JP6621577B2 - タービン・ケーシングの偽フランジ型流れ変向器 - Google Patents

Description

本書に開示の内容は、ガスタービンに関し、より詳しく云えば、タービン・ケーシングの冷却に関するものである。

ガスタービンは、一般に、燃料／酸化剤混合物を燃焼して高温燃焼ガスを生成し、該ガスをタービン部の１つ以上の段に通す。高温燃焼ガスはタービン羽根を周囲のケーシング組立体内で回転駆動して、これによりタービン・シャフトを回転駆動する。ケーシング組立体は、内側及び外側シェル、シュラウド、又は他の構造物を含むことができる。一般に、高温燃焼ガスは、シェル、シュラウド又は接合部のような、タービン部内の構造物の熱膨張を引き起こす。この熱膨張は、羽根とケーシング組立体との間の隙間を変化させることがあるので、ガスタービンの設計を複雑にすることがある。従って、熱膨張の際に隙間を制御し、且つケーシング組立体のようなガスタービン構成要素の真円度の変化を最小にするように、ガスタービンの設計を改善することは有益であろう。

米国特許第８１２８３５３号

最初に請求の範囲に記載された発明の範囲に相応する特定の実施形態を以下に要約する。これらの実施形態は、請求の範囲に記載された発明の範囲を制限しようとするものではなく、むしろこれらの実施形態は様々な可能な形態の概要を提供しようとするに過ぎない。実際に、本発明は、以下に記述する実施形態と同様であり又はそれらと異なることのある様々な形態を包含することができる。

第１の実施形態では、タービン・ケーシング組立体を含むシステムが提供され、該タービン・ケーシング組立体は、外側シェルと、該外側シェル内に実質的に同心に位置決めされた内側シェルとを含む。前記内側シェルは、前記外側シェルから遠ざかる方向を向く内側表面と、前記外側シェルの方を向く外側表面とを含み、該外側表面は１つ以上の偽フランジ(false flange)を持つ。前記１つ以上の偽フランジの内の少なくとも１つは、前記外側表面から突き出し且つ前記外側シェルの方を向いている第１の表面を含むと共に、前記第１の表面と前記内側シェルの前記外側表面との間に延在する流れ変向(flow diverting)部分を含んでいる。前記流れ変向部分は、前記第１の表面と前記外側表面との間で第１の円周方向に広がる第１の部分を含む。

第２の実施形態では、タービン・ケーシング組立体を含むシステムが提供され、該タービン・ケーシング組立体は、冷却剤供給口を持つ外側シェルと、内側シェルとを含む。前記内側シェルは、前記外側シェルから遠ざかる方向を向く内側表面と、前記外側シェルの方を向く外側表面と、偽フランジとを含む。前記偽フランジは、テーパーのついた形状を持つ冷却剤衝突面を含み、該テーパーのついた形状は、前記冷却剤供給口からの冷却剤の流れを、前記外側表面に沿って前記偽フランジから大体遠ざかる方向に変向(divert)するように構成されている。

第３の実施形態では、製造方法が提供され、該製造方法は、タービン・ケーシングの内側シェルを鋳造する工程を含み、該内側シェルはシェル表面及び１つ以上の偽フランジを持つ。前記１つ以上の偽フランジの内の少なくとも１つは、前記シェル表面から突き出す第１の表面を含む。前記１つ以上の偽フランジの流れ変向部分が、前記第１の表面と前記シェル表面との間に延在する。前記流れ変向部分は、前記第１の表面と前記シェル表面との間で第１の円周方向に広がる第１の部分、前記第１の表面と前記シェル表面との間で第２の円周方向に広がる第２の部分、並びに前記第１及び第２の部分の間に延在する第３の部分を含む。前記第３の部分は、前記第１の円周方向、前記第２の円周方向、又はそれら組合せに対して横方向に広がる。

本発明のこれらの及び他の特徴、態様及び利点は、添付図面を参照した以下の詳しい説明を読むことによってより良く理解されよう。図面では、図面全体を通じて同様な部品を同様な参照符号で表している。

図１は、ガスタービン・システムの一実施形態の概略ブロック図である。 図２は、図１のタービンのケーシングの内側シェルに位置決めされた偽フランジの一実施形態の斜視図である。 図３は、偽フランジの一実施形態の上面図である。 図４は、偽フランジの一実施形態の垂直断面図である。 図５は、偽フランジの一実施形態の垂直断面図である。 図６は、偽フランジの一実施形態の側面図である。 図７は、偽フランジの一実施形態の側面図である。 図８は、偽フランジの一実施形態の側面図である。 図９は、偽フランジの一実施形態の前面図である。

以下に本発明の１つ以上の特定の実施形態を記述する。これらの実施形態の説明を簡潔にするために、実際の具現化手段の全ての特徴を本明細書で記述することはできない。ここで、工業又は設計プロジェクトにおけるように、任意のこのような実際の具現化手段の開発において、特定の目標を達成するために、具現化手段によって変わり得るシステム関連及び／又は事業関連の制約の順守のような多数の具現化手段特有の意志決定を行わなければならないことを理解されたい。また更に、このような開発努力は、複雑で時間がかかることがあるが、それにも拘わらず、この開示内容を利用する通常の技術者にとって設計、製作及び製造についての日常的な仕事であることを理解されたい。

本書では詳しい実例の実施形態を開示する。しかしながら、本書で開示する特定の構造的及び機能的な詳細は、実例の実施形態を説明するための単なる代表例であるに過ぎない。しかしながら、本発明の様々な実施形態は多数の代替の形態で具現化することができ、且つ本書で述べる実施形態のみに制限されると解釈すべきではない。

従って、これらの実例の実施形態は様々な修正及び代替形態が可能であるが、それらの実施形態を例として図面に示して、本書に詳しく説明する。しかしながら、実例の実施形態を開示される特定の形態に制限する意図は何もなく、それとは反対に、実例の実施形態は、本発明の範囲内に入る全ての修正、等価物及び代替物を包含するものであることを理解されたい。

本書において用いられる用語は特定の実施形態を記述するためにのみ用いられ、本発明を制限しようとするものではない。本書において用いられる単数形の表現は、特に明記していない限り、複数の存在を含むことを意図している。更に、本書で用いられる用語「有する」、「有している」、「含む」及び／又は「含んでいる」は、記述した特徴、整数、段階、動作、素子及び／又は構成要素の存在を明示しているが、１つ以上の他の特徴、整数、段階、動作、素子、構成要素、及び／又はそれらの群の存在又は追加を排除するものではない。

