JP3022440B2 - 静翼セグメント支持・整列装置及びガスタービン - Google Patents

静翼セグメント支持・整列装置及びガスタービン

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般には燃焼ター
ビンに関し、特に静翼セグメント支持・整列機構を有す
る燃焼タービンに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の燃焼タービンは、圧縮機部、燃焼
部、及びタービン部を有している。加えて、その圧縮機
部、燃焼部及びタービン部を通して作動流体を導く環状
流路が設けられている。
【０００３】圧縮機部とタービン部は、動翼と静翼セグ
メントとの交互の列乃至段を備えている。圧縮機部の動
翼は、回転して空気を圧縮し、この空気はしかる後静翼
セグメントによって導かれて作動流体に運動量を付加す
る。燃焼燃料は、燃焼部において圧縮作動流体に加えら
れ、しかる後に急速に加熱される。この混合物の加熱
は、高温、高速度のガスを生成し、これはノズルを通っ
て排出され且つタービン部においてタービン静翼セグメ
ントによって導かれてタービン動翼に当てられる。そし
て、タービン動翼は、圧縮機部に連結された軸を回転し
て圧縮機を駆動し更に多くの作動流体を圧縮する。燃焼
タービンは又、外部負荷を駆動するために使用される。
【０００４】一般に、従来の燃焼タービンの正味出力
は、それが発生する全出力と圧縮機によって吸収される
動力の差である。燃焼タービン出力の約３分の２が圧縮
機部を駆動するために使用される。このようなわけで、
燃焼タービンの全性能は、その圧縮機部の効率に極めて
敏感である。高効率の高圧比の維持を確実にするため、
複数の動翼が軸に沿って軸方向に配列され、内側シュラ
ウドを持つ複数の静翼セグメントの間に配置される。静
翼セグメントは、段付きラビリンスの段間シールを有す
るダイヤフラム組立体を提供する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】典型的には、静翼セグ
メントはタービンの内筒と外筒との間で半径方向に精確
に整列されていて、静翼セグメントに接する空力抗力を
最小にしている。これらの空力力は、通常静翼セグメン
トの表面に接線方向に作用してトルクとモーメントを発
生するが、これらは静翼セグメントを通して伝達される
よりは燃焼タービンのケーシングに伝えられるほうが望
ましい。しかしながら、これらのトルクやモーメントが
静翼セグメントに作用すると、静翼セグメントが非整列
となり、これによって圧縮機効率を低下する。従って、
効率が改善された燃焼タービンを提供することが望まれ
ている。
【０００６】
【発明の概要】静翼セグメントを支持し整列するための
支持・整列装置が提供される。支持・整列装置は、偏心
ピンを受け入れるようにされたトルク板を有する。偏心
ピンが静翼セグメントを支持し整列する連結関係にある
ように偏心ピンがトルク板に調整自在に連結されるよう
に配置される。静翼セグメントを整列状態にロックする
ためにロック部材が偏心ピンと調整自在の鎖錠関係にあ
るように配置される。
【０００７】
【好適な実施例の詳細な説明】図１は通常の燃焼タービ
ン１０を示している。燃焼タービン１０は、入口部１
２，圧縮機部１４，燃焼部１６，及びタービン部１８を
有し、これらは全てケーシング２０により概して取り囲
まれている。
【０００８】圧縮機部１４及びタービン部１８は、動翼
２２と静翼セグメント２４の交互の列乃至段を備えてい
る。動翼２２は、ロータ２６の回りに軸方向に配設され
ていて、燃焼タービン１０を貫いて長手方向に延びる軸
２８に連結されて回転自在である。
【０００９】圧縮機部１４の動翼２２は回転して空気を
圧縮し、この空気はそれから静翼セグメント２４に導か
れて作動流体に運動量を付加する。燃焼流体が燃焼部１
６において圧縮作動流体に付加されて高温、高速度ガス
を生成する。この高温、高速度ガスは、ノズルを通して
排出されてタービンの静翼セグメント２４に導かれ、軸
２８に沿って配設されたタービン動翼２２に当てられ
る。
【００１０】静翼セグメント２４と動翼２２は、１列の
静翼セグメント２４とその直ぐ下流の動翼２２の列が１
つの段を形成するように交互の列をなして配置されてい
る。静翼セグメント２４が高温、高速度のガスを導い
て、それが正しい角度で下流列の動翼に入るように機能
する。
【００１１】図２は、最も好ましい作動位置において内
側支持リング３０及び外筒３２に関して円周方向に且つ
半径方向に支持され且つ整列された単一の静翼セグメン
ト２４を示している。静翼セグメント２４は、固定取付
け部分３４と整列スロット支持部分３６とを有し、それ
らの間に翼形３８を有する。静翼セグメント２４は、静
翼セグメントの固定取付け部分３４に沿って外筒３２に
取付けられ、静翼セグメントのスロット部分３６に沿っ
て内側支持リング３０の部分で調節自在に支持されてい
る。内側支持リング３０は、内筒（図示しない。）に機
械的に連結されている。
【００１２】図３は、静翼セグメントスロット部３６に
沿って必要な静翼支持・整列能力を与えるために本発明
に従って取付けられた静翼セグメント整列装置４０を示
している。静翼セグメント整列装置４０は、トルク板４
２，偏心ピン４４、角形ブッシュ４６，ロック部材即ち
ロックソケット４８，カラースペーサ５０，ロックワッ
シャ５２及び六角ナット５４を有する。静翼セグメント
整列スロット支持部分において取付けられた静翼セグメ
ント整列装置４０と共に、静翼セグメントの熱膨張のた
めの領域５６と軸方向膨脹のための領域５８が存在す
る。
【００１３】偏心ピン４４は、これが静翼セグメント２
４を調節自在に支持し、整列するようにトルク板４２に
調節自在に連絡するように形成されている。ロック部材
４８は、静翼セグメント２４が適切な整列位置に来た後
に偏心ピン４４に連絡してロックするように形成されて
いる。トルク板４２は、ロック端６０と中央孔６２を画
成するのが好ましい。ロック端６０は、ロックソケット
の鋸歯付端部開口７８を受け入れるように形成されてい
る。好ましくは、ロック端６０は、六角形端として形成
される。中央孔６２は、偏心ピン４４を調節自在に支持
し且つ内部で偏心ピン４４を回転し得るように形成され
ている。好適には、中央孔６２はトルク板４２を完全に
貫いて延びると共に孔表面６３ａによって画成されてい
る。トルク板４２は内側支持リング３０に固定されてい
て、作動するタービンの中で発生するかなりの量の空力
力とモーメントとをタービンケーシング２０に伝える。
【００１４】偏心ピン４４は、好ましくは少なくともテ
ーパ付きのピン端６４，概略的にテーパした円筒体部６
６，概して正方形の部分６８及びピン先７０を有する。
その概略的にテーパした円筒体部６６，概して正方形の
部分６８及びピン先７０は、第１軸７２に整列し、一方
テーパ付きのピン端６４は、別の第２軸７４に整列して
いる。
【００１５】好適には、偏心ピンの正方形部分６８及び
テーパ付円筒体部分６６は、トルク板の中央孔６２によ
って調節自在に支持されるように形成されている。テー
パ付きのピン端６４は、正方形ブッシュ４６にぴったり
と嵌まり合うように形成されていて、正方形ブッシュ４
６は静翼セグメントのスロット支持部分３６の内部で回
転自在に嵌まっている。静翼セグメントスロット支持部
分３６，テーパ付きピン端６４及び正方形ブッシュ４６
は、燃焼タービンが作動したときの静翼セグメント２４
による熱膨張を斟酌している熱膨張領域５６の上方に位
置している。偏心ピン４４が適切に位置決めされて、内
筒３０に関する静翼セグメントの位置を細かく調節する
ために回転され即ち調節される。
【００１６】ロック部材４８は、中央孔７６と鋸歯付端
部孔７８を画成するのが好ましい。ロック部材中央孔７
６は、偏心ピン正方体部６８の周囲にしっかりと嵌まっ
て一緒に回転するようになっているのが好ましい。ロッ
