KR102733739B1 - 스트럿 커버, 배기 차실 및 가스 터빈 - Google Patents

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Abstract

가스 터빈의 스트럿 커버는, 중공부를 갖는 통형상 판금 부재와, 통형상 판금 부재의 축방향에 있어서의 일단에 접속되고, 통형상 판금 부재로부터 축방향으로 멀어짐에 따라 통형상 판금 부재의 중심축으로부터의 거리가 증가하는 외표면을 갖는 만곡부를 포함한 플레어 부재를 구비하며, 플레어 부재는, 적어도 만곡부에 있어서, 통형상 판금 부재의 최소 두께보다 큰 두께를 갖는다.

Description

스트럿 커버, 배기 차실 및 가스 터빈
본 개시는 가스 터빈의 스트럿 커버, 상기 스트럿 커버를 구비하는 배기 차실 및 가스 터빈에 관한 것이다.
가스 터빈은, 압축 공기 및 연료를 이용해서 고온 고압의 연소 가스를 발생시키는 연소기와, 상기 연소 가스에 의해 회전 구동해서 회전 동력을 발생시키는 터빈과, 터빈을 회전 구동시킨 연소 가스가 보내지는 배기 차실을 구비하고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 터빈을 회전 구동시킨 연소 가스는 배기 차실의 디퓨저 유로에 있어서 정압으로 변환된다. 상기 디퓨저 유로는 통형상의 외측 디퓨저와, 외측 디퓨저의 내측에 설치된 통형상의 내측 디퓨저에 의해 한정되어 있다.
특허문헌 1에서는, 스트럿은 배기 차실의 외형을 형성하는 차실 벽과, 로터를 지지하는 베어링부를 내부에 수용하는 베어링 케이스에 연결되어 있다. 상기 차실 벽은 외측 디퓨저의 외측에 설치되고, 상기 베어링 케이스는 내측 디퓨저의 내측에 설치된다. 이 때문에, 스트럿은 디퓨저 유로를 횡단하도록 배치된다.
특허문헌 1에서는, 스트럿 커버는 스트럿을 덮는 동시에, 스트럿과의 사이에 냉각 공기의 유로를 형성한다. 상기 스트럿 커버는, 그 외단이 외측 디퓨저에 연결되고, 그 내단이 내측 디퓨저에 연결되어 있다. 스트럿 커버의 외단이나 내단은, 그 외형을 크게 팽출시킨 플레어 형상을 갖고 있다. 또한, 스트럿 커버 등의 배기실의 구성 부품은 금속판 용접에 의해 제작되어 있다.
일본 특허 공개 제 2013-57302 호 공보
외측 디퓨저나 내측 디퓨저는 디퓨저 유로를 연소 가스가 유동하는 것으로 진동하고, 외측 디퓨저와 내측 디퓨저를 연결하는 스트럿 커버에는 진동에 의해 응력(진동 응력)이 발생한다. 또한, 스트럿 커버에 연소 가스가 충돌하는 것에 의해 응력(충격 응력)이 발생한다.
근년, 가스 터빈의 고 출력화에 수반하여, 디퓨저 유로를 흐르는 연소 가스의 온도가 고온이 되는 일이 있다. 외측 디퓨저나 내측 디퓨저, 스트럿 커버도, 연소 가스로부터 열이 전달되어 고온이 되는 일이 있다. 이러한 고온 환경하에 있어서는, 스트럿 커버에 발생하는 응력에 의한 고 사이클 피로에 의해, 스트럿 커버가 파손이나 손상하는 리스크가 높아진다.
특허문헌 1에 기재의 스트럿 커버는 외단으로부터 내단까지 걸쳐서 그 두께가 균일하기 때문에, 플레어 형상부에 응력이 집중하고, 상기 응력에 의한 고 사이클 피로에 의해, 스트럿 커버가 파손이나 손상하는 우려가 있다.
상술한 사정을 감안해서, 본 개시의 적어도 일 실시형태의 목적은, 고 사이클 피로 강도를 향상시킬 수 있는 가스 터빈의 스트럿 커버를 제공하는 것에 있다.
본 개시에 따른 가스 터빈의 스트럿 커버는,
중공부를 갖는 통형상 판금 부재와,
상기 통형상 판금 부재의 축방향에 있어서의 일단에 접속되고, 상기 통형상 판금 부재로부터 상기 축방향으로 멀어짐에 따라 상기 통형상 판금 부재의 중심축으로부터의 거리가 증가하는 외표면을 갖는 만곡부를 포함한 플레어 부재를 구비하며,
상기 플레어 부재는, 적어도 상기 만곡부에 있어서, 상기 통형상 판금 부재의 최소 두께보다 큰 두께를 갖는다.
본 개시에 따른 가스 터빈의 배기 차실은,
통형상의 차실 벽과,
상기 차실 벽의 직경방향 내측에 배치되는 통형상의 외측 디퓨저와,
상기 외측 디퓨저의 직경방향 내측에 배치되어 상기 외측 디퓨저와의 사이에 디퓨저 유로를 형성하는 내측 디퓨저와,
상술한 스트럿 커버를 구비하며,
상기 스트럿 커버의 상기 플레어 부재는,
상기 외측 디퓨저에 연결되는 외측 플레어 부재와,
상기 내측 디퓨저에 연결되는 내측 플레어 부재를 포함한다.
본 개시에 따른 가스 터빈은 상술한 배기 차실을 구비한다.
본 개시의 적어도 일 실시형태에 의하면, 고 사이클 피로 강도를 향상시킬 수 있는 가스 터빈의 스트럿 커버가 제공된다.
도 1은 일 실시형태에 따른 가스 터빈의 개략 구성도이다.
도 2는 일 실시형태에 따른 배기 차실의 축선을 포함한 개략 단면도이다.
도 3은 일 실시형태에 따른 배기 차실을 축방향으로부터 본 상태를 도시하는 개략도이다.
도 4는 일 실시형태에 따른 스트럿 커버의 개략 분해 사시도이다.
도 5는 일 실시형태에 따른 스트럿 커버의 중심축을 포함한 개략 단면도이다.
도 6은 일 실시형태에 따른 스트럿 커버의 중심축을 포함한 개략 단면도이다.
도 7은 일 실시형태에 따른 스트럿 커버를 설명하기 위한 설명도이다.
도 8은 일 실시형태에 따른 스트럿 커버의 플레어 부재를 중심축의 연재하는 방향으로부터 본 상태를 도시하는 개략도이다.
도 9는 일 실시형태에 있어서의 플레어 부재의 중공부의 장축에 따른 단면을 도시하는 개략 단면도이다.