また、第１、第２、一次、二次などの用語は様々な要素を記述するために用いることができるが、それらの要素はこれらの用語によって制限されるべきでない。これらの用語は１つの要素を別の要素から区別するために用いられているに過ぎない。例えば、制限するものではないが、実例の実施形態の範囲から逸脱することなく、第１の要素を第２の要素と呼ぶことができ、また同様に第２の要素を第１の要素と呼ぶことができる。また、本書で用いられる用語「及び／又は」は、関連して列記された項目の内の１つ又は複数の項目の任意の及び全ての組合せを含む。

本書では、或る特定の用語を便宜のためにのみ使用することができ、また該用語は本発明を制限するものとして考えるべきでない。例えば、「上側」、「下側」、「左」、「右」、「前」、「後」、「頂部」、「底部」、「水平」、「垂直」、「上流」、「下流」、「前方」及び「後方」のような用語は、単に図に示されている構成を記述するに過ぎない。事実、本発明の実施形態の１つ又は複数の要素は任意の方向に配置構成することができ、従って、用語は特別に指定しなければこのような変化を含むものとして理解されたい。

以下に詳しく説明されるように、タービンのような回転機械のためのケーシングの「真円外れ(out of roundness)」を引き起こすことのある熱勾配を低減又は除去することは望ましいと考えられる。このような熱勾配を除去することは、一様な隙間を維持することにより動作効率を増大させると共に装置の寿命を長くすることができる。実際に、開示された実施形態は、外側シェル及び内側シェルを含むタービン・ケーシング組立体に関するシステム及び方法を含む。内側シェルは外側シェル内に実質的に同心に位置決めすることができ、また内側シェルは、外側シェルから遠ざかる方向を向く内側表面と、外側シェルの方を向く外側表面とを含み、該外側表面は１つ以上の偽フランジを持つ。１つ以上の偽フランジの内の少なくとも１つは、外側表面から突き出し且つ外側シェルの方を向いている第１の表面を含む。本実施形態によれば、偽フランジの１つ以上は、第１の表面と内側シェルの外側表面との間に延在する流れ変向部分を含むことができる。流れ変向部分は、或る特定の実施形態では、内側及び外側ケーシングの間の空間によって画成されたアニュラス(annulus) 内での冷却媒体（例えば、冷却空気、冷却排出ガス）の分散を向上させる。アニュラス内での冷却媒体の分散を向上させることは、内側及び／又は外側ケーシングを均等に冷却する冷却媒体の能力を増大させることができる。このことから生じる１つの技術的利点は、前記内側及び／又は外側タービン・シェルの真円外れを低減することができることである。

或る特定の実施形態では、本書に開示される流れ変向部分を持つ偽フランジは、前記第１の表面と外側表面との間で第１の円周方向に広がる第１の部分を含むことができる。前記流れ変向部分は、前記第１の表面と前記外側表面との間で第２の円周方向に広がる第２の部分を含むことができ、前記第１及び第２の円周方向は、１つ以上の偽フランジの内の少なくとも１つがテーパーのついた突出部になるように、異なることができる。

本発明のこのような方式は、冷却を向上させるために流れを変向するように構成された偽フランジに関する様々な実施形態を示す図面を参照してより良く理解されよう。一般に、偽フランジは、高温ガスを１つ以上のケーシングによって包囲するようにした回転機械に使用することができる。これに関連して、本書に開示の偽フランジは、蒸気及び／又はガスタービンに取り入れることができる。ここで図面について説明すると、図１は、本書に開示の偽フランジを取り入れたガスタービン・システム１０の一実施形態の概略ブロック図を示す。図示のように、システム１０は、圧縮機１２、複数のタービン燃焼器１４、及びタービン１６を含む。タービン燃焼器１４は、液体燃料及び／又は気体燃料（例えば、天然ガス又は合成ガス）をタービン燃焼器１４に導く燃料ノズル１８を含む。図示のように、各々のタービン燃焼器１４は複数の燃料ノズル１８を持つことができる。より具体的に述べると、各々のタービン燃焼器１４は複数の一次燃料ノズル２０を持つ一次燃料噴射システム、及び複数の二次燃料ノズル２２を持つ二次燃料噴射システムを含むことができる。

タービン燃焼器１４は酸化剤・燃料混合物（例えば、空気・燃料混合物）に点火して燃焼させることにより、高温の加圧された燃焼ガス２４（例えば、排出ガス）を発生させ、その後、燃焼ガス２４はタービン１６へ導かれる。タービン１６内で、複数のタービン羽根が（例えば、中央の車輪を介して）シャフト２６に結合されており、シャフト２６はまたタービン・システム１０全体にわたる幾つかの他の構成要素に結合されている。燃焼ガス２４がタービン１６内のタービン羽根を通過するとき、タービン１６が回転駆動されて、これによりシャフト２６を回転させる。或る特定の実施形態では、タービン１６のケーシング２８は、内側シェル３０及び外側シェル３２を持ち、これらは、タービン１６を熱応力から保護し且つタービン１６を通過する高温燃焼ガス２４を包囲することができる。図２〜図９により詳しく記載されているように、ケーシング２８には１つ以上の偽フランジを設けることができ、これらの偽フランジは、ケーシング２８にわたって熱伝達係数をより均一にすることができる。詳しく述べると、偽フランジは、内側及び外側シェル３０，３２の間の空間によって画成されたアニュラス３３内の冷却媒体（例えば、冷却空気）の流れを方向付けるために使用することができる。

最終的には、燃焼ガス２４は排気出口３４を介してタービン・システム１０を出て行き、その後、熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）、望ましくない燃焼副生成物の濃度を低減するための様々な触媒システム、及び／又は他の下流での用途のような多数の他の構成要素へ導くことができる。更に、シャフト２６は負荷３６に結合することができ、負荷３６はシャフト２６の回転により動力を得ることできる。例えば、負荷３６は、発電プラント、外部機械的負荷、又はそれらの組合せのような、タービン・システム１０の回転出力を用いて動力を発生することのできる任意の適当な装置とすることができる。例えば、負荷３６としては、発電機、航空機のプロペラなどを挙げることができる。

