housing 5 and the nozzle mounting flange 8 can slide.
[0013]
The back plate 1 can be formed by pressing one sheet metal. Moreover, you may manufacture by die-casting.
[0014]
FIG. 3 is a partial sectional schematic view of the back plate structure 110 according to the invention of claim 1. The back plate structure 110 in FIG. 3 is different from the back plate structure 100 in FIG. 1 in that the back plate 1 includes an outer portion 12 and an inner portion 13. The outer peripheral end portion (not shown) of the outer portion 12 is sandwiched between the housing 5 and the nozzle mounting flange 8 similarly to the outer peripheral end portion 1a of the back plate 1 shown in FIG.
[0015]
Further, the inner peripheral end portion 13 a of the inner portion 13 is fixed to the housing 5 with bolts 7. The outer portion 12 and the inner portion 13 are integrally fixed by welding. In this way, the back plate 1 may be configured by integrally fixing the outer portion 12 and the inner portion 13 together.
[0016]
Further, the inner peripheral end portion of the inner portion 13 in FIG. 3 may be clamped by the clamping member 14 and the housing 5 as in an inner peripheral end portion 1b of the back plate 1 in FIG.
[0017]
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the back plate structure 120 according to the invention of claim 3. The back plate structure 120 of FIG. 2 is different from the back plate structure 100 of FIG. 1 in that the inner peripheral end 1b of the back plate 1 is fixed, and there is no other difference from the back plate structure 100 of FIG. .
[0018]
As shown in FIG. 2, the annular clamping member 14 is fixed to the housing 5 by screwing bolts 7 into screw holes 5 a (only one is shown in FIG. 2) of the housing 5 arranged at equal intervals on the circumference. Has been.
[0019]
An annular groove 15 is formed between the clamping member 14 and the housing 5. The inner peripheral end 1 b of the back plate 1 is inserted into the annular groove 15, and the inner peripheral end 1 b is sandwiched between the housing 5 and the sandwiching member 14. Therefore, both the outer peripheral end 1 a and the inner peripheral end 1 b of the back plate 1 can slide in the radial direction, but cannot move in the axial direction of the rotary shaft 9.
[0020]
As described above, if the inner peripheral end 1b in addition to the outer peripheral end 1a of the back plate 1 is also slidable in the radial direction with respect to the housing 5, the back plate 1 is thermally expanded and deformed, and the passage of the combustion gas is formed. It is possible to more reliably avoid spreading and lowering the output of the turbine 3.
[0021]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the back plate 1 is sandwiched between the housing 5 and the nozzle 2 (nozzle mounting flange 8) and is slidable radially outward. 1 does not change relative to the housing 5 of the nozzle 2, and the clearance between the turbine blade 4 of the turbine 3 supported by the housing 5 and the nozzle shroud 6 does not change. A decrease in output can be avoided.
[0022]
According to the invention of claim 2, since the back plate 1 is formed of sheet metal, the manufacture becomes easy and the cost can be reduced.
[0023]
According to the invention of claim 3, in addition to the outer peripheral end 1a of the back plate 1, the inner peripheral end 1b is also slidable in the radial direction with respect to the housing 5, so that the back plate 1 is thermally expanded and deformed. Further, it is possible to more reliably avoid the combustion gas passage from expanding and the output of the turbine 3 from decreasing.
[Brief description of the drawings]
1 is a schematic cross-sectional view of a back plate structure according to the invention of claim 1;
2 is a schematic cross-sectional view of a back plate structure according to the invention of claim 3. FIG.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the back plate structure of the invention of claim 1;
FIG. 4 is a schematic sectional view of a back plate structure of a conventional gas turbine.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Back plate 2 Nozzle 3 Turbine 4 Turbine blade 5 Housing 6 Nozzle shroud 7 Bolt 8 Nozzle mounting flange 9 Rotating shaft 10 Annular groove 11 Gap 14 Clamping member 100 Back plate structure

Claims (3)

