JP6882523B2 - ガスタービンの入口ガイドベーンアセンブリおよびガスタービン - Google Patents

Description

本発明は、入口ガイドベーンアセンブリ、特にガスタービンの入口ガイドベーンアセンブリと、上述の入口ガイドベーンアセンブリを有するガスタービンとに関する。

背景技術
存在するガスタービンでは、入口ガイドベーンは通常、取付けおよびメンテナンスを容易にするために、ガスタービンの圧縮機の入口カバーに取り付けられている。入口ガイドベーンを取り付けなければならない場合に、入口ガイドベーンを圧縮機の入口カバーの外側ケーシング内に半径方向で挿入することが必要であるので、取付けスペースを提供するために、入口カバーの内側ケーシングを切断することが必要である。入口ガイドベーンが取り付けられた後に、入口ケーシングからの支持がないので、入口ガイドベーンの、圧縮機の外側入口ケーシング内に挿入されている部分は、全ての支持力を支持することに基づいて容易に変形し、損傷してしまう。
欧州特許出願公開第１２０７２７２号明細書は、複数のセグメントが内側入口ケーシングに取り付けられている入口ガイドアセンブリを記載している。入口ガイドベーンの位置固定シャフトは、支持セグメント内に形成された収容キャビティ内に設置されたブシュ内で支持されている。各セグメントは、個別に内側入口ケーシングにボルト固定されている。最終的に、内側入口ケーシング内に摩擦リングが回転挿入される。上述の入口ガイドベーンアセンブリにより、全ての構成要素の取付けおよび除去は複雑かつ時間を消耗する。

発明の概要
本発明の課題は、上述の問題および／または別の技術的な問題を解決し、入口ガイドベーンが変形および損傷することを防止するために、入口カバーにおいて入口ガイドベーンを支持することができる、ガスタービンの入口ガイドベーンアセンブリを提供することである。

本発明の別の課題は、上述の問題および／または別の技術的な問題を解決し、入口ガイドベーンが変形および損傷することを防止するために、入口カバーにおける入口ガイドベーンの支持を可能にするガスタービンを提供することである。

本発明によるガスタービンの入口ガイドベーンアセンブリによれば、ガスタービンは、内側入口ケーシングと、外側入口ケーシングとを有していて、外側入口ケーシングが、内側入口ケーシングの外側を覆っていて、外側入口ケーシングが、円筒形の位置固定部分を有していて、入口ガイドベーンアセンブリが、複数の入口ガイドベーンと、位置固定アセンブリとを有している。各入口ガイドベーンの一方の端部は、第１の位置固定部分に回転可能に接続されていて、各入口ガイドベーンは、位置固定部分の半径方向で回転可能であり、入口ガイドベーンが、位置固定シャフトを有していて、位置固定シャフトが、位置固定部分から離れた端部に配置されている。位置固定アセンブリは、支持リングと、位置固定リングと、当接部材とを有している。支持リングは、位置固定部分により内側入口ケーシングに同軸的に位置固定されてよく、支持リングは、支持リングの外面からの半径方向の延在部により形成された支持部分を有していて、支持部分が内側入口ケーシングに面した支持壁を有している。位置固定リングは、支持リングの外面を覆っていて、内側入口ケーシングと支持部分との間に配置されていて、位置固定リングは、支持部分に向いた位置固定壁を有していて、該位置固定壁が、支持壁との協働において、支持壁との接触後に、複数の入口ガイドベーンに対応する複数の収容キャビティを形成することができ、位置固定シャフトは、収容キャビティ内に回転可能に挿入されている。当接部材は、支持リングの軸方向で内側入口ケーシングと位置固定リングとの間に配置されていて、当接部材は内側入口ケーシングおよび位置固定リングと締まり嵌めされている。

本発明により提供された入口ガイドベーンアセンブリは、取外し可能な位置固定アセンブリを有し、入口ガイドベーンの取付けに影響を与えることなしに入口ガイドベーンの位置固定シャフトと協働することにより、各入口ガイドベーンの両端を支持し、入口ガイドベーンの変形および損傷を阻止する。

入口ガイドベーンアセンブリの別の例示的な実施形態では、支持リングと位置固定リングとはそれぞれ、２つの半割リングにより組み立てられる。

入口ガイドベーンアセンブリの別の例示的な実施形態では、当接部材が支持リングに巻き付けられた金属製のストリップである。

入口ガイドベーンアセンブリの別の例示的な実施形態では、当接部材に、内側入口ケーシングに向かって延びる隆起エッジが形成されていて、隆起エッジが、内側入口ケーシング内に嵌め込まれていてよい。これにより、当接部材をさらに位置固定し、当接部材が支持部材から離脱することを阻止する。