ガスタービン・システム１０の一実施形態では、圧縮機羽根が圧縮機１２の構成要素として含まれる。圧縮機１２内の羽根はシャフト２６に結合されて、シャフト２６が前に述べたようにタービン１６が回転駆動されたときに回転する。圧縮機１２内の羽根の回転により、空気取入れ口３８からの空気を圧縮し、これによって、加圧された空気４０を生成する。加圧された空気４０は、次いで、燃焼器１４の燃料ノズル１８に供給される。燃料ノズル１８は、加圧された空気４０と燃料とを混合して、燃料を無駄にせず且つ過剰な放出物を生じさせないように燃焼（例えば、燃料がより完全に燃えるようにする燃焼）のための適当な混合比を生じさせる。或る特定の実施形態では、図示のように、加圧された空気４０は、冷却媒体として作用させるためにタービン１６のアニュラス３３に供給することができる。本発明では、圧縮機１２が、圧縮された排出ガスを冷却媒体としてアニュラス３３へ供給する排出ガス圧縮機である実施形態もまた、考慮される。

図２は、偽フランジ６０を持つ内側タービン・シェル３０の一実施形態の一部分の斜視図である。ここで、ケーシング２８が、内側タービン・シェル３０及び外側タービン・シェル３２を含んでいて、タービン１６全体の周りを円周方向に延在することができ、その外側タービン・シェル３２が一般に内側タービン・シェル３０を円周方向に取り囲んでいることが理解されよう。内側タービン・シェル３０は、例えば１つ以上のボルトと組み合わせて１つ以上の本物フランジ(true flange) を使用して、内側タービン・シェルの第１及び第２の半部のような２つ以上の内側タービン・シェル部分を接触、接合、結合、又はその他のやり方で接続又は突合せ接触させることによって、形成することができる。

偽フランジ６０は内側タービン・シェル３０の任意の表面上に位置決めすることができるが、例示の実施形態では、１つ以上の偽フランジ６０を第１の区域６２及び第２の区域６４（例えば、それぞれ隆起又は突き出した区域及び凹んだ区域）に近接して位置決めすることができる。第１の区域６２及び第２の区域６４のそれぞれの端は接合部６６で接触して接続され、接合部６６は、第１及び第２の区域６２，６４が内側タービン・シェル３０の全部又は一部として一緒に鋳造される実施形態では、連続構造とすることができる。内側シェル３０の第１及び第２の区域６２，６４は、ケーシング２８上の不均一な熱応力によって惹起される真円外れを低減するように構成された１つ以上の偽フランジ６０を含むことができる。このような偽フランジ６０の内の任意の１つ又は組合せは、冷却媒体の流れを所望の態様で変向するように構成することができる。

例示の実施形態に示されているように、偽フランジ６０は、軸方向の軸又は方向６８、半径方向の軸又は方向７０、及び円周方向の軸又は方向７２に沿って位置決めすることができ、この場合、軸方向６８は一般的にガスタービン・システム１０の圧縮機１２からタービン１６へ伸びる方向を規定する。本書に述べるように、真円外れは、内側及び／又は外側シェル３０，３２の円周方向７２の様々な点に沿ったケーシング（例えば、内側及び／又は外側シェル３０，３２）の半径方向７０の膨張の差に相関させることができ、これは温度勾配の差によって惹起され得る。本発明の実施形態によれば、偽フランジ６０は、熱膨張についての温度勾配の効果を軽減するように内側及び／又は外側シェル３０，３２の所望の部分へ冷却媒体の流れを導くように構成することができる。換言すると、偽フランジ６０は、内側タービン・シェル３０の表面に沿った冷却媒体の流れを、内側タービン・シェル３０の熱膨張の一様性を向上する態様で変向するように構成することができる。

偽フランジ６０は、ケーシング２８の内側シェル３０の外側表面７４から半径方向７０に延在する（例えば、図１のアニュラス３３の中へ突き出す）隆起部分の形を取ることができる。偽フランジ６０は、外側表面７４から突き出し且つ外側シェル３２の方を向いている第１の表面７６を持つと共に、第１の表面７６と内側シェル３０の外側表面７４との間に延在する流れ変向部分７８（例えば、冷却剤衝突面、拡散面など）を持つことができる。流れ変向部分７８は、ケーシング２８の外側シェル３２に配置された冷却剤供給口８０から流入する冷却剤の流れを、外側表面７４に沿って一般的に偽フランジ６０から遠ざかる方向に変向するように構成された任意の適当な形状を持つことができる。偽フランジ６０に関係する冷却剤供給口８０の相対的な位置及び構成については、後で更に詳しく説明する。

流れ変向部分７８のテーパーのついた形状は、第１の表面７６と外側表面７４との間で第１の円周方向８４に広がる第１の部分８２、及び第２の円周方向８８に広がる第２の部分８６から形成することができる。図示のように、第１及び第２の円周方向８４及び８８は、偽フランジ６０が内側シェル３０の外側表面７４上のテーパーの付いた突出部になるように、異なることができる。流れ変向部分７８はまた、第１の部分８２と第２の部分８６との間に延在する第３の部分９０を持つことができ、それは第１の円周方向及び／又は第２の円周方向に対して横方向に広がる。第３の部分９０はアーチ状構造（例えば、弓形構造、湾曲した構造など）を持つことができ、これにより、第３の部分９０が、円周方向７２に沿うばかりでなく軸方向６８に沿っても外側表面７４にわたって冷却剤を方向付けることができるようになる。偽フランジ６０の第１、第２及び第３の部分８２、８６及び９０は、連続した表面（例えば、縁、継ぎ目などの無い表面）を形成することができ、或いはこのような継ぎ目又は縁により明瞭に区分けすることができる。実際に、偽フランジ６０から実質的に縁及び／又は継ぎ目を無くして、高い熱伝達係数の局部的な領域を減らすことが望ましいことがある。換言すると、偽フランジ６０の連続した表面は、内側タービン・シェル３０に沿った熱伝達係数の勾配を更に低減させることができる。

偽フランジ６０の第１、第２及び第３の部分と内側シェル３０の外側表面７４との界面は、偽フランジ６０の底部９２を形成することができる。底部９２は、フランジ６０の頂部９８で又はその近くで取った偽フランジ６０の第２の断面積９６よりも大きい第１の断面積９４を持つことができる。第１の断面積９４と第２の断面積９６との比は、約１．０５：１〜１０：１、１．０５：１〜５：１、１．０５：１〜２．５：１、又は任意の比にすることができる。偽フランジ６０は中実又は中空にすることができる。また更に、偽フランジ６０は内側シェル３０の外側表面７４に鋳造する（例えば、一体に、又はそれと共に形成する）ことができ、或いは外側表面７４に（例えば、ボルト止め、接着、溶接などにより）取り付けることができる。図示し且つ前に述べたように、偽フランジ６０は、軸方向６８、半径方向７０及び円周方向７２にテーパーをつけることができる。前に述べたように、（例えば、フランジ６０の底部９０の近くの）第１の断面積９４は（例えば、頂部の近くの）第２の断面積９６よりも大きくすることができ、また底部９０の幅１０４は第１の端１００から第２の端１０２まで全体的にテーパーをつけることができる。