도 10은 일 실시형태에 있어서의 플레어 부재의 중공부의 단축에 따른 단면을 도시하는 개략 단면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조해 본 개시의 몇개의 실시형태에 대해 설명한다. 다만, 실시형태로서 기재되어 있는 또는 도면에 도시되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대적 배치 등은 본 개시의 범위를 이것으로 한정하는 취지는 아니고, 단순한 설명예에 지나지 않는다.
예를 들면, "어느 방향으로", "어느 방향에 따라서", "평행", "직교", "중심", "동심" 또는 "동축" 등의 상대적 또는 절대적인 배치를 나타내는 표현은 엄밀하게 그러한 배치를 나타낼 뿐만 아니라, 공차, 또는 동일 기능을 얻을 수 있는 정도의 각도나 거리를 갖고 상대적으로 변위하고 있는 상태도 나타내는 것으로 한다.
예를 들면, "동일", "동일하다" 및 "균질" 등의 사물이 동일한 상태인 것을 나타내는 표현은 엄밀하게 동일한 상태를 나타낼 뿐만 아니라, 공차, 또는 동일 기능을 얻을 수 있는 정도의 차이가 존재하고 있는 상태도 나타내는 것으로 한다.
예를 들면, 4각형상이나 원통형상 등의 형상을 나타내는 표현은 기하학적으로 엄밀한 의미에서의 4각형상이나 원통형상 등의 형상을 나타낼 뿐만 아니라, 동일 효과를 얻을 수 있는 범위에서, 요철부나 모따기부 등을 포함한 형상도 나타내는 것으로 한다.
한편, 1개의 구성 요소를 "구비한다", "포함한다", 또는 "갖는다"라고 하는 표현은 다른 구성 요소의 존재를 제외하는 배타적인 표현은 아니다.
또한, 동일 구성에 대해서는 동일 부호를 교부해 설명을 생략하는 일이 있다.
(가스 터빈)
도 1은 일 실시형태에 따른 가스 터빈의 개략 구성도이다.
몇개의 실시형태에 따른 가스 터빈(1)은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 압축 공기를 생성하기 위한 압축기(11)와, 상기 압축 공기 및 연료를 이용해서 연소 가스를 발생시키기 위한 연소기(12)와, 상기 연소 가스에 의해 회전 구동되도록 구성된 터빈(13)과, 터빈(13)을 회전 구동시킨 연소 가스가 보내지는 배기 차실(3)을 구비한다. 또한, 발전용의 가스 터빈(1)의 경우, 터빈(13)에는 도시하지 않은 발전기가 연결된다.
압축기(11)는 압축기 차실(14)측에 고정된 복수의 정익(15)과, 정익(15)에 대해서 교대로 배열되도록 로터(16)에 식설된 복수의 동익(17)을 포함한다.
압축기(11)에는, 공기 취입구(18)로부터 취입된 공기가 보내지게 되어 있고, 압축기(11)에 보내진 공기는 복수의 정익(15) 및 복수의 동익(17)을 통과해서 압축되는 것으로 고온 고압의 압축 공기가 된다.
연소기(12)는 연료와, 압축기(11)에서 생성된 압축 공기가 공급되게 되어 있고, 상기 연소기(12)에 있어서 연료가 연소되고, 터빈(13)의 작동 유체인 연소 가스가 생성된다. 도 1에 도시되는 실시형태에서는, 가스 터빈(1)은 케이싱(20) 내에 로터(16)를 중심으로 해서 둘레 방향에 따라 복수 배치된 연소기(12)를 구비한다.
터빈(13)은 터빈 차실(21)에 의해 형성되는 연소 가스 통로(22)를 갖고, 상기 연소 가스 통로(22)에 설치되는 복수의 정익(23) 및 동익(24)을 포함한다. 터빈(13)의 정익(23) 및 동익(24)은 연소 가스의 흐름 방향에 있어서의 연소기(12)의 하류측에 설치되어 있다.
정익(23)은 터빈 차실(21)측에 고정되어 있고, 로터(16)의 둘레 방향에 따라 배열되는 복수의 정익(23)이 정익열을 구성하고 있다. 또한, 동익(24)은 로터(16)에 식설되어 있고, 로터(16)의 둘레 방향에 따라 배열되는 복수의 동익(24)이 동익열을 구성하고 있다. 정익열과 동익열은 로터(16)의 축방향에 있어서 교대로 배열되어 있다.
터빈(13)에서는, 연소 가스 통로(22)에 흘러 들어간 연소기(12)로부터의 연소 가스가 복수의 정익(23) 및 복수의 동익(24)을 통과하는 것으로 로터(16)가 회전 구동되고, 이것에 의해 로터(16)에 연결된 발전기가 구동되어 전력이 생성되게 되어 있다. 터빈(13)을 구동한 후의 연소 가스는 배기 차실(3)을 거쳐서 외부에 배출된다.
(배기 차실)
도 2는 일 실시형태에 따른 배기 차실의 축선을 포함한 개략 단면도이다. 도 3은 일 실시형태에 따른 배기 차실을 축방향으로부터 본 상태를 도시하는 개략도이다.
몇개의 실시형태에 따른 배기 차실(3)은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 연소 가스의 흐름 방향에 있어서의 터빈(13)의 정익(23) 및 동익(24)의 하류측에 설치되어 있다. 이하, 연소 가스의 흐름 방향에 있어서의 상류측(도 2 중 좌측)을 간단히 상류측, 연소 가스의 흐름 방향에 있어서의 하류측(도 2 중 우측)을 간단히 하류측이라고 하는 일이 있다.
배기 차실(3)은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 로터(16)의 축방향(로터(16)의 중심축(CA)이 연재하는 방향, 도 2 중 좌우 방향)에 따라 연재하는 통형상의 차실 벽(31)과, 상기 차실 벽(31)의 직경방향 내측에 배치되는 베어링 케이스(32)와, 차실 벽(31)과 베어링 케이스(32)를 연결하는 적어도 하나의 스트럿(4)과, 상기 스트럿(4)의 외표면(41)을 덮는 적어도 하나의 스트럿 커버(5)를 구비한다.
또한, 배기 차실(3)은 상기 차실 벽(31)의 직경방향 내측에 배치되는 통형상의 외측 디퓨저(33)와, 상기 외측 디퓨저(33)의 직경방향 내측에 배치되어 외측 디퓨저(33)와의 사이에 디퓨저 유로(34)를 형성하는 통형상의 내측 디퓨저(35)와, 내측 디퓨저(35)와 베어링 케이스(32)와의 사이에 설치되는 격벽(36)을 추가로 구비한다. 외측 디퓨저(33), 내측 디퓨저(35) 및 격벽(36)의 각각은 로터(16)의 축방향에 따라 연재하고 있다. 또한, 상기 스트럿 커버(5)는 외측 디퓨저(33)와 내측 디퓨저(35)를 연결하고 있다.