入口ガイドベーンアセンブリの別の例示的な実施形態では、支持壁が、複数の第１の溝を有していて、位置固定壁が、複数の第１の溝に対応する複数の第２の溝を有していて、第１の溝と第２の溝とが、収容キャビティを形成するために協働する。

入口ガイドベーンアセンブリの別の例示的な実施形態では、収容キャビティ内にスリーブが配置されていて、スリーブを通って位置固定シャフトが延びている。これにより、収容キャビティの内側での位置固定シャフトの回転を容易にすることができる。

入口ガイドベーンアセンブリの別の例示的な実施形態では、支持リングが、ボルトにより内側入口ケーシングに位置固定されている。

本発明はさらに、ガスタービンを提供する。ガスタービンは、内側入口ケーシングと、外側入口ケーシングと、上述のような入口ガイドベーンアセンブリとを有している。外側入口ケーシングは、内側入口ケーシングの外側を覆っていて、円筒形の位置固定部分を有している。各入口ガイドベーンの一方の端部は、第１の位置固定部分に回転可能に接続されていて、各入口ガイドベーンは、位置固定部分の半径方向で回転可能であり、支持リングは、内側入口ケーシングに位置固定されている。

以下に、入口ガイドベーンアセンブリとガスタービンとの上述の特徴、技術的特徴、利点および実施をさらに説明する好適な実施形態を明確かつ理解可能な形式で添付の図面を参照しながら説明する。

以下の図面は本発明を概略的に記載し、説明するのみであり、本発明の範囲を制限するものではない。

入口ガイドベーンアセンブリの例示的な実施例を例示するための横断面による構造概略図である。 入口ガイドベーンアセンブリの例示的な実施例を例示するための部分的に拡大された概略図である。 入口ガイドベーンアセンブリの例示的な実施例を例示するための分解された構造概略図である。 入口ガイドベーンアセンブリの例示的な実施例を例示するための組み立て概略図である。 入口ガイドベーンアセンブリの例示的な実施例の別の状態を例示するための組み立て概略図である。 入口ガイドベーンアセンブリの例示的な実施例の別の状態を例示するための組み立て概略図である。

実施形態の詳細な説明
本発明の技術的な特徴、対象物および効果のより明瞭な理解を容易にするために、本発明の特別な実施形態をここで図面を参照しながら説明する。図面における同一の参照符号は、同一の構造、または同一の機能を有する類似の構造を有する構成要素を示している。

本明細書において、「例示的」とは「例、例示または実例として役立つ」ことを意味し、本明細書に「例示的」として記載されたいずれの実例または実施形態も、より好適またはより有利な技術的解決手段として解釈されるべきではない。

図１は、入口ガイドベーンアセンブリの例示的な実施形態を例示するための横断面による構造概略図である。図１を参照すると、ガスタービンは、内側入口ケーシング３０と、外側入口ケーシング４０とを有している。外側入口ケーシング４０は、内側入口ケーシング３０の外側を覆っていて、外側入口ケーシング４０は、円筒形の位置固定部分４２を有している。入口ガイドベーンアセンブリは、複数の入口ガイドベーン１０と、位置固定アセンブリ２０とを有している。

図２は、図１の部分的な拡大図である。図３は、入口ガイドベーンアセンブリの例示的な実施形態を例示するための分解された構造概略図である。図２および図３を図１と関連させて参照すると、各入口ガイドベーン１０の一方の端部は、第１の位置固定部分に回転可能に接続されていて、各入口ガイドベーン１０は、位置固定部分４２の半径方向で回転可能であり、各入口ガイドベーン１０は、位置固定部分４２から離れた端部に配置されている位置固定シャフト１２を有している。位置固定アセンブリ２０は、支持リング２２と、位置固定リング２６と、当接部材２８とを有している。支持リング２２は、位置固定部分４２により内側入口ケーシング３０に対して同軸的に位置固定されていてよく、支持リング２２は、支持リング２２の外面からの半径方向の延在部により形成された支持部分２４を有していて、支持部分２４は、内側入口ケーシング３０に向いた支持壁２５を有している。位置固定リング２６は、支持リング２２の外面を覆っていて、内側入口ケーシング３０と支持部分２４との間に配置されている。位置固定リング２６は、支持部分２４に向いた位置固定壁２７を有している。位置固定壁２７は、支持壁２５と協働して、支持壁２５との接触後に複数の入口ガイドベーン１０に対応する複数の収容キャビティ２１を形成することができ、位置固定シャフト１２は、収容キャビティ２１内に回転可能に挿入されている。当接部材２８は、支持リングの軸方向で、内側入口ケーシング３０と、位置固定リング２６との間に配置されていて、当接部材２８は、内側入口ケーシング３０および位置固定リング２６と締まり嵌めされている。