偽フランジ６０は、内側シェル３０と比べて同様な又は同じ特性（例えば、硬さ、熱膨張係数、熱伝導度、熱容量）を持つ材料から作ることができ、またタービン・ケーシング２８上に設けることのできる本物の又は機能的フランジと実質的に同様な質量を持つことができる。タービン・ケーシング２８上の機能的フランジと同様な質量及び材料にすれば、機能的フランジによって引き起こされる熱的効果を偽フランジ６０により良く模倣させることができ、これによって、偽フランジ６０をケーシング２８上の機能的フランジの熱的効果に対抗するようにして、ケーシング２８の真円外れを低減させることが可能である。前に述べたように、偽フランジ６０は既存のケーシング２８にボルト止め、接着、又はその他の方法で結合することができ、或いは偽フランジ６０はケーシング２８に鋳造により形成することができる（例えば、偽フランジ６０及びケーシング２８を一体として形成又はモールド成形することができる）。偽フランジ６０を鋳造により形成する実施形態では、偽フランジ６０及びケーシング２８は同じ又は異なる材料で作ることができる。

従って、或る特定の実施形態では、内側シェル３０を含むタービン・ケーシング組立体を製造する方法では、制限ではない一例として、１つ以上の偽フランジ６０を他の所望の造作部に加えて含むように内側シェル３０を鋳造する工程を含むことができる。内側シェル３０を鋳造する工程は、内側シェル３０の様々な区域（例えば、半部、四分割部、八分割部）を別々に鋳造する工程を含むことができ、この場合、少なくとも１つの区域は少なくとも１つの偽フランジを含む。これらの区域は、一般に（組み立て時に）本物のフランジを使用して互いに対して突合せ接触させ又は他のやり方で結合する。本物のフランジもまた、完全な内側シェル３０を形成するために、内側シェルの様々な区域に鋳造し又は他のやり方で固定することができる。

他の実施形態では、内側シェル３０を含むタービン・ケーシング組立体を製造する方法は、制限ではない一例として、１つ以上の偽フランジ６０を持たない内側シェル３０を鋳造する工程を含むことができる。前に述べたように、内側シェル３０を鋳造する工程は、内側シェル３０の様々な区域（例えば、半部、四分割部、八分割部）を別々に鋳造する工程を含むことができ、これらの区域は、一般に（組み立て時に）本物のフランジを使用して互いに対して突合せ接触させ又は他のやり方で結合する。このような実施形態では、本方法は更に、内側シェル３０の様々な区域（例えば、半部、四分割部、八分割部）の内の少なくとも１つに１つ以上の偽フランジを固定する工程を含むことができ、これは全ての区域を組み立てる前に又は組み立てた後に行うことができる。

上述の一般的な方法のいずれかにおいて、１つ以上の偽フランジ６０は、外側シェル３２からの冷却剤の流れを受け取るように内側シェル３０上に位置決めすることができる。例えば、タービン１６の外側シェル３２は１つ以上の冷却剤供給口８０を持つことができ、冷却剤供給口８０はタービン１６の内側シェル３０の方へ冷却剤を方向付けるように構成することができる。より具体的に述べると、冷却剤供給口８０は偽フランジ６０へ冷却剤を方向付ける。図示例の実施形態では、冷却剤供給口８０は破線で描かれていて、冷却剤供給口８０がアニュラス３３の軸方向６８に沿った任意の地点に配置することができることを示している。例えば、冷却剤供給口８０は偽フランジ６０から軸方向上流又は下流に配置することができ、或いは偽フランジ６０と軸方向６８にオーバーラップすることができる。或る特定の実施形態では、冷却媒体は外側タービン・シェル３２から流れ出て、偽フランジ６０へ「下方へ」（例えば、外側タービン・シェル３２から内側タービン・シェル３０へ、半径方向７０のような横方向に）流れることができる。偽フランジ６０のテーパーのついた形状に起因して、冷却媒体の流れは円周方向７２に沿って変向されて、偽フランジ６０に近接した領域における測定熱伝達係数の一様性を向上させ、これによって熱勾配を低減し、内側タービン・シェル３０のより一様な熱膨張をもたらすことができる。この場合もやはり、運転中の内側及び／又は外側シェル３０，３２の真円外れを低減する（又は真円外れを増大させる）利点を持つことができる。

実施形態によっては、運転中、偽フランジ６０が、冷却剤供給口８０からの冷却剤の流れを、内側シェル３０の外側表面７４に沿って、底部９２から外向きに３６０°変向することができるように、偽フランジ６０の第１の表面７６及び冷却剤供給口８０は、図示のように、半径方向７０に少なくとも部分的にオーバーラップすることができる。他の実施形態では、偽フランジ６０の流れ変向部分７８及び冷却剤供給口８０は少なくとも部分的にオーバーラップすることができ、この結果、冷却剤は流れ変向部分７８に突き当たって、内側シェル３０の外側表面７４にわたって広がることができるようになる。この方法では、偽フランジ６０は冷却剤供給口８０からの冷却剤を内側シェル３０の外側表面７４にわたって変向（例えば、拡張、分散、拡散など）して、タービン・ケーシング２８のより均一な熱冷却を可能にすることができる。更に、各冷却剤供給口８０に、そこからの冷却媒体の流れが直接衝突する１つ以上のそれぞれの偽フランジ６０を設けることができる。

冷却剤供給口８０とそのそれぞれの偽フランジ６０との間のオーバーラップを測定することのできる一態様は、偽フランジ６０及び冷却剤供給口８０の各々の全表面の内のどれくらいが円周方向７２及び軸方向６８に沿って互いとオーバーラップしているかを決定することである。例えば、偽フランジ６０及び冷却剤供給口８０は、偽フランジ６０の第１、第２及び／又は第３の部分８２，８６，９０、第１の表面７６、或いはそれらの任意の組合せの内の全て又は一部分が円周方向７２及び半径方向６８に沿って冷却剤供給口８０とオーバーラップすることができるように、互いとオーバーラップすることができる。すなわち、第１の部分８２の全て又は一部分が冷却剤供給口８０とオーバーラップすることができ、第２の部分８６の全て又は一部分が冷却剤供給口８０とオーバーラップすることができ、第３の部分９０の全て又は一部分が冷却剤供給口８０とオーバーラップすることができ、或いは第１の表面７６の全て又は一部分が冷却剤供給口８０とオーバーラップすることができる。

タービン・ケーシング２８は冷却口８０と同じ数の偽フランジ６０を持つことができ、或いは個々のガスタービン・システム１０の要求及び仕様に応じてより多数の又は少数の偽フランジ６０を持つことができる。例えば、或る特定の実施形態では、１〜５０、１〜２５、又は１〜１０個の偽フランジを持つことができる。このような場合、実施形態によっては、偽フランジ６０は内側シェル３０の外側表面７４と一体に鋳造、形成、又は他のやり方で製造することができる。他の実施形態では、偽フランジ６０は別個に形成して、外側表面に取り付けることができる。状況によっては、偽フランジ６０は、ケーシングの真円外れを低減するために表面にわたる熱伝達を改善するように既存のガスタービン・ケーシングに追加することができる。

図３は、図２の偽フランジ６０の上面図であって、偽フランジ６０による冷却剤の流れ変向(flow diversion) の結果として生じ得る可能な空気流路１２２を示している。矢印で示すように、偽フランジ６０は、その偽フランジ６０から遠ざかる任意の方向に冷却剤を方向付けることができる。或る特定の実施形態では、偽フランジ６０は特定の１つ又は複数の場所へ冷却剤を導くように構成することができる。例えば、偽フランジ６０は、特定の方向に、又は（内側シェル３０の外側表面７４上の既知の高温点のような）特定の場所へ空気の分配を促進するようにテーパーをつけ又は傾斜させることができる。この代わりに、偽フランジ６０は、空気を、円周方向７２、半径方向７０、軸方向６８、又はそれらの任意の組合せ方向に大体均一に拡散させることができる。

図３の上面図はまた、底部９２の全体的な形状を図示している。底部９２は、偽フランジ６０の長手方向軸１２４を中心にして対称である又は非対称である形状、及び偽フランジ６０の長手方向軸１２４に対して横方向の軸を中心にして対称である又は非対称である形状を含む、任意の適当な形状を持つことができる。例えば、底部９２は、翼形の形状、次第に先細になる形状、又は涙滴形の形状を持つことができる。実際に、底部９２は、切欠き、突起、チャンネルなどのような任意の多数の幾何学的特徴を含む任意の規則的又は不規則な形状を持つことができる。

図４は、偽フランジ６０の一実施形態の垂直断面図である。図に示されているように、流れ変向部分７８の第３の区域９０は、（偽フランジ６０内から測定して）内側シェル３０の外側表面７４に対して傾斜角１２６を持つ。傾斜角１２６は、衝突する冷却剤の流れが軸方向６８及び円周方向７２の両方に沿って偽フランジ６０から遠ざかるように方向付けられる程度を決定することができる。例えば、傾斜を急峻にすると（例えば、傾斜角１２６を４５°よりも大きくすると）軸方向６８に分配される冷却剤を少なくすることができ、他方、傾斜角をより浅く小さくすると、軸方向６８の流れをより多くすることができる。一般に、傾斜角１２６は約０°と１８０°との間の角度、例えば、約１°〜９０°、約１０°〜８０°、約２０°〜７０°、又は３０°〜５０°の鋭角にすることができる。他の実施形態では、傾斜角１２６は、約９０°〜１８０°、約１００°〜１７０°、約１１０°〜１６０°、又は１２０°〜１４０°の鈍角にすることができる。ここで、第３の部分９０の傾斜角１２６は、鈍角であるとき、より多量の流れをガスタービン・システム１０の前端部へ向けて軸方向６８に分配させることができ、他方、鋭角であるとき、より多量の流れをガスタービン・システム１０の後端部へ向けて軸方向６８に分配させることができることに留意されたい。

偽フランジ６０の第１及び第２の部分８２及び８６はまた、図５に関して以下により詳しく説明するように、それぞれの傾斜角を持つことができる。このような場合、偽フランジ６０は、内側シェル３０にわたって冷却剤を分配して、熱伝達係数の不均一を低減することによって、ケーシング２８の冷却を改善することができる。

図４に例示されているように、偽フランジ６０は、軸方向６８と半径方向７０に沿った断面を見たときに大体三角形の断面を持つことができる。前に述べたように、偽フランジ６０は、内側シェル３０外側表面７４にわたる冷却剤分布の効果を増大させることによって、タービン・ケーシング２８の真円外れを低減することができる。この場合も、偽フランジ６０は内側シェル３０の外側表面７４から突き出して大体三角形の形状（例えば、頂部９８が底部９２よりも狭くなる形状）を持つことができ、これにより、衝突する冷却剤の流れを軸方向に発散させることができる。このような断面形状とするために、偽フランジ６０は、円錐、斜円錐、角錐、斜角錐、又は同様な３次元の形状を持つことができる。

前に述べたように、偽フランジ６０はまた、ケーシング２８上の本物のフランジによって引き起こされる熱的不規則さを相殺することを可能にする質量を持つことができる。換言すると、偽フランジ６０は、本物のフランジによって引き起こされるケーシング２８の加熱及び冷却の差が偽フランジ６０によって反映され且つ内側シェル３０の円周方向に沿ってより均一に分布されるように、ケーシング２８上の本物のフランジと同様な質量を持つことができる。偽フランジ６０はまた、衝突する冷却剤の流れを外側表面７４上の様々な方向に拡散させるように輪郭を形成することができる。冷却剤を軸方向６８に拡散させるために、偽フランジ６０は、それぞれ軸方向６８、半径方向７０、及び／又は円周方向に７２に広がる様々な輪郭を含むことができる。偽フランジ６０の流れ変向部分７８の第３の部分９０と第１の表面７６とは縁又は角１３２で交わることができ、縁又は角１３２は、或る特定の実施形態では、ケーシング２８にわたる熱分布を改善するように、例えば、内側シェル３０の外側表面７４を横切る冷却剤の流路を変更するように、面取りし、丸くし、除去し、又は輪郭形成することができる。実際に、実施形態によっては、縁又は角１３２は、偽フランジ６０の周囲領域及び内側シェル３０の熱伝達係数とは異なる局部的な熱伝達係数を避けるように丸めることができる。