도시되는 실시형태에서는, 차실 벽(31) 및 베어링 케이스(32)의 각각은 상기 중심축(CA)을 중심으로 하는 원통형상으로 형성되어 있다. 차실 벽(31)은 배기 차실(3)의 외형을 형성하는 외벽면(311)을 구비하고 있다. 베어링 케이스(32)는 베어링부(37)를 수용하는 동시에, 베어링부(37)를 회전 불능으로 지지하고 있다. 베어링부(37)는 상술한 로터(16)를 회전 가능하게 지지하고 있다.
디퓨저 유로(34)는 터빈(13)의 최종단 동익(24A)을 통과한 연소 가스가 보내지도록 되어 있고, 하류측을 향함에 따라 단면적이 서서히 확대되는 환상으로 형성되어 있다. 디퓨저 유로(34)에 보내진 연소 가스는, 그 흐름이 감속되어 연소 가스가 갖는 운동 에너지가 압력으로 변환(정압 회복)된다.
도시되는 실시형태에서는, 외측 디퓨저(33) 및 내측 디퓨저(35)의 각각은 상기 중심축(CA)을 중심으로 하는 원통형상으로 형성되어 있다. 외측 디퓨저(33)는 하류측을 향함에 따라 서서히 중심축(CA)으로부터의 거리가 커지는 내벽면(331)을 구비하고 있다. 내측 디퓨저(35)는 중심축(CA)으로부터의 거리가 균일한 외벽면(351)을 구비하고 있다. 디퓨저 유로(34)는 외측 디퓨저(33)의 내벽면(331)과 내측 디퓨저(35)의 외벽면(351)에 의해 형성되고, 하류측을 향함에 따라 서서히 직경방향 외측으로 펼쳐지는 형상을 갖고 있다.
적어도 하나의 스트럿(4)은, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 길이 방향의 일단(42)이 차실 벽(31)에 고정되고, 길이 방향의 타단(43)이 베어링 케이스(32)에 고정되어 있다. 베어링 케이스(32)는 스트럿(4)을 거쳐서 차실 벽(31)에 지지되어 있다.
도시되는 실시형태에서는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 스트럿(4)은 베어링 케이스(32)의 접선 방향에 따라 연재하고 있다. 즉, 스트럿(4)은 타단(43)으로부터 직경방향 외측을 향함에 따라 둘레 방향의 한쪽측을 향해 연재하고 있다. 스트럿 커버(5)는 스트럿(4)의 연재 방향(베어링 케이스(32)의 접선 방향)에 따라 연재하고 있다. 또한, 다른 몇개의 실시형태에서는, 스트럿(4) 및 스트럿 커버(5)의 각각은 직경방향에 따라 연재하고 있어도 좋다.
도시되는 실시형태에서는, 적어도 하나의 스트럿(4)은 둘레 방향에 따라 서로 떨어져 배치된 복수(도면 중 6개)의 스트럿(4)을 포함한다. 또한, 적어도 하나의 스트럿 커버(5)는 둘레 방향에 따라 서로 떨어져 배치된 복수(도면 중 6개)의 스트럿 커버(5)를 포함한다.
스트럿(4)은 외측 디퓨저(33) 및 내측 디퓨저(35)의 각각을 관통하고, 디퓨저 유로(34)를 횡단하도록 배치된다. 외측 디퓨저(33)에는, 직경방향에 있어서의 내외를 연결하는 연통 구멍(332)이 형성되고, 상기 연통 구멍(332)에 스트럿(4)이 삽통하고 있다. 내측 디퓨저(35)에는, 직경방향에 있어서의 내외를 연통하는 연통 구멍(352)이 형성되고, 상기 연통 구멍(352)에 스트럿(4)이 삽통하고 있다.
도시되는 실시형태에서는, 배기 차실(3)의 내부에 냉각 공기를 흘리는 것에 의해, 배기 차실(3)의 내부에 설치된 구성 부품(예를 들면, 외측 디퓨저(33), 내측 디퓨저(35), 스트럿(4) 및 스트럿 커버(5) 등)을 냉각하고 있다.
도 2에 도시하는 실시형태에서는, 차실 벽(31)에는, 외부로부터 냉각 공기를 취입하기 위한 취입구(312)가 형성되어 있다. 취입구(312)는 차실 벽(31)의 직경방향 내외를 관통하고 있다. 외측 디퓨저(33)는 차실 벽(31)에 대해서 직경방향 내측에 이격되어 설치되고, 외측 디퓨저(33)와 차실 벽(31)과의 사이에 제 1 냉각 통로(38A)가 형성되어 있다. 스트럿 커버(5)는, 그 내표면(51)이 스트럿(4)의 외표면(41)에 대해서 이격되어 설치되고, 스트럿 커버(5)와 스트럿(4)과의 사이에 제 2 냉각 통로(38B)가 형성되어 있다. 내측 디퓨저(35)는 격벽(36)에 대해서 직경방향 외측에 이격되어 설치되고, 내측 디퓨저(35)와 격벽(36)과의 사이에 제 3 냉각 통로(38C)가 형성되어 있다.
제 1 냉각 통로(38A)는 취입구(312)와 연통하고 있고, 취입구(312)로부터 도입된 냉각 공기가 유통 가능하게 구성되어 있다. 제 2 냉각 통로(38B)는 상술한 연통 구멍(332)을 거쳐서 제 1 냉각 통로(38A)와 연통하고 있고, 상기 냉각 공기가 유통 가능하게 구성되어 있다. 제 3 냉각 통로(38C)는 상술한 연통 구멍(352)을 거쳐서 제 2 냉각 통로(38B)와 연통하고 있고, 상기 냉각 통로가 유통 가능하게 구성되어 있다.
취입구(312)로부터 배기 차실(3)의 내부에 도입된 냉각 공기는 제 1 냉각 통로(38A), 제 2 냉각 통로(38B), 제 3 냉각 통로(38C)를 이 순서로 흘러, 이러한 냉각 통로(38A, 38B, 38C)에 면하는 구성 부품(예를 들면, 외측 디퓨저(33), 내측 디퓨저(35), 스트럿(4) 및 스트럿 커버(5) 등)을 냉각하고, 상기 구성 부품의 고온화를 억제하고 있다.