図３〜図５は、入口ガイドベーンアセンブリの組み立て概略図である。図４を参照すると、入口ガイドベーンアセンブリを組み立てる場合、入口ガイドベーン１０（入口ガイドベーン１０のうち１つしか図面に示されていない）が、まず、図面に矢印で示されているように、位置固定部分４２の半径方向で取り付けられる。次いで、支持リング２２が取り付けられる（図５を参照）。支持リング２２が設置された後に、位置固定リング２４が、支持リングの表面に取り付けられる。例示的な実施形態では、支持リング２２と位置固定リング２６とは、２つの半割リングにより組み立てられる。まず、支持リング２２を形成する２つの半割リングが、図面に示されているように、ボルト５０により内側入口ケーシング４０に対して位置固定される。次いで、位置固定リング２６を形成する２つの半割リングが支持リング２２の表面に取り付けられる。位置固定リング２６が取り付けられた後に、位置固定リング２６は、図５に示した矢印に沿って押圧され、これにより位置固定リング２６の位置固定壁２７は、支持リング２２の支持壁２５に当接する。同時に、支持壁２５と位置固定壁２７との協働のもと、入口ガイドベーン１０の位置固定シャフト１２は、収容キャビティ２１内に回転可能に位置固定される。図６を参照すると、当接部材２８は、入口ガイドベーン１０の位置固定シャフト１２が位置固定された後に、取り付けられる。例示的な実施形態では、当接部材２８は、金属製のストリップであり、冷間処理による収縮の後に、内側入口ケーシング３０と位置固定リング２６との間に、図６に示した矢印により示された方向で挿入されて、支持リング２２の外面を取り囲み、位置固定リング２６を位置固定するために、内側入口ケーシング３０および位置固定リング２６と締まり嵌めされている。

例示的な実施形態では、図６を参照すると、当接部材２８に、内側入口ケーシング４０に向かって延びる隆起エッジ２９が形成されていて、隆起エッジ２９は、内側入口ケーシング４０内に嵌め込まれている。さらに隆起エッジは、当接部材を位置固定して、当接部材が支持部材から離脱することを阻止する。

例示的な実施形態では、図２を参照すると、支持壁２４が、複数の第１の溝２５２（これらの第１の溝のうちの１つしか図面には示されていない）を有している。位置固定壁２７は、複数の第１の溝２５２に対応する、複数の第２の溝２７２（これらの第２の溝のうちの１つしか図面には示されていない）を有していて、第１の溝２５２と第２の溝２７２とは、収容キャビティ２１を形成するために協働する。例示的な実施形態では、第１の溝２５２と第２の溝２７２とは、それぞれ半割円筒溝であり、円筒形の収容キャビティ２１を形成するために整合させられるが、これに制限されるものではない。別の例示的な実施形態では、第１の溝２５２と第２の溝２７２とは、位置固定シャフト１２の挿入を容易にする別の形状であってもよい。

例示的な実施形態では、スリーブが収容キャビティ２１内に配置されていて、位置固定シャフト１２が、スリーブを通って延びている。スリーブは、収容キャビティの内側での位置固定シャフトの回転を容易にする。

例示的な実施形態では、図５を参照すると、支持リング２２が、ボルト５０により内側入口ケーシング３０に位置固定されている。

本発明はさらに、内側入口ケーシング３０、外側入口ケーシング４０および上述のような入口ガイドベーンアセンブリを有するガスタービンを提供する。外側入口ケーシング４０は、内側入口ケーシング３０の外側を覆っていて、外側入口ケーシング４０は、円筒形の位置固定部分４２を有している。各入口ガイドベーン１０の一方の端部は、第１の位置固定部分に回転可能に接続されている。各入口ガイドベーン１０は、位置固定部分４２の半径方向で回転可能である。支持リング２２は、内側入口ケーシング３０に位置固定されている。

説明は実施形態に従って行われるが、各実施形態は１つの独立した技術的解決手段のみを含み、説明のこの叙述的な形式は明瞭さのためにすぎないと理解されたい。当業者は説明を全体として捉え、複数の実施形態における技術的解決手段を適切に組み合わせて、当業者により理解可能な別の形態を形成することもできる。

上記の詳細な説明は、本発明の実行可能な実施形態に向けられた特定の説明に過ぎず、本発明の保護範囲を制限することを意図するものではない。本発明の技術的意図から逸脱することなく行われる、特徴の組み合わせ、分割、繰返しのような同等の実施または変更は、本発明の保護範囲内に含まれるものとする。

１０ 入口ガイドベーン
１２ 位置固定シャフト
２０ 位置固定アセンブリ
２１ 収容キャビティ
２２ 支持リング
２４ 支持部分
２５ 支持壁
２５２ 第１の溝
２６ 位置固定リング
２７ 位置固定壁
２７２ 第２の溝
２８ 当接部材
２９ 隆起エッジ
３０ 内側入口ケーシング
４０ 外側入口ケーシング
４２ 位置固定部分
５０ ボルト