図５は、軸方向６８に垂直な面に沿って取った偽フランジ６０の垂直断面図である。偽フランジ６０は、流れ変向部分７８の傾斜する第１及び第２の部分８２及び８６を持つと共に、それらの間に延在する第３の部分９０（図４）を持つ。図示のように、偽フランジ６０の（例えば、底部９２の）第１の断面積９４は、偽フランジ６０の（例えば、頂部９８の）第２の断面積９６よりも大きくすることができる。この断面積の差は、偽フランジ６０の冷却剤拡散能力に寄与することができる。２つの断面積９４及び９６の差の大きさは、前に述べたような、偽フランジ６０の冷却剤拡散の範囲を決定するのに役立つことができる。

第３の部分９０に関して前に述べたように、偽フランジ６０の流れ変向部分７８の第１及び第２の部分８２，８６は、それぞれの傾斜角１３０，１３１を持つ。（偽フランジ６０内から測定した）傾斜角１３０，１３１は、互いに独立であって、任意の適当な角度にすることができ、傾斜角１３０及び１３１の一方が鈍角であり且つ他方が鋭角である実施形態、両方の傾斜角１３０，１３１が鋭角である実施形態、並びに両方の傾斜角が鈍角である実施形態を含む。このように、傾斜角１３０，１３１は、独立に、内側シェル３０の表面７４に対して約０°と１８０°との間の任意の適当な角度にすることができる。例えば、傾斜角１３０，１３１は、互いに独立であって、約０°と１８０°との間の角度、例えば、約１°〜９０°、約１０°〜８０°、約２０°〜７０°、又は３０°〜５０°の鋭角にすることができる。他の実施形態では、傾斜角１３０，１３１は、互いに独立であって、約９０°〜１８０°、約１００°〜１７０°、約１１０°〜１６０°、又は１２０°〜１４０°の鈍角にすることができる。

ここで、第１の部分８２の傾斜角１３０が鈍角である実施形態では、第２の円周方向８８においてより多量の冷却媒体の流れを持つことができることに留意されたい。代わりに、第１の部分８２の傾斜角１３０が（図示の実施形態におけるように）鋭角であるとき、第１の部分８２は、より多量の流れを大体第１の円周方向８４に分配することができる。同様であるが、逆の効果を持つ、第２の部分８６の傾斜角１３１が鈍角である実施形態では、第２の部分８６がより多量の冷却媒体の流れを大体第１の円周方向８４に分配することができる。他方、第２の部分８６の傾斜角１３１が（図示の実施形態におけるように）鋭角であるとき、第２の部分８６はより多量の流れを大体第２の円周方向８８に分配することができる。従って、第１及び第２の部分８２，８６は、前に述べたように、それらのそれぞれの傾斜角１３０，１３１と、任意の他の輪郭形成部、テクスチャ加工部、チャンネル形成部又はその他の表面造作部とに応じて、特定の領域へ流れを導くことができる。

実際に、第１及び第２の部分８２，８６は、図６〜図８に示されているように、任意の数の輪郭を持つことができる。詳しく述べると、図６〜図８は、線５−５に沿って取った偽フランジ６０の様々な実施形態の断面形状を示す。断面形状は、図示のように、第１及び第２の部分８２，８６の輪郭、並びに第１の表面７６の形状及び輪郭に応じて定めることができる。

図６では、流れ変向部分７８の第１及び第２の部分８２，８６は凹面であり（例えば、互いへ向かって集束する表面を持つ）、これは外側シェル３２からの衝突する冷却媒体を内側シェル３０の外側表面７４にわたってより滑らかに拡散させることができる。更に、第１及び第２の部分８２，８６は両方が図６に凹面として描かれているが、第１の部分８２のみ又は第２の部分８６のみが凹面である実施形態も考えられる。更に、或る特定の実施形態では、第１及び／又は第２の部分８２，８６の一区域のみを凹面とすることができる。例えば、実施形態によっては、第１の部分は第２の部分８６へ向かって集束する１つ以上の凹面区域を持つと共に、また平坦な区域、テーパーのついた区域、凸面の区域（例えば、第２の部分８６に対して発散する区域）、チャンネルの形成された区域、テクスチャ加工された区域、又はそれらの任意の組合せである１つ以上の他の区域を持つことができる。同じことが第２の部分８６について当てはまり、第２の部分は第１の部分８２へ向かって集束する１つ以上の凹面区域を持つと共に、また平坦な区域、テーパーのついた区域、凸面の区域（例えば、第１の部分８２に対して発散する区域）、チャンネルの形成された区域、テクスチャ加工された区域、又はそれらの任意の組合せである１つ以上の他の区域を持つことができる。

実際に、図７では、第１及び第２の部分８２，８６は一般的に両方とも、頂部９８近くで凸面であり、且つ底部９２近くで凹面である。従って、側面部分８２及び８６は、「Ｓ」字形の形状、ベル形の形状、ガウス関数に類似した形状、又は任意の同様な形状を持つことができる。凸面及び凹面部分の両方を持つこの湾曲は、偽フランジ６０上の角及び縁を低減又は除去することができ、これは、冷却剤のより平滑な分配に役立ち、また測定された熱伝達係数に関して局部的な複数の極小値点又は極大値点を低減するのに役立つ。より詳しく述べると、このような湾曲は、図４に示された角又は縁１３２のような偽フランジ６０の輪郭を滑らかにすることができる。

これに加えて又はこの代わりに、第１及び第２の部分８２，８６は凹面区域を持たないことがある。このような実施形態では、第１及び第２の部分８２，８６は、互いに独立に、凸面形状（例えば、互いから発散する形状）、平坦な形状、テーパーのついた形状、又は任意の他の非凹面形状とすることができる。この場合も、偽フランジ６０の少なくとも一部分が凸面である実施形態は、偽フランジ６０が局部的な熱伝達係数極大値点又は極小値点を生じることなく冷却剤の流れを発散できるようにするのが望ましいことがある。

表面領域に関して前に述べたように、本発明の実施形態に従って、上記の態様で冷却剤の流れを滑らかに方向付ける偽フランジ６０の能力は、偽フランジ６０の形状に限定されず、また偽フランジ６０の相異なる部分のサイズ（例えば、流れ変向部分７８の第１、第２及び第３の部分８２，８６、９０の相対的なサイズ）にも限定されない。アニュラス３３（図１）のサイズに対する偽フランジ６０のサイズはまた、偽フランジ６０が冷却剤の流れを方向付ける態様を決定する際の因子とすることができる。実際に、実施形態によっては、偽フランジ６０が内側シェル３０の外側表面７４からアニュラス３３の中へ突き出す範囲は、冷却剤の流れから生じる熱伝達係数を調節するように制御することができる。一例として、図８に示されている偽フランジ６０の実施形態は、（例えば、内側シェル３０の外側表面から第１の表面７６の最も高い範囲まで測った）高さ１３６を持ち、この高さは（例えば、底部９２の幅として測定した）偽フランジ６０の幅１３８よりも小さい。しかしながら、高さ１３６は、他の実施形態では、幅１３８と同じか又はそれよりも大きくすることができる。実際に、高さ１３６と幅１３８との間に任意の関係が現在考えられ、該関係には、高さ１３６の大きさが幅１３８の大きさの約１０％〜１０００％である実施形態が含まれ、例えば、高さ１３６の大きさが相対的に小さい（例えば、高さ１３６が幅１３８の約２０％〜１００％、３０％〜９０％、４０％〜８０％、又は５０％〜７０％である）実施形態、並びに高さ１３６の大きさが相対的に大きい（例えば、高さ１３６が幅１３８の約１００％〜１０００％、２００％〜９００％、３００％〜８００％、又は４００％〜７００％である）実施形態が含まれる。

前に述べたように、流れ変向部分７８の部分８２，８６，９０の内の任意の部分が、それらの主要な形状（例えば、大きな凸面又は凹面区域、平坦な区域）に加えて、冷却剤の流れの分布に影響を及ぼすことのできる副次的な幾何学的造形部を持つことができる。例えば、第１、第２又は第３の部分８２，８６，９０の内の任意の１つ又は組合せは、所望の流れ方向を達成するために、テクスチャ加工、チャンネル形成、溝形成、又はその他のパターン形成することができる。制限ではない一例として、図９は、内側シェル３０の外側表面７４上の多数の特定の場所へ冷却剤を方向付けるように構成された複数の溝１４２（例えば、チャンネル、通路など）を持つ一実施形態の偽フランジ６０の上面図である。これらの溝１４２は、偽フランジ６０に対して流れる冷却剤を複数の特定の冷却剤流路又はストリーム１２２に集中させることができ、これらのストリーム１２２は特に内側シェル３０の外側表面７４上の既知のホットスポット（高温点）を標的とすることができる。実際に、溝１４２は、特に冷却剤を特定の方向に、特定の機能部へ向けて、又は同様に導流することによって、外側表面７４にわたる冷却剤分布を更に改善することができる。溝１４２は、局部的な熱伝達係数極大値点／極小値点の形成を防止するために、鋭い縁、又はより有利には、丸まった縁を持つことができる。溝１４２は、例えば鋳造中に、任意の適当な方法を用いて、又は偽フランジ６０の形成後に任意の適当な機械加工を用いて、偽フランジ６０に導入することができる。

開示した様々な実施形態は、その中の内側シェル３０が１つ以上の偽フランジ６０を含んでいるタービン・ケーシング２８に関連したシステム及び方法を対象とした。１つ以上の偽フランジ６０は、内側シェル３０から突き出す第１の表面７６と、偽フランジ６０が１つ以上の所定の方向に冷却剤の流れを方向付けるように構成されるようにする流れ変向部分７８とを含むことができる。開示した実施形態の技術的効果は、ターボ機械ケーシングの真円外れを防止するための改良された技術を含むことであり、これにより運転寿命及び効率を改善することができる。しかしながら、開示した実施形態は他の分野でも用いることができ、且つ他の技術問題を解決するために利用できることに留意されたい。

本明細書は、最良の実施形態を含めて、本発明を開示するために、また当業者が任意の装置又はシステムを作成し使用し、任意の採用した方法を遂行すること含めて、本発明を実施できるようにするために、様々な例を使用した。本発明の特許可能な範囲は「特許請求の範囲」の記載に定めており、また当業者に考えられる他の例を含み得る。このような他の例は、それらが「特許請求の範囲」の文字通りの記載から実質的に差異のない構造的要素を持つ場合、或いはそれらが「特許請求の範囲」の文字通りの記載から実質的に差異のない等価な構造的要素を含む場合、特許請求の範囲内にあるものとする。

１０ ガスタービン・システム
１８ 燃料ノズル
２０ 一次燃料ノズル
２２ 二次燃料ノズル
２４ 燃焼ガス
２６ シャフト
２８ ケーシング
３０ 内側シェル
３２ 外側シェル
３３ アニュラス
４０ 加圧された空気
６０ 偽フランジ
６２ 第１の区域
６４ 第２の区域
６６ 接合部
６８ 軸方向
７０ 半径方向
７２ 円周方向
７４ 外側表面
７６ 第１の表面
７８ 流れ変向部分
８０ 冷却剤供給口
８２ 第１の部分
８４ 第１の円周方向
８６ 第２の部分８６
８８ 第２の円周方向
９０ 第３の部分
９２ 底部
９４ 第１の断面積９４
９６ 第２の断面積
９８ 頂部
１００ 第１の端
１０２ 第２の端
１０４ 幅
１２２ 冷却剤流路又はストリーム
１２６、１３０、１３１ 傾斜角
１３６ 高さ
１３８ 幅
１４２ 溝

Claims (20)