도시되는 실시형태에서는, 내측 디퓨저(35)에는, 냉각 공기를 디퓨저 유로(34)에 배출하기 위한 배출구(353)가 형성되어 있다. 배출구(353)는 내측 디퓨저(35)의 직경방향 내외를 관통하고, 디퓨저 유로(34)의 상류측의 디퓨저 입구부(34A)와, 제 3 냉각 통로(38C)를 연통하고 있다. 디퓨저 입구부(34A)는 터빈(13)의 최종단 동익(24A)에 인접하고 있으므로, 디퓨저 입구부(34A)에 있어서의 연소 가스의 압력은 정압에 비해 부압으로 되어 있다. 배기 차실(3)의 외부의 외기와 상기 부압과의 압력차에 의해 외기가 상술한 냉각 공기로서 취입구(312)로부터 도입되고, 냉각 통로(38A, 38B, 38C)를 통과 후에, 배출구(353)로부터 배출된다.
(스트럿 커버)
도 4는 일 실시형태에 따른 스트럿 커버의 개략 분해 사시도이다. 도 5 및 도 6은 일 실시형태에 따른 스트럿 커버의 중심축을 포함한 개략 단면도이다. 도 7은 일 실시형태에 따른 스트럿 커버를 설명하기 위한 설명도이다. 도 5 내지 도 7의 각각은 도 2 중의 A부를 확대해서 도시하고 있다.
몇개의 실시형태에 따른 스트럿 커버(5)는, 예를 들면 도 2에 도시하는 바와 같이, 중공부(61)를 갖는 통형상 판금 부재(6)와, 통형상 판금 부재(6)의 축방향(통형상 판금 부재(6)의 중심축(CB)이 연재하는 방향)에 있어서의 일단(62)에 접속되고, 통형상 판금 부재(6)로부터 상기 축방향으로 멀어짐에 따라 통형상 판금 부재(6)의 중심축(CB)으로부터의 거리가 증가하는 외표면(711)을 갖는 만곡부(71)를 포함한 플레어 부재(7)를 구비한다.
통형상 판금 부재(6)는 통형상 판금 부재(6)의 축방향에 따라 연재하는 통형상으로 형성되고, 그 형상이 판금 가공에 의해 형성되어 있다. 즉, 통형상 판금 부재(6)는 판금 부품이다. 통형상 판금 부재(6)는, 판금 가공에 의해 형성되어 있으므로, 그 두께를 얇은 것으로 할 수 있다. 통형상 판금 부재(6)의 중공부(61)는 통형상 판금 부재(6)의 내표면(65)에 의해 한정된다.
도시되는 실시형태에서는, 플레어 부재(7)는, 예를 들면 도 2에 도시하는 바와 같이, 상기 만곡부(71)와, 통형상 판금 부재(6)의 일단(62)에 접속되는 접속단(70)과, 만곡부(71)를 사이에 두고 접속단(70)과는 반대측에 위치하는 플랜지부(73)와, 만곡부(71)와 접속단(70)과의 사이에 있어서 중심축(CB)에 따라 연재하는 통형상부(72)를 포함한다. 플랜지부(73)는 외측 디퓨저(33) 및 내측 디퓨저(35) 중 어느 한쪽에 연결된다. 또한, 플레어 부재(7)는 중공부(76)를 갖는 통형상으로 형성되어 있다.
도시되는 실시형태에서는, 예를 들면 도 2에 도시하는 바와 같이, 통형상 판금 부재(6)의 일단(62)과 플레어 부재(7)의 접속단(70)이 서로 맞물려 용접에 의해 접합됨으로써, 통형상 판금 부재(6)와 플레어 부재(7)가 고정되어 있다. 또한, 외측 디퓨저(33) 및 내측 디퓨저(35) 중 어느 한쪽에, 플레어 부재(7)의 플랜지부(73)가 중첩되어 용접에 의해 접합됨으로써, 외측 디퓨저(33) 또는 내측 디퓨저(35)에 플레어 부재(7)가 고정되어 있다.
도시되는 실시형태에서는, 예를 들면 도 2에 도시하는 바와 같이, 상술한 플레어 부재(7)는, 접속단(70)이 통형상 판금 부재(6)의 상단(63)에 접속되고, 플랜지부(73)가 외측 디퓨저(33)에 연결되는 외측 플레어 부재(7A)와, 접속단(70)이 통형상 판금 부재(6)의 하단(64)에 접속되고, 플랜지부(73)가 내측 디퓨저(35)에 연결되는 내측 플레어 부재(7B)를 포함하고 있다. 즉, 상술한 스트럿 커버(5)는 통형상 판금 부재(6)와, 외측 플레어 부재(7A)와, 내측 플레어 부재(7B)를 포함하며, 이러한 구성 부재가 서로 접속되는 것에 의해, 그 형상이 형성되어 있다.
도시되는 실시형태에서는, 예를 들면 도 2에 도시하는 바와 같이, 외측 플레어 부재(7A)의 플랜지부(73)는 외측 디퓨저(33)의 내벽면(331)에 따라 직선형상으로 연재하고, 내표면(732)이 상기 내벽면(331)에 당접하고 있다. 또한, 내측 플레어 부재(7B)의 플랜지부(73)는 내측 디퓨저(35)의 외벽면(351)에 따라 직선형상으로 연재하고, 내표면(732)이 상기 외벽면(351)에 당접하고 있다.
통형상 판금 부재(6)의 중공부(61) 및 플레어 부재(7)의 중공부(76)의 각각에는, 상술한 스트럿(4)이 삽통되고, 삽통된 스트럿(4)과의 사이에 상술한 제 2 냉각 통로(38B)가 형성되도록 되어 있다.
몇개의 실시형태에 따른 스트럿 커버(5)는, 예를 들면 도 5 내지 도 7에 도시하는 바와 같이, 중공부(61)를 갖는 상술한 통형상 판금 부재(6)와, 통형상 판금 부재(6)의 축방향에 있어서의 일단(62)에 접속되고, 통형상 판금 부재(6)로부터 상기 축방향으로 멀어짐에 따라 통형상 판금 부재(6)의 중심축(CB)으로부터의 거리가 증가하는 외표면(711)을 갖는 만곡부(71)를 포함한 상술한 플레어 부재(7)를 구비한다. 플레어 부재(7)는, 적어도 만곡부(71)에 있어서, 통형상 판금 부재(6)의 최소 두께(TC)보다 큰 두께를 갖는다.
도 5에 도시하는 실시형태에서는, 플레어 부재(7)는, 만곡부(71), 접속단(70) 및 플랜지부(73)의 각각에 있어서, 통형상 판금 부재(6)의 최소 두께(TC)보다 큰 두께를 갖는다. 도 5에 도시하는 플레어 부재(7)는, 만곡부(71), 접속단(70) 및 플랜지부(73)의 각각이 서로 균일의 두께를 갖고 있으므로, 판금 가공에 의해 그 형상을 형성하는 것이 용이하다. 또한, 상기 플레어 부재(7)는 주조 가공에 의한 형성이 용이하기 때문에, 주조 가공에 의해 그 형상을 형성해도 좋다.
도 6에 도시하는 실시형태에서는, 플레어 부재(7)는, 접속단(70)이 통형상 판금 부재(6)의 최소 두께(TC)와 동일 최소 두께를 갖고, 만곡부(71) 및 플랜지부(73)의 각각에 있어서, 통형상 판금 부재(6)의 최소 두께(TC)보다 큰 두께를 갖는다. 도 6에 도시하는 플레어 부재(7)는, 만곡부(71), 접속단(70) 및 플랜지부(73)에 있어서, 그 두께가 불균일하기 때문에, 판금 가공에 의해 그 형상을 형성하는 것이 곤란하다. 상기 플레어 부재(7)는 주조 가공에 의한 형성이 용이하기 때문에, 주조 가공에 의해 그 형상을 형성해도 좋다.
상기의 구성에 의하면, 스트럿 커버(5)는 중공부(61)를 갖는 통형상 판금 부재(6)와, 플레어 부재(7)를 구비한다. 플레어 부재(7)는, 적어도 만곡부(71)에 있어서, 통형상 판금 부재(6)의 최소 두께(TC)보다 큰 두께를 갖는다. 이 경우에는, 플레어 부재(7)의 만곡부(71)를 두꺼운 것으로 하는 것으로, 만곡부(71)에 생기는 응력을 저감시킬 수 있다. 만곡부(71)에 생기는 응력을 저감시키는 것으로, 스트럿 커버(5)의 고 사이클 피로 강도를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기의 구성에 의하면, 통형상 판금 부재(6)는 주조에 의해 형성된 주조 부품에 비해, 두께를 얇게 할 수 있다. 통형상 판금 부재(6)는 두께를 얇게 하는 것으로, 그 외표면(66)(도 5, 도 6 참조)을 통형상 판금 부재(6)의 중심축(CB)에 가깝게 할 수 있기 때문에, 디퓨저 유로(34)의 유로 단면적의 축소를 억제할 수 있다. 디퓨저 유로(34)의 유로 단면적의 축소를 억제하는 것으로, 가스 터빈(1)의 성능 저하를 억제할 수 있다.
몇개의 실시형태에서는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 상술한 플레어 부재(7)의 만곡부(71)의 내표면(712)은 통형상 판금 부재(6)의 내표면(65)에 대해서 통형상 판금 부재(6)의 중심축(CB)측으로 돌출되어 있다. 도 7에 도시하는 바와 같이, 플레어 부재(7)의 만곡부(71)에 있어서의 통형상 판금 부재(6)의 내표면(65)에 대해서 통형상 판금 부재(6)의 중심축(CB)측으로 돌출된 부분을 두꺼운 부분(74)으로 한다. 만곡부(71)의 상기 두꺼운 부분(74)을 포함한 부분은 통형상 판금 부재(6)의 최소 두께(TC)보다 큰 두께를 갖는다.
상기의 구성에 의하면, 플레어 부재(7)의 만곡부(71)의 내표면(712)은 통형상 판금 부재(6)의 내표면(65)에 대해서 중심축(CB)측으로 돌출되어 있으므로, 만곡부(71)의 외표면(711)이 중심축(CB)으로부터 멀어져 디퓨저 유로(34)의 유로 단면적이 축소하는 것을 억제하면서, 만곡부(71)의 두께를 두꺼운 것으로 할 수 있다.
몇개의 실시형태에서는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 상술한 플레어 부재(7)의 만곡부(71)는, 중심축(CB)에 따른 단면에 있어서, 통형상 판금 부재(6)의 내표면(65)에 대해서 통형상 판금 부재(6)의 중심축(CB)측으로 돌출되어 있는 두꺼운 부분(74)을 포함하고, 상기 두꺼운 부분(74)의 내표면(741)이 볼록형상으로 만곡되어 있다.
상기의 구성에 의하면, 플레어 부재(7)의 두꺼운 부분(74)의 내표면(741)이 볼록형상으로 만곡하고 있으므로, 두꺼운 부분(74)에 있어서 두께가 과도하게 두꺼워지는 것을 억제할 수 있다. 두꺼운 부분(74)에 있어서 두께가 과도하게 두꺼워지는 것을 억제하는 것에 의해, 두꺼운 부분(74)의 제 2 냉각 통로(38B)에 면하는 내표면(741)과, 내표면(741)에 대해서 두께 방향의 반대측에 위치하는 외표면(711)과의 사이의 온도차에 의해 생기는 열 응력을 저감할 수 있다. 플레어 부재(7)에 생기는 열 응력을 저감시키는 것으로, 스트럿 커버(5)의 고 사이클 피로 강도를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기의 구성에 의하면, 플레어 부재(7)의 두꺼운 부분(74)의 내표면(741)이 볼록형상으로 만곡하고 있으므로, 내표면(741)의 형상 변화가 완만하기 때문에, 플레어 부재(7)에 있어서의 응력 집중을 완화할 수 있다. 플레어 부재(7)에 있어서의 응력 집중을 완화하는 것으로, 스트럿 커버(5)의 고 사이클 피로 강도를 향상시킬 수 있다.
몇개의 실시 형성에서는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 상술한 플레어 부재(7)는, 상술한 만곡부(71)와, 상술한 접속단(70)과, 만곡부(71)와 접속단(70)과의 사이에 있어서 중심축(CB)에 따라 연재하는 상술한 통형상부(72)를 포함한다. 통형상부(72)의 내표면(721)은 통형상 판금 부재(6)로부터 통형상 판금 부재(6)의 축방향으로 멀어짐에 따라 통형상 판금 부재(6)의 중심축(CB)으로부터의 거리가 감소하는 면(722)을 포함한다. 도 7에 도시하는 실시형태에서는, 면(722)은 오목형상으로 만곡되어 있다. 후술하는 도 9, 도 10에 도시하는 실시형태에서는, 면(722)은 테이퍼형상으로 형성되어 있다. 이 경우에는, 통형상 판금 부재(6)의 내표면(65)과 만곡부(71)의 내표면(712)과의 사이에 위치하는, 통형상부(72)의 내표면(721)(면(722))의 형상 변화가 완만하기 때문에, 플레어 부재(7)에 있어서의 응력 집중을 완화할 수 있다. 플레어 부재(7)에 있어서의 응력 집중을 완화하는 것으로, 스트럿 커버(5)의 고 사이클 피로 강도를 향상시킬 수 있다.
몇개의 실시형태에서는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 상술한 플레어 부재(7)는 상술한 만곡부(71)와, 통형상 판금 부재(6)에 접속되는 접속단(70)과, 만곡부(71)를 사이에 두고 접속단(70)과는 반대측에 위치하는 플랜지부(73)를 포함한다. 상술한 플레어 부재(7)는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 중심축(CB)에 따른 단면에 있어서, 플랜지부(73)의 외주연 영역(731)에 있어서의 플랜지부(73)의 내표면(732)의 접선(TL)을 사이에 두고 통형상 판금 부재(6)와는 반대측으로 팽출하고 있다. 도 7에 도시하는 바와 같이, 플레어 부재(7)에 있어서의 접선(TL)을 사이에 두고 통형상 판금 부재(6)와는 반대측으로 팽출하고 있는 부분을 팽출부(75)로 한다. 도시되는 실시형태에서는, 만곡부(71) 및 플랜지부(73)의 각각이 팽출부(75)의 일부를 포함하고 있다. 플레어 부재(7)의 상기 팽출부(75)를 포함한 부분은 통형상 판금 부재(6)의 최소 두께(TC)나 플랜지부(73)의 외주연 영역(731)의 두께(TF)보다 큰 두께를 갖는다.
상기의 구성에 의하면, 플레어 부재(7)는, 중심축(CB)에 따른 단면에 있어서, 접선(TL)을 사이에 두고 통형상 판금 부재(6)와는 반대측으로 팽출하고 있으므로, 플레어 부재(7)의 외표면(만곡부(71)의 외표면(711)이나 플랜지부(73)의 외표면(733))이 접선(TL)으로부터 멀어져 디퓨저 유로(34)의 유로 단면적이 축소하는 것을 억제하면서, 플레어 부재(7)의 팽출부(75)를 포함한 부분에 있어서의 두께를 두꺼운 것으로 할 수 있다.
몇개의 실시형태에서는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 상술한 플레어 부재(7)는, 중심축(CB)에 따른 단면에 있어서, 접선(TL)을 사이에 두고 통형상 판금 부재와는 반대측으로 팽출하고 있는 팽출부(75)의 내표면(751)이 볼록형상으로 만곡하고 있다.
상기의 구성에 의하면, 플레어 부재(7)의 팽출부(75)의 내표면(751)이 볼록형상으로 만곡하고 있으므로, 팽출부(75)에 있어서 두께가 과도하게 두꺼워지는 것을 억제할 수 있다. 팽출부(75)에 있어서 두께가 과도하게 두꺼워지는 것을 억제하는 것으로, 팽출부(75)의 냉각 통로(예를 들면, 제 1 냉각 통로(38A) 등)에 면하는 내표면(751)과, 내표면(751)에 대해서 두께 방향의 반대측에 위치하는 외표면(예를 들면, 외표면(711, 733) 등)과의 사이의 온도차에 의해 생기는 열 응력을 저감할 수 있다. 플레어 부재(7)에 생기는 열 응력을 저감시키는 것으로, 스트럿 커버(5)의 고 사이클 피로 강도를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기의 구성에 의하면, 플레어 부재(7)의 팽출부(75)의 내표면(751)이 볼록형상으로 만곡하고 있으므로, 내표면(751)의 형상 변화가 완만하기 때문에, 플레어 부재(7)에 있어서의 응력 집중을 완화할 수 있다. 플레어 부재(7)에 있어서의 응력 집중을 완화하는 것으로, 스트럿 커버(5)의 고 사이클 피로 강도를 향상시킬 수 있다.
도 8은 일 실시형태에 따른 스트럿 커버의 플레어 부재를 중심축의 연재하는 방향으로부터 본 상태를 도시하는 개략도이다. 도 9는 일 실시형태에 있어서의 플레어 부재의 중공부의 장축에 따른 단면을 도시하는 개략 단면도이다. 도 10은 일 실시형태에 있어서의 플레어 부재의 중공부의 단축에 따른 단면을 도시하는 개략 단면도이다.
몇개의 실시형태에서는, 예를 들면 도 9, 도 10에 도시하는 바와 같이, 상술한 플레어 부재(7)는 상술한 만곡부(71)와, 통형상 판금 부재(6)에 접속되는 상술한 접속단(70)과, 만곡부(71)를 사이에 두고 접속단(70)과는 반대측에 위치하는 상술한 플랜지부(73)를 포함한다. 상술한 플레어 부재(7)는, 플랜지부(73)의 외표면(733)의 접선 방향과 중심축(CB)이 제 1 각도(α)를 이루는 제 1 영역(AR1)(도 8 참조)과, 중심축(CB)을 사이에 두고 제 1 영역(AR1)에 대향하는 위치에 설치되고, 플랜지부(73)의 외표면(733)의 접선 방향과 중심축(CB)이 제 1 각도(α)보다 큰 제 2 각도(β)(도 8 참조)를 이루는 동시에, 제 1 영역(AR1)에 비해 만곡부(71)의 두께가 작은 제 2 영역(AR2)을 포함한다.
도 8에 도시하는 바와 같이, 중심축(CB)에 직교하는 단면에 있어서, 상술한 중공부(61)는 단축(MA)과, 단축(MA)보다 대치수인 장축(LA)을 구비하고 있다.
플레어 부재(7)의 영역(AR3)과 영역(AR4)이, 중공부(61)의 장축(LA)에 따른 방향(도 8 중 좌우 방향)에 있어서, 중심축(CB)을 사이에 두고 서로 대향하고 있다. 영역(AR3)은 장축(LA)에 따른 방향의 한쪽측(도 8, 도 9 중 좌측)에 위치하고 있고, 영역(AR4)은 장축(LA)에 따른 방향의 다른쪽측(도 8, 도 9 중 우측)에 위치하고 있다.
또한, 플레어 부재(7)의 영역(AR5)과 영역(AR6)이, 중공부(61)의 단축(MA)에 따른 방향(도 8 중 상하 방향)에 있어서, 중심축(CB)을 사이에 두고 서로 대향하고 있다. 영역(AR5)은 단축(MA)에 따른 방향의 한쪽측(도 8 중 상측, 도 10 중 좌측)에 위치하고 있고, 영역(AR6)은 단축(MA)에 따른 방향의 다른쪽측(도 8 중 하측, 도 10 중 우측)에 위치하고 있다.
이하, 예를 들면 도 9, 도 10에 도시하는 바와 같이, 제 1 영역(AR1)에 있어서의 만곡부(71)를 만곡부(71A)로, 제 2 영역(AR2)에 있어서의 만곡부(71)를 만곡부(71B)로 하는 일이 있다.
도시되는 실시형태에서는, 도 8, 도 9에 도시하는 바와 같이, 상술한 제 1 영역(AR1)은 영역(AR3)을 포함하고, 상술한 제 2 영역(AR2)은 영역(AR4)을 포함한다.
도 9에 도시하는 바와 같이, 영역(AR4)에 있어서, 플랜지부(73)의 외표면(733)의 접선 방향과 중심축(CB)이 이루는 각도(β1)(제 2 각도(β))는, 영역(AR3)에 있어서, 플랜지부(73)의 외표면(733)의 접선 방향과 중심축(CB)이 이루는 각도(α1)(제 1 각도(α))보다 크다. 또한, 영역(AR3)에 있어서의 만곡부(71(71A))의 두께(T3)는 영역(AR4)에 있어서의 만곡부(71(71B))의 두께(T4)보다 두껍게 되어 있다.
도시되는 실시형태에서는, 도 8, 도 10에 도시하는 바와 같이, 상술한 제 1 영역(AR1)은 영역(AR5)을 포함하고, 상술한 제 2 영역(AR2)은 영역(AR6)을 포함한다.
도 10에 도시하는 바와 같이, 영역(AR6)에 있어서, 플랜지부(73)의 외표면(733)의 접선 방향과 중심축(CB)이 이루는 각도(β2)(제 2 각도(β))는, 영역(AR5)에 있어서, 플랜지부(73)의 외표면(733)의 접선 방향과 중심축(CB)이 이루는 각도(α2)(제 1 각도(α))보다 크다. 또한, 영역(AR5)에 있어서의 만곡부(71(71A))의 두께(T5)는 영역(AR6)에 있어서의 만곡부(71(71B))의 두께(T6)보다 두껍게 되어 있다.
상기의 구성에 의하면, 제 2 영역(AR2)은, 제 1 영역(AR1)에 비해, 플랜지부(73)의 외표면(733)의 접선 방향과 중심축(CB)이 이루는 각도가 크다. 이 때문에, 제 2 영역(AR2)에 있어서의 만곡부(71(71B))는, 제 1 영역(AR1)에 있어서의 만곡부(71(71A))에 비해, 완만하게 만곡하고 있고, 만곡부(71)에 생기는 응력이 작기 때문에, 만곡부(71)의 두께를 얇게 할 수 있다. 따라서, 제 1 영역(AR1)과 제 2 영역(AR2)에 있어서, 상기 각도(제 1 각도(α), 제 2 각도(β))에 따라서 만곡부(71)의 두께를 대소(大小)시키는 것으로, 디퓨저 유로(34)의 유로 단면적이 축소하는 것을 억제하면서, 제 1 영역(AR1) 및 제 2 영역(AR2)의 각각에 있어서의 만곡부(71)의 두께를 적절한 두께로 할 수 있다. 만곡부(71)의 두께를 적절한 두께로 하는 것으로, 만곡부(71)에 생기는 응력(진동 응력이나 열 응력 등)을 저감시킬 수가 있기 때문에, 스트럿 커버(5)의 고 사이클 피로 강도를 향상시킬 수 있다.
몇개의 실시형태에서는, 도 9에 도시하는 바와 같이, 상술한 플레어 부재(7)의 제 1 영역(AR1)(영역(AR3))과 제 2 영역(AR2)(영역(AR4))이, 중공부(61)의 장축(LA)에 따른 방향(도 8중 좌우 방향)에 있어서, 중심축(CB)을 사이에 두고 서로 대향하고 있다. 도 9에 도시하는 바와 같이, 영역(AR3)에 있어서의 만곡부(71)의 두께(T3)는 영역(AR4)에 있어서의 만곡부(71)의 두께(T4)보다 두껍게 되어 있다.
상기의 구성에 의하면, 플레어 부재(7)는, 장축(LA)에 따른 방향의 한쪽측에 제 1 영역(AR1)(영역(AR3))이 설치되고, 장축(LA)에 따른 방향의 다른쪽측에 제 2 영역(AR2)(영역(AR4))이 설치된다. 즉, 장축(LA)에 따른 방향의 다른쪽측에 위치하는 영역(AR4)에서는, 장축(LA)에 따른 방향의 한쪽측에 위치하는 영역(AR3)에 비해, 플랜지부(73)의 외표면(733)의 접선 방향과 중심축(CB)이 이루는 각도가 크기 때문에, 영역(AR4)의 만곡부(71B)에 생기는 응력이 작고, 영역(AR4)의 만곡부(71B)의 두께를 얇게 할 수 있다. 따라서, 상기의 구성에 의하면, 장축(LA)에 따른 방향의 한쪽측에 위치하는 영역(AR3) 및 장축(LA)에 따른 방향의 다른쪽측에 위치하는 영역(AR4)의 각각에 있어서의 만곡부(71)의 두께를 적절한 두께로 할 수 있다.
몇개의 실시형태에서는, 예를 들면 도 2에 도시하는 바와 같이, 플레어 부재(7)는, 장축(LA)에 따른 방향의 한쪽측(영역(AR3)이 위치하는 측)이 전연으로서, 디퓨저 유로(34)에 있어서의 상류측에 배치되고, 장축(LA)에 따른 방향의 다른쪽측(영역(AR4)이 위치하는 측)이 후연으로서, 디퓨저 유로(34)에 있어서의 하류측에 배치된다. 이 경우에는, 영역(AR3)에 있어서의 만곡부(71A)는, 영역(AR4)에 있어서의 만곡부(71B)에 비해, 디퓨저 유로(34)를 흐르는 연소 가스의 충돌 빈도가 높고, 영역(AR3)의 만곡부(71A)에 작용하는 힘은 큰 것이 된다. 그렇지만, 영역(AR3)의 만곡부(71A)는 영역(AR4)의 만곡부(71B)에 비해 두께가 두껍기 때문에, 영역(AR3)의 만곡부(71A)에 생기는 응력을 저감시킬 수 있고, 나아가서는 스트럿 커버(5)의 고 사이클 피로 강도를 향상시킬 수 있다.
몇개의 실시형태에서는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 상술한 플레어 부재(7)의 제 1 영역(AR1)(영역(AR5))과 제 2 영역(AR2)(영역(AR6))이, 중공부(61)의 단축(MA)에 따른 방향(도 8 중 상하 방향)에 있어서, 중심축(CB)을 사이에 두고 서로 대향하고 있다. 도 10에 도시하는 바와 같이, 영역(AR5)에 있어서의 만곡부(71)의 두께(T5)는 영역(AR6)에 있어서의 만곡부(71)의 두께(T6)보다 두껍게 되어 있다.