ノズルから燃焼ガスを吐出してタービンを駆動させるガスタービンにおいて、前記ノズルに環状のノズル取付フランジを設け、
前記ノズル取付フランジをハウジングに固定し、前記ノズル取付フランジの内周端部とハウジングの間に隙間を設けて環状溝を形成し、前記環状溝部分で燃焼ガスの通路を仕切る壁面を形成するバックプレートの外周端部を半径方向には摺動可能にかつタービンシャフトの軸方向には移動不能に挟持し、
燃焼ガスからの熱伝達により前記バックプレートが膨張した際に、バックプレートを半径方向外方に膨張可能にしたことを特徴とするガスタービンのバックプレート構造。
In a gas turbine that drives a turbine by discharging combustion gas from a nozzle, an annular nozzle mounting flange is provided on the nozzle,
The nozzle mounting flange is fixed to the housing, a gap is formed between the inner peripheral end of the nozzle mounting flange and the housing to form an annular groove, and a wall that partitions the combustion gas passage at the annular groove portion is formed. The outer peripheral end of the plate is slidably slidable in the radial direction and immovable in the axial direction of the turbine shaft,
A back plate structure for a gas turbine, wherein when the back plate expands due to heat transfer from combustion gas, the back plate can expand radially outward.
前記バックプレートを板金で形成した請求項1に記載のガスタービンのバックプレート構造。The back plate structure of the gas turbine according to claim 1, wherein the back plate is formed of a sheet metal. 前記バックプレートの内周端部をハウジングに対して半径方向に摺動可能でかつタービンシャフトの軸方向には移動不能に支持した請求項1又は請求項2に記載のガスタービンのバックプレート構造。The back plate structure of the gas turbine according to claim 1 or 2, wherein an inner peripheral end portion of the back plate is supported so as to be slidable in a radial direction with respect to the housing and not movable in an axial direction of the turbine shaft.
JP2000164398A 2000-06-01 2000-06-01 Gas turbine backplate structure Expired - Fee Related JP4384786B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000164398A JP4384786B2 (en) 2000-06-01 2000-06-01 Gas turbine backplate structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000164398A JP4384786B2 (en) 2000-06-01 2000-06-01 Gas turbine backplate structure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001342807A JP2001342807A (en) 2001-12-14
JP4384786B2 true JP4384786B2 (en) 2009-12-16

Family

ID=18668022

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000164398A Expired - Fee Related JP4384786B2 (en) 2000-06-01 2000-06-01 Gas turbine backplate structure

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4384786B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3978061B2 (en) * 2002-03-26 2007-09-19 三菱重工業株式会社 Small gas turbine
JP7424752B2 (en) * 2019-03-25 2024-01-30 株式会社豊田自動織機 turbo charger

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001342807A (en) 2001-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1399647B1 (en) Method for supporting vane segments of a stator assembly in a gas turbine and gas turbine
EP1502009B1 (en) Attachment of a ceramic shroud in a metal housing
JP5484474B2 (en) Sealing between combustion chamber and turbine distributor in turbine engine
KR101548895B1 (en) Gas turbine
JP3983603B2 (en) Structure for fuel chamber made of ceramic matrix material
US20020164246A1 (en) Gas turbine with axially mutually displaceable guide parts
EP2379845A1 (en) Gas turbine composite workpiece to be used in gas turbine engine
JP2009133308A (en) Stage of turbine or compressor for turbomachine
EP1793092A1 (en) Turbine nozzle support device and steam turbine
JP2007085346A (en) Clearance adjusting device in gas turbine
JPS61157703A (en) Stator assembly for rotaty machine
JP2003021335A (en) Fixing of metal cap onto wall of cmc combustion chamber in turbomachine
EP2636851B1 (en) Turbine assembly and method for supporting turbine components
JP2011522150A (en) High pressure turbine for a turbine engine with improved housing mounting for controlling the radial clearance of the moving blades
JP2013512382A (en) Insulation of the peripheral rim of the outer casing of the turbine engine from the corresponding ring sector
JP4969687B2 (en) Insulation structure of scroll body
EP1040256B1 (en) Support for a turbine stator assembly
JP2016540917A (en) Outer vane support ring with a rigid back plate in the compressor section of a gas turbine engine
JP4384786B2 (en) Gas turbine backplate structure
JP7510955B2 (en) Turbine ring assembly attached to spacer
JP4326315B2 (en) Wing ring structure
JP5078341B2 (en) Turbine blade ring structure and assembly method thereof
JPH0660702U (en) Gas turbine split ring seal structure
US20050089400A1 (en) Gas turbine with running gap control
JP4180452B2 (en) Gas turbine or turbocharger backplate structure

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070123

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090907

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: 20090915

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090928

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121002

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131002

Year of fee payment: 4

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131002

Year of fee payment: 4

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141002

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees