JPH0346717B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、特許請求の範囲の前提部による装
置、即ち媒体の比較的高い温度にさらされる少な
くとも１つの構造部材を、この媒体に対する断熱
材で内張りされたケーシング壁に保持するための
装置に関する。

従来の技術 たとえばターボ機械または熱交換器の廃ガスケ
ーシングにおいては、しばしば支持構造体は内側
へ案内される高熱ガスに対して断熱層で覆われ
る。この場合、ケーシング外壁は周囲の部分に対
し許容しうる温度を受ける。絶縁されたケーシン
グの内部に、シール部材、流動案内鈑等を取付け
ることがしばしば必要である。この場合、一方で
目指す熱絶縁作用が損なわれないようにするため
には、ケーシング絶縁層は穿孔したり、取付物支
持部材として使用してはならず、他方では存在す
るケーシング絶縁体はしばしば取付物の固定のた
めには適当でない。その理由は絶縁層の強度特性
が不十分であるかないしはこの絶縁層に取付物を
機械的に適当に保持するのは不可能であるからで
ある。

さらにこの場合、たとえば熱ターボ機械、たと
えばガスタービン駆動装置の非定常運転状態がし
ばしば起きる原因として生じる、構造部材の比較
的極端に異なる温度負荷を考慮しなければなら
ず；これが再び構造部材の比較的大きい熱膨張差
をもたらし、これにより熱絶縁層における意図す
る構造部材の保持が困難となる。

発明が解決しようとする問題点 本発明の課題は、ケーシング壁の最適な熱絶縁
の保証下に熱適合性である、特許請求の範囲第１
項記載の前提部による装置を提供することであ
る。

問題点を解決するための手段 設定された課題は、特許請求の範囲第１項の特
徴部に記載された特徴によつて解決される。

即ち、本発明によれば、冒頭に記載された種類
の装置において、該保持装置が、ケーシング４の
断熱材６の中断部分を充填する熱絶縁体２からな
り、該絶縁体は弾性変形可能な材料から製造され
ていて、両側でプレート１，３に強固に固定さ
れ、その一方は直接強固にケーシング壁４と結合
され、他方は強固に構造部材５と結合されている
ことを特徴とする。

こうして、機械的／熱的に安定な構造部材保持
装置が提供される。絶縁体の構造は、側方のプレ
ートないしは鈑の配属と相俟つて、一方でケーシ
ングにおける運転安全な固定を可能にするだけで
なく、ケーシングに絶縁体を介して構造部材を相
応に運転安全に固定することを可能にし；この場
合当該ケーシング壁範囲における絶縁作用が損な
われることはなく；構造部材５、プレート３およ
びケーシング壁の間の異なる熱膨脹は、弾性変形
によつて補償され、その際保持、絶縁作用ならび
に当該ケーシングが機械的および熱的に損なわれ
ることもない。

本発明の有利な実施例は特許請求の範囲第２項
から第１３項までに記載された特徴から明らかで
ある。

実施例 第１図は、媒体、たとえば高熱ガスの比較的高
い温度にさらされる構造部材５を、この媒体に対
する断熱材６で構成されたケーシング壁４に保持
ないしは固定するための装置を示す。上述した問
題の解決のためには、第一にケーシング壁４の断
熱材６で内張りされていない区域は、大体におい
て、熱弾性的にフレキシブルな分離された絶縁体
２で充填されており；第二に絶縁体２は両側がプ
レート１，３、つまり金属プレート中に埋込まれ
ており、そのうち一方のプレート１は直接ケーシ
ング壁４に固定されており、他方のプレート３は
媒体通路壁区域として、同時に構造部材５用の保
持装置である。

有利な実施例では、フレキシブルな絶縁体２は
金属・フエルト層から製造されている。吸収すべ
き力および許容しうる相対運動により、当該金属
フエルトは種々の厚さおよび関連する密度で使用
することができる。

さらに、有利に双方のプレート１，３は金属・
フエルト層にロウ付されている。この場合、金
属・フエルト層は十分に大きく寸法定めされてお
り、他面ではプレート材料の選択に関し申分ない
ロウ付のための必要な前提条件が得られるように
注意すべきである。

一方のプレート１は、ロウ付、溶接、ねじ締
め、リベツト締めにより、たとえばリベツト１０
（第１図）等によりケーシング壁４に固定するこ
とができる。

さらに、一部は取付け上の理由から、一部は熱
的理由から、プレート１，３、絶縁体２ないしは
金属・フエルト層ならびに構造部材５は、その他
のケーシング壁断熱材６に対し適当な間隔Ａ，
ｂ，ｃを有して配置されているのが有利であるこ
とが立証されている。

プレート３に支配する高い熱ガス温度Ｔ（第２
図参照）は、絶縁体２を経て曲線Ｋにより温度Ｔ
１からＴ２に極端に低下し、その結果ケーシング
壁４は、Ｔ３（内側）から壁温度Ｔ（外側）への
温度経過が示すように、極めて僅かな温度上昇を
受けるにすぎない。

さらに、第１図によれば、他方のプレート３は
構造部材５の保持装置として、一端がケーシング
壁４に対して側方に折り曲げて構成されている。

さきに挙げた他方のプレートは、構造部材保持
または壁補強の目的のために、幾つかの側方の折
り曲げ個所ないしは側方に突出した支持鈑を備え
ていてもよい。

さらに、この種の幾つかの装置は、必要に応じ
て、ケーシング壁に場所的に種々に分配して固定
されていてもよい（第３図参照）。

それぞれ使用すべき構造部材は、たとえば気体
力学的バフル、流動転向または案内鈑、シール装
置支持体１１（第３図）、支持羽根または案内羽
根等である。

なお第３図につき詳述するように、断熱材６で
内張りされたケーシング壁４は熱交換器のケーシ
ング外壁であつてもよく、この場合断熱材６なら
びに構造部材保持装置として構成された他方のプ
レート３は、高熱ガスがその周りを流動可能であ
るか、ないしは第３図に示したように、高熱ガス
の流入または流出区域中に存在していてもよい。
第３図は、高熱ガスＧが周りを流れることのでき
るマトリツクス１２が入口側および出口側で、互
いに分離されたシリンダ状の圧縮空気ガイド１
３，１４に接続されており、これから側方へ突出
している、大体においてＵ字形の管（たとえば１
３）からなる。直交・向流構造の異形管熱交換器
を示す。この場合、高熱ガスＧにより加熱された
圧縮空気は矢印Ｄにより上方のシリンダ状圧縮空
気ガイド１３に供給され、次いで示された矢印順
序によりマトリツクス１２を貫流し、その後、加
熱された状態で、矢印D′により下方のシリンダ
状圧縮空気ガイド１４から出て適当な消費個所、
たとえばガスタービン駆動装置の燃焼室に供給さ
れる。さらにこの場合、たとえばマトリツクスを
外側の転向部分でぐるりと縁取りする壁部材１４
は、運転中、殊に熱による差動運動を受けている
マトリツクス部分被覆外壁として構成されてお
り；この場合壁部材１４と熱絶縁された、熱ガス
案内外側ケーシング４との間に運動補償性高熱ガ
ス遮断シール装置１５，１６が設けられている。
第１図および第２図による同じ符号を使用して、
第３図はこの外側ケーシング４の上流および下流
側個所での本装置の使用例を示すものであり、こ
の場合支持構造部材５は、外側ケーシング４ない
しはマトリツクス湾曲部における外側ケーシング
側の縁取り区域と隣接壁部材１４との間の運動補
償性高熱ガス遮断シール装置１５および１６の支
持体１１である。この壁部材１４は、マトリツク
ス１２の差動運動に関し、マトリツクスの外側の
転向側に縁に関して運動を補償するように配置さ
れていてもよく、これは壁部材１４に固定された
ブラシ型シール装置１７，１８，１９，２０によ
つて明らかにされており、該シール装置はＵ字管
１３の外側湾曲部にシールしつつ当接する。従つ
て、遮断シール装置１６ないし１５は、差当たり
高熱ガスが熱交換過程に利用されずに壁部材１４
とケーシング４の間の中間室２１中へ流れるのを
阻止する。高熱ガスは、ケーシングの側方部分で
矢印Ｈにより、従つて弓形の、周縁部のマトリツ
クス部分に向かう方向に転向される。この場合、
シエル状の壁部材１４と残余のブラシ型シール装
置との組合せで、周縁部の高熱ガス流成分の蛇行
線状強制ガイドH′が生じ、それとともに外側の
マトリツクス転向部分でも許容しうる直交・向流
熱交換過程が生じる。

さきに述べた高熱ガス遮断シール装置１５，１
６は、たとえば同様に、一方では支持部材５に固
定され、他方では壁部材１４のフオーク状終端部
の接合部材２２にシールしつつ掛合しているブラ
シ型シール装置である。

さらに、本発明による装置は、ガスタービン駆
動装置またはジエツト駆動装置の、高熱ガスを案
内する熱絶縁されたケーシング構造体において使
用するのにも適している。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明の実施例を示すもので、第１
図は構造部材保持および固定装置のケーシング部
分縦断面図であり、第２図は第１図からの部分図
に、本発明により装置の局所的部分にも維持しう
る急峻な温度勾配（高熱ガス側からケーシング壁
への）を示す曲線を記入した断面図であり、第３
図はそれぞれの構造部材が運動を補償するブラシ
型シール装置の支持体として構成されている本発
明による２つの装置をケーシング側で使用した異
形熱交換器を、マトリツクス転向区域近辺のケー
シング壁部分の縦断面図と共に示す略示正面図で
ある。 １……プレート、２……絶縁体、３……プレー
ト、４……ケーシング壁、４′……外側ケーシン
グ、５……構造部材、６……断熱材、１０……リ
ベツト、１１……シール装置支持部材、１２……
マトリツクス、１３，１４……圧縮空気ガイド、
１３′……Ｕ字管、１４……壁部材、１５，１６
……高熱ガス遮断ブラシ型シール装置、１７，１
８，１９，２０……ブラシ型シール装置、２１…
…中間室、２２……接合部材、Ｄ，D′……圧縮
空気流、Ｇ……高熱ガス、Ａ，Ｂ，Ｃ……間〓、
Ｈ，H′……高熱ガス部分流。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 媒体の比較的高い温度にさらされる少なくと
   も１つの構造部材を、この媒体に対する断熱材で
   内張りされたケーシング壁４に保持するための装
   置において、該保持装置が、ケーシング４の断熱
   材６の中断部分を充填する熱絶縁体２からなり、
   該熱絶縁体は弾性変形可能な材料から構造されて
   いて、両側でプレート１，３に強固に固定され、
   その一方は直接強固にケーシング壁４と結合さ
   れ、他方は強固に構造部材５と結合されているこ
   とを特徴とする高い温度にさらされる構造部材を
   熱絶縁されたケーシングに保持するための装置。 ２ フレキシブルな絶縁体２が金属・フエルト層
   からなる、特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 双方のプレート１，３が金属・フエルト層に
   ロウ付されている、特許請求の範囲第１項記載の
   装置。 ４ 一方のプレート１がロウ付、溶接、ねじ締
   め、リベツト締め等によつてケーシング壁４に固
   定されている、特許請求の範囲第１項から第３項
   までのいずれか１項記載の装置。 ５ プレート１，３、絶縁体２ないしは金属・フ
   エルト層ならびに構造部材５が、その他のケーシ
   ング壁断熱材６に対して適当な間隔で配置されて
   いる、特許請求の範囲第１項から第４項までのい
   ずれか１項記載の装置。 ６ 比較的熱い媒体、たとえば高熱ガスのあたる
   取付部材から比較的冷たいケーシング壁４への急
   峻な温度勾配を維持するように構成されている、
   特許請求の範囲第１項から第５項までのいずれか
   １項記載の装置。 ７ 構造部材５の保持装置としての他方のプレー
   ト３が少なくとも一端で側方へケーシング壁４に
   対して折曲げられている、特許請求の範囲第１項
   から第６項までのいずれか１項記載の装置。 ８ 構造部材保持装置としての他方のプレート
   が、幾つかの側方の折曲げ個所ないしは側方へ突
   出する支持鈑を備えている、特許請求の範囲第１
   項から第７項までのいずれか１項記載の装置。 ９ 構造部材がパツキン支持体、支持羽根または
   案内羽根である、特許請求の範囲第１項から第８
   項までのいずれか１項記載の装置。 １０ 断熱材６で内張りされたケーシング壁４が
   熱交換器の外側ケーシング壁であり、その際断熱
   材６ならびに構造部材保持装置として構成された
   他方のプレート３は熱ガスが周囲を流動可能であ
   るかないしは熱ガス流入または流出区域中に存在
   する、特許請求の範囲第１項から第９項までのい
   ずれか１項記載の装置。 １１ ガスタービン駆動装置またはジエツト駆動
   装置の、高熱ガスの通る熱絶縁されたケーシング
   構造体において使用される、特許請求の範囲第１
   項から第１０項までのいずれか１項記載の装置。 １２ 高熱ガスＧが周りを流動しうるマトリツク
   ス１２が、入口側および出口側で、互いに分離さ
   れた圧縮空気ガイド１３，１４に接続されてい
   て、側方へ突出する大体においてＵ字形のマトリ
   ツクス湾曲管１３からなり、その際マトリツクス
   を縁取りする、運転による差動運動を受けている
   壁部材１４が設けられ、その際少なくとも１つの
   壁部材１４と熱絶縁された、高熱ガスを案内する
   外側ケーシング４との間に運動を補償するように
   高熱ガス遮断シール装置１５，１６が設けられて
   いる、直交・向流構造の異形管熱交換器におい
   て、この外側ケーシングの１つまたは幾つかの個
   所に、外側ケーシング４ないしは外側ケーシング
   側の、マトリツクス湾曲部分における縁取り区域
   とそれに接する壁部材１４との間の運動を補償す
   る高熱ガス遮断シール装置１５，１６の支持体５
   として使用され、該壁部材１４それ自体はマトリ
   ツクス１２の差動運動に関し運動を補償するよう
   にマトリツクスに対し、たとえばブラシ型シール
   装置１７，１８，１９，２０によりシールされて
   いる、特許請求の範囲第１０項記載の装置。