Claims (8)

1. ガスタービンの入口ガイドベーンアセンブリであって、前記ガスタービンが、内側入口ケーシング（３０）と、外側入口ケーシング（４０）とを有していて、該外側入口ケーシング（４０）が、前記内側入口ケーシング（３０）の外側を覆っていて、前記外側入口ケーシング（４０）が、円筒形の位置固定部分（４２）を有していて、前記入口ガイドベーンアセンブリが、複数の入口ガイドベーン（１０）と、位置固定アセンブリ（２０）とを有していて、前記入口ガイドベーン（１０）のそれぞれの一方の端部が、前記位置固定部分（４２）に回転可能に接続されていて、前記入口ガイドベーン（１０）のそれぞれが、前記位置固定部分（４２）の半径方向で回転可能であり、前記入口ガイドベーン（１０）のそれぞれが、位置固定シャフト（１２）を有していて、該位置固定シャフト（１２）が、前記位置固定部分（４２）から離れた端部に配置されており、
   前記位置固定アセンブリ（２０）が、前記位置固定部分（４２）により前記内側入口ケーシング（３０）に同軸的に位置固定され得る支持リング（２２）を有しており、該支持リング（２２）が、該支持リング（２２）の外面からの半径方向の延在部により形成された支持部分（２４）を有していて、該支持部分（２４）が前記内側入口ケーシング（３０）に向いた支持壁（２５）を有している、
   ガスタービンの入口ガイドベーンアセンブリにおいて、
   前記位置固定アセンブリが、位置固定リング（２６）と、当接部材（２８）とを有し、
   前記位置固定リング（２６）は、前記支持リング（２２）の外面を覆い、前記内側入口ケーシング（３０）と前記支持部分（２４）との間に配置され、該位置固定リング（２６）が、前記支持部分（２４）に向いた位置固定壁（２７）を有していて、該位置固定壁（２７）が、前記支持壁（２５）との協働して、前記支持壁（２５）との接触後に、前記複数の入口ガイドベーン（１０）に対応する複数の収容キャビティ（２１）を形成することができ、前記位置固定シャフト（１２）が、前記収容キャビティ（２１）内に回転可能に挿入されており、
   前記当接部材（２８）は、前記支持リングの軸方向で前記内側入口ケーシング（３０）と前記位置固定リング（２８）との間に配置され、該当接部材（２８）は前記内側入口ケーシング（３０）および前記位置固定リング（２６）と締まり嵌めされていることを特徴とする、ガスタービンの入口ガイドベーンアセンブリ。
2. 前記支持リング（２２）と前記位置固定リング（２６）とがそれぞれ、２つの半割リングにより組み立てられる、請求項１記載のガスタービンの入口ガイドベーンアセンブリ。
3. 前記当接部材（２８）が、前記支持リングに巻き付けられた金属製のストリップである、請求項２記載のガスタービンの入口ガイドベーンアセンブリ。
4. 前記当接部材（２８）に、前記内側入口ケーシング（３０）向かって延びる隆起エッジ（２９）が形成されていて、該隆起エッジ（２９）が、前記内側入口ケーシング（３０）内に嵌め込まれることができる、請求項３記載のガスタービンの入口ガイドベーンアセンブリ。
5. 前記支持壁（２４）が、複数の第１の溝（２５２）を有し、前記位置固定壁（２７）が、前記複数の第１の溝（２５２）に対応する複数の第２の溝（２７２）を有し、前記第１の溝（２５２）と前記第２の溝（２７２）とが、前記収容キャビティ（２１）を形成するために協働する、請求項１記載のガスタービンの入口ガイドベーンアセンブリ。
6. 前記収容キャビティ（２１）内にスリーブが配置されていて、該スリーブを通って前記位置固定シャフト（１２）が延びている、請求項５記載のガスタービンの入口ガイドベーンアセンブリ。
7. 前記支持リング（２２）が、ボルト（５０）により前記内側入口ケーシング（３０）に位置固定されている、請求項１記載のガスタービンの入口ガイドベーンアセンブリ。
8. ガスタービンであって、
   内側入口ケーシング（３０）と、
   前記内側入口ケーシング（３０）の外側を覆う、円筒形の位置固定部分（４２）を有している外側入口ケーシング（４０）と、
   請求項１から７までのいずれか１項記載の入口ガイドベーンアセンブリと
   を有していて、
   前記入口ガイドベーン（１０）のそれぞれの一方の端部が、前記位置固定部分（４２）に回転可能に接続されていて、前記入口ガイドベーン（１０）のそれぞれが、前記位置固定部分（４２）の半径方向で回転可能であり、前記支持リング（２２）が、前記内側入口ケーシング（３０）に位置固定されている、
   ガスタービン。

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