ク部材中央孔７６は、他の形状によってそのロック部材
中央孔７６が、偏心ピン正方体部６８の周囲にしっかり
と嵌まって一緒に回転するようにしても良い。鋸歯付端
部孔７８は、トルク板のロック端６０に調節自在に係合
して、偏心ピン４４が静翼セグメント２４に整列するよ
うに調整された後に偏心ピン４４をロック即ち固定する
ようになっている。ロック部材４８は、静翼セグメント
を整列状態にロックするために静翼セグメントスロット
部分３６に沿う他の囲繞部材に係合してロックするよう
に設計され得ることに留意すべきである。ロック部材４
８は次に詳細に説明される。
【００１７】スペーサカラー５０は、偏心ピンの正方体
部６６の周囲に且つロック部材４８に隣接して置かれ
る。ロックワッシャ５２は、偏心ピンの正方体部６６の
周囲に且つスペーサカラー５０に隣接して配置され、こ
のためスペーサカラー５０は、ロックワッシャ５２とロ
ック部材４８との間に挟まれている。六角ナット５４
は、ピン先７０の回りに且つロックワッシャ５２に隣接
してしっかりと位置決めされ、このためロックワッシャ
５２は、六角ナット５４とスペーサカラー５０との間に
挟まれている。六角ナット５４、ロックワッシャ５２、
スペーサカラー５０及びロック部材４８は、トルク板４
２の中に偏心ピン４４を保持するために設けられてい
る。
【００１８】図４は、ロックする係合状態にあるロック
部材４８，鋸歯付部孔７８，トルク板の六角形ロック端
６０及びテーパ付きピン４４を示している。好ましく
は、鋸歯付端部孔７８は、実質的に６度で変化する３０
エッジ形７８ａから構成されている。鋸歯付端部孔７８
は静翼セグメント２４が適切に整列される限り、それよ
り多くの或いは少ないエッジ７８ａを持つこともあるこ
とに留意すべきである。偏心ピン４４が、静翼セグメン
トの整列を調整するために回転されるときに、鋸歯付端
部孔７８は、トルク板の六角ロック端６０に回転自在に
係合してロックするように形成されている。好適なエッ
ジ形７８ａは、静翼セグメント２４の整列が細かく調整
されることを確実にする。
【００１９】図５は、静翼セグメントスロット支持部３
６を内側支持リング３０（想像線で示されている。）に
調整自在に支持している静翼セグメント整列装置４０を
示している。静翼セグメント整列装置４０の他の部材を
より明確に図示するために、偏心ピン４４がそこから除
かれて示されている。トルク板４２は、ボルト穴８１を
通して位置されている１本のボルト８０により内側支持
リング３０に取り付けられている。正方形ブッシュ４６
は、静翼セグメント支持部３６内に位置している。ロッ
ク部材４８は、スペーサカラー５０に隣接して位置して
いる。六角ナット５４は、ロック部材４８に隣接して位
置されている。
【００２０】
【発明の効果】作動時において、複数の静翼セグメント
整列装置４０が、燃焼タービン１０において複数の静翼
セグメント２４を支持して整列するために使用される。
複数の静翼セグメント２４は、外筒３２と内側支持リン
グ３０との間で円周方向に互いに隣接して精密に整列し
ている。各静翼セグメント整列装置４０が適切な位置に
あるとき、ロック部材４８は偏心ピン４４の回転を規制
し、偏心ピン４４は、作動中静翼セグメント２４をしっ
かりと保持する。
【００２１】本発明の数多くの特性及び利点が、発明の
構成と作用と共に前述の説明に記載されているけれど
も、説明は例示のためのみであり、変更は本発明の原理
内において、細部において、特に部品の形状、寸法及び
配置において、添付の請求項が表現される用語の広い一
般的な意味によって示される範囲内でなされ得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】燃焼タービンの部分切断図である。
【図２】燃焼タービン内に取り付けられた複数の静翼セ
グメントの一つを示す図である。
【図３】本発明による静翼セグメント支持・整列装置を
示す断面図である。
【図４】本発明によるロック部材の鋸歯付き端部開口を