1. タービン・ケーシング組立体を有するシステムであって、
   前記タービン・ケーシング組立体が、外側シェルと、該外側シェル内に実質的に同心に位置決めされた内側シェルとを有し、
   前記内側シェルは、前記外側シェルの方を向く外側表面と、複数のタービン羽根の方を向く内側表面とを有し、該外側表面は１つ以上の偽フランジを有しており、
   前記１つ以上の偽フランジの内の少なくとも１つが、（ａ）前記外側表面から突き出し且つ前記外側シェルの方を向いている第１の表面を有すると共に、（ｂ）前記第１の表面と前記内側シェルの前記外側表面との間に延在する流れ変向部分を有し、前記流れ変向部分は、前記第１の表面と前記外側表面との間で第１の円周方向に広がる第１の部分を有している、システム。
2. 前記流れ変向部分は、前記第１の表面と前記外側表面との間で第２の円周方向に広がる第２の部分を有し、前記第１及び第２の円周方向は、前記１つ以上の偽フランジの内の前記少なくとも１つがテーパーのついた突出部になるように異なっている、請求項１に記載のシステム。
3. 前記流れ変向部分は、前記第１及び第２の部分の間に延在する第３の部分を有し、前記第３の部分は、前記第１の円周方向、前記第２の円周方向、又はそれらの組合せに対して横方向に広がっている、請求項２に記載のシステム。
4. 前記第３の部分はアーチ状構造を有している、請求項３に記載のシステム。
5. 前記第１、第２及び第３の部分と前記内側シェルの前記外側表面との間の界面が、前記１つ以上の偽フランジの内の前記少なくとも１つの偽フランジの底部を構成し、該底部は、前記１つ以上の偽フランジの頂部の第２の断面積よりも大きい第１の断面積を有している、請求項３または４に記載のシステム。
6. 前記第１の断面積と前記第２の断面積との比は、約１．０５：１〜１０：１である、請求項５に記載のシステム。
7. 運転中に前記１つ以上の偽フランジの内の前記少なくとも１つが冷却剤の流れを前記内側シェルの前記外側表面に沿って前記底部から外向きに３６０°変向するように、前記第１の表面と前記外側シェルの冷却剤供給口とが半径方向に少なくとも部分的にオーバーラップしている、請求項５または６に記載のシステム。
8. 前記流れ変向部分の前記第１、第２及び第３の部分は連続した表面を有しており、
   前記外側シェルの前記冷却剤供給口と前記流れ変向部分とは、前記内側シェルの軸方向及び円周方向に沿って少なくとも部分的にオーバーラップしている、請求項７に記載のシステム。
9. 前記第１の表面と前記外側シェルの冷却剤供給口とが少なくとも部分的にオーバーラップしており、
   前記内側シェルは、第１の区域（６２）と、前記第１の区域（６２）に対して角度を持って接合部（６６）において接続された第２の区域（６４）を備え、
   前記１つ以上の偽フランジは、前記接合部（６６）に配置され、前記第１の区域（６２）と前記第２の区域（６４）の双方に接続される、請求項１から８のいずれかに記載のシステム。
10. 前記システムはガスタービン・エンジンを有し、
    該ガスタービン・エンジンは、
    前記タービン・ケーシング組立体の前記内側シェル内に配置された複数のタービン羽根を持つタービン部であって、前記外側表面が前記複数のタービン羽根の方から遠ざかる方を向いている、当該タービン部、並びに
    流体を取り入れて該流体を圧縮するように構成された圧縮機
    を有しており、
    前記ガスタービン・エンジンは、前記圧縮された流体の少なくとも一部分を前記外側シェルの冷却剤供給口へ導いて、前記圧縮された流体を前記偽フランジの少なくとも前記流れ変向部分に衝突させるように構成されている、
    請求項１から９のいずれかに記載のシステム。
11. 前記１つ以上の偽フランジの内の前記少なくとも１つは前記内側シェル内に鋳造されている、請求項１から１０のいずれかに記載のシステム。
12. タービン・ケーシング組立体を有するシステムであって、
    前記タービン・ケーシング組立体が、
    冷却剤供給口を持つ外側シェルと、
    前記外側シェルの方を向く外側表面、及び複数のタービン羽根の方を向く内側表面を持つ内側シェルと
    を有しており、
    前記外側表面は偽フランジを有し、該偽フランジは、テーパーのついた形状を持つ冷却剤衝突面を有し、該テーパーのついた形状は、前記冷却剤供給口からの冷却剤の流れを、前記外側表面に沿って前記偽フランジから大体遠ざかる方向に変向するように構成されている、システム。
13. 前記偽フランジと前記冷却剤供給口とは、円周方向及び軸方向に少なくとも部分的にオーバーラップしている、請求項１２に記載のシステム。
14. 前記テーパーのついた形状は、第１の円周方向に広がる第１の部分と、第２の円周方向に広がる第２の部分と、前記第１及び第２の部分の間に延在して半径方向に広がる第３の部分とを有している、請求項１２または１３に記載のシステム。
15. 前記第１の部分、前記第２の部分、及び前記第３の部分と、前記外側表面との界面が前記偽フランジの底部を構成し、該底部が第１の断面積を有しており、
    前記冷却剤衝突面の前記第１の部分、前記第２の部分、及び前記第３の部分は前記偽フランジの第１の表面へ向かって集束し、前記１つ以上の偽フランジの頂部の第２の断面積が前記第１の断面積よりも小さい、請求項１４に記載のシステム。
16. 前記第１の表面と前記外側シェルの冷却剤供給口とが少なくとも部分的にオーバーラップしており、
    前記内側シェルは、第１の区域（６２）と、前記第１の区域（６２）に対して角度を持って接合部（６６）において接続された第２の区域（６４）を備え、
    前記偽フランジは、前記接合部（６６）に配置され、前記第１の区域（６２）と前記第２の区域（６４）の双方に接続される、請求項１２から１５のいずれかに記載のシステム。
17. 前記偽フランジは前記内側シェルに鋳造されている、請求項１２から１６のいずれかに記載のシステム。
18. タービン・ケーシング組立体の製造方法であって、
    冷却剤供給口を持つ、前記タービン・ケーシング組立体の外側シェルを用意する工程と、
    前記外側シェル内に実質的に同心に内側シェル位置決めする工程とを有し、
    前記内側シェルは、前記外側シェルの方を向く外側表面と、複数のタービン羽根の方を向く内側表面とを有し、該外側表面は１つ以上の偽フランジを有しており、
    前記１つ以上の偽フランジの内の少なくとも１つは、
    前記外側表面から突き出す第１の表面と、
    前記第１の表面と前記外側表面との間に延在する流れ変向部分であって、前記第１の表面と前記外側表面との間で第１の円周方向に広がる第１の部分、前記第１の表面と前記外側表面との間で第２の円周方向に広がる第２の部分、並びに前記第１及び第２の部分の間に延在していて、前記第１の円周方向、前記第２の円周方向、又はそれら組合せに対して横方向に広がる第３の部分を含んでいる当該流れ変向部分と、
    を有している、
    製造方法。
19. 前記方法は、前記第１、第２及び第３の部分と前記外側表面との界面に前記１つ以上の偽フランジの底部を形成する工程を有し、該底部は、前記１つ以上の偽フランジの頂部の第２の断面積よりも大きい第１の断面積を有しており、
    前記１つ以上の偽フランジの少なくとも一部分と冷却剤供給口とが円周方向及び軸方向
    にオーバーラップして、運転中に前記１つ以上の偽フランジが前記底部から前記シェルの前記外側表面に沿って外向きに冷却剤の流れを変向するように、前記１つ以上の偽フランジを形成する工程を有している、請求項１８に記載の方法
20. 前記第１の表面と前記外側シェルの冷却剤供給口とが少なくとも部分的にオーバーラップしており、
    前記内側シェルは、第１の区域（６２）と、前記第１の区域（６２）に対して角度を持って接合部（６６）において接続された第２の区域（６４）を備え、
    前記１つ以上の偽フランジは、前記接合部（６６）に配置され、前記第１の区域（６２）と前記第２の区域（６４）の双方に接続される、請求項１８または１９に記載の方法。