示す図である。
【図５】図３に示された静翼セグメント支持・整列装置
の５−５線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１０ 燃焼タービン、１２ 入口部、１４ 圧縮機部、
１６ 燃焼部、１８タービン部、２２ 動翼、２４ 静
翼セグメント、２６ ロータ、２８ 軸、３０ 内側支
持リング、３２ 外筒、３４ 固定取付け部分、３６
スロット部分、３８ 翼形、４０ 静翼セグメント整列
装置、４２ トルク板、４４ 偏心ピン、４６ 角形ブ
ッシュ、４８ ロックソケット、５０ カラースペー
サ、５２ロックワッシャ、５４ 六角ナット。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン・デレク・サイズモア アメリカ合衆国、フロリダ州、オーラン ド、ペイズリー・サークル 3362 (56)参考文献 特開 平８−165903（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−1743（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01D 9/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 静翼セグメントを支持して整列する支持
    ・整列装置であって、偏心ピンを調節自在に受け入れる
    開口部及びロックソケット部材を受け入れるロック端部
    材を画成するトルク板を有し、前記偏心ピンは、前記ト
    ルク板の開口部により調節自在に支持されていて、静翼
    セグメントを支持し整列するよう機能し、前記ロックソ
    ケット部材は、前記偏心ピンをしっかりと受け入れて該
    偏心ピンと一緒に回転すると共に前記トルク板の前記ロ
    ック端部材に調節自在に係合するようになっており、前
    記偏心ピンが前記静翼セグメントを整列するように調整
    されると、前記ロックソケット部材は、前記トルク板の
    前記ロック端部材に係合して前記静翼セグメントを固定
    するようになっていることを特徴とする静翼セグメント
    支持・整列装置。
  2. 【請求項２】 静翼セグメントを支持して整列する支持
    ・整列装置であって、 偏心ピンを受け入れるようになっているトルク板、 前記トルク板に調節自在に連絡されると共に静翼セグメ
    ントとの連絡を支持して整列する前記偏心ピン、及び整
    列した前記静翼セグメントをロックするために前記偏心
    ピンと調節自在のロック連絡状態にあるロック部材を有
    する静翼セグメント支持・整列装置。
  3. 【請求項３】 入口部分、 圧縮機部分、及び燃焼部分を有し、前記圧縮機部分と前
    記燃焼部分は外筒と内筒とを持っており、 固定取付け端部と調節自在の支持端部とを持っていて、
    該固定取付け端部は前記外筒に連結され、該調節自在の
    支持端部は前記内筒に連結されている静翼セグメント、
    並びに前記調節自在の支持端部における前記静翼セグメ
    ントと前記内筒とを支持して整列し、偏心ピンを受け入
    れるようになっているトルク板、前記トルク板に調節自
    在に連絡されると共に前記静翼セグメントの調節自在支
    持端部との連絡を支持して整列する前記偏心ピン、及び
    前記静翼セグメントを適切な整列状態にロックするため
    に前記偏心ピンと調節自在のロック連絡状態にあるロッ
    ク部材を有する静翼セグメント支持・整列装置を更に有
    するガスタービン。
JP9288893A 1996-10-22 1997-10-21 静翼セグメント支持・整列装置及びガスタービン Expired - Fee Related JP3022440B2 (ja)

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