상기의 구성에 의하면, 플레어 부재(7)는, 단축(MA)에 따른 방향의 한쪽측에 제 1 영역(AR1)(영역(AR5))이 설치되고, 단축(MA)에 따른 방향의 다른쪽측에 제 2 영역(AR2)(영역(AR6))이 설치된다. 즉, 단축(MA)에 따른 방향의 다른쪽측에 위치하는 영역(AR6)에서는, 단축(MA)에 따른 방향의 한쪽측에 위치하는 영역(AR5)에 비해, 플랜지부(73)의 외표면(733)의 접선 방향과 중심축(CB)이 이루는 각도가 크기 때문에, 영역(AR6)의 만곡부(71B)에 생기는 응력이 작고, 영역(AR6)의 만곡부(71B)의 두께를 얇게 할 수 있다. 따라서, 상기의 구성에 의하면, 단축(MA)에 따른 방향의 한쪽측에 위치하는 영역(AR5) 및 단축(MA)에 따른 방향의 다른쪽측에 위치하는 영역(AR6)의 각각에 있어서의 만곡부(71)의 두께를 적절한 두께로 할 수 있다.
또한, 상기의 구성에 의하면, 도 3에 도시되는 바와 같이, 스트럿 커버(5)가 접선 방향에 따라 연재하고 있는 경우에 있어서, 외측 디퓨저(33)에 대해서 적절하게 연결시킬 수 있다.
몇개의 실시형태에서는, 상술한 플레어 부재(7)는, 상술한 만곡부(71)와, 통형상 판금 부재(6)에 접속되는 상술한 접속단(70)과, 만곡부(71)와 접속단(70)과의 사이에 있어서 중심축(CB)에 따라 연재하는 상술한 통형상부(72)를 포함한다. 플레어 부재(7)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 중심축(CB)에 직교하는 단면에 있어서, 중심축(CB)으로부터 장축(LA)에 따른 방향으로 연장된 직선(LA1)과 교차하는 제 3 영역(BR1)과, 중심축(CB)에 직교하는 단면에 있어서, 중심축(CB)으로부터 단축(MA)에 따른 방향으로 연장된 직선(MA1)과 교차하는 동시에, 제 3 영역(BR1)에 비해 통형상부(72)의 두께가 얇은 제 4 영역(BR2)을 포함한다. 도시되는 실시형태에서는, 제 3 영역(BR1)과 제 4 영역(BR2)과의 사이에 있어서, 각 영역에 있어서의 통형상부(72)의 최대 두께끼리를 비교하고 있지만, 다른 몇개의 실시형태에서는, 각 영역에 있어서의 통형상부(72)의 최소 두께끼리를 비교해도 좋고, 평균값이나 중앙값을 비교해도 좋다.
상기의 구성에 의하면, 디퓨저 유로(34)를 흐르는 연소 가스는 배기 차실(3)의 축방향(로터(16)의 축방향)에 따른 속도 성분 뿐만 아니라, 둘레 방향에 따라 선회하는 속도 성분을 구비하므로, 연소 가스가 스트럿 커버(5)에 충돌하면, 충돌력은 스트럿 커버(5)가 비틀어지도록 작용한다. 이 때문에, 플레어 부재(7)의 장축단, 즉 제 3 영역(BR1)에는, 플레어 부재(7)의 단축단, 즉 제 4 영역(BR2)에 비해 큰 힘이 작용한다. 제 3 영역(BR1)에 있어서의 통형상부(72)의 두께(TT1)를 제 4 영역(BR2)에 있어서의 통형상부(72)의 두께(TT2)보다 두껍게 하는 것으로, 제 3 영역(BR1)에 생기는 응력을 저감시킬 수 있고, 나아가서는 스트럿 커버의 고 사이클 피로 강도를 향상시킬 수 있다.
몇개의 실시형태에서는, 예를 들면 도 8 내지 도 10에 도시하는 바와 같이, 상술한 통형상부(72)는, 중심축(CB)을 향해 돌출하는 동시에, 중심축(CB)을 중심으로 둘레 방향을 따라 연재하는 내주 리브(77)를 포함하고 있다. 도시되는 실시형태에서는, 내주 리브(77)는 전체 둘레에 걸쳐서 연재하고 있다. 상기의 구성에 의하면, 플레어 부재(7)는, 내주 리브(77)를 마련하는 것으로, 강성이나 강도를 향상시킬 수 있고, 그 만큼 통형상부(72)의 두께를 얇게 할 수 있다.
몇개의 실시형태에서는, 상술한 플레어 부재(7)는 주조에 의해 형성된 주조 부품이다. 여기서, 예를 들면 도 5에 도시되는 바와 같이, 판금 가공에 의해 형성된 판금 부품인 플레어 부재(7)는, 그 후육화가 곤란하기 때문에, 만곡부(71)에 생기는 응력을 저감시키기 위해서, 만곡부(71)의 외표면(711)의 곡률 반경(R1)을 큰 것으로 할 필요가 있다. 이것에 대해서, 예를 들면 도 6에 도시되는 바와 같이, 주조 부품인 플레어 부재(7(7A))는, 그 후육화가 용이하기 때문에, 만곡부(71)의 두께(T2)를 도 5에 도시되는 만곡부(71)의 두께(T1)보다 두껍게 할 수 있는 동시에, 만곡부(71)의 외표면(711)의 곡률 반경(R2)을 상기 곡률 반경(R1)보다 작게 할 수 있다. 만곡부(71)의 외표면(711)의 곡률 반경(R2)을 작게 하는 것으로, 디퓨저 유로(34)의 유로 단면적의 축소를 효과적으로 억제할 수 있다.
상기의 구성에 의하면, 플레어 부재(7)는 주조 부품이므로, 판금 가공에 의해 형성된 판금 부품에 비해, 후육화가 용이하다. 또한, 주조 부품인 플레어 부재(7)는, 판금 부품에 비해, 만곡부의 외표면의 곡률 반경을 작게 할 수 있으므로, 디퓨저 유로의 유로 단면적의 축소를 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 외측 플레어 부재(7A) 및 내측 플레어 부재(7B) 중의 어느 쪽이나 한쪽을 주조 부품으로 하고, 다른족을 판금 부품으로 해도 좋다.
몇개의 실시형태에 따른 가스 터빈(1)의 배기 차실(3)은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 상술한 통형상의 차실 벽(31)과, 차실 벽(31)의 직경방향 내측에 배치되는 통형상의 외측 디퓨저(33)와, 외측 디퓨저(33)의 직경방향 내측에 배치되어 외측 디퓨저(33)와의 사이에 디퓨저 유로(34)를 형성하는 내측 디퓨저(35)와, 상술한 스트럿 커버(5)를 구비한다. 상술한 스트럿 커버(5)의 플레어 부재(7)는 외측 디퓨저(33)에 연결되는 외측 플레어 부재(7A)와, 내측 디퓨저(35)에 연결되는 내측 플레어 부재(7B)를 포함한다.
상기의 구성에 의하면, 스트럿 커버(5)의 플레어 부재(7)는 외측 디퓨저(33)에 연결되는 외측 플레어 부재(7A)와, 내측 디퓨저(35)에 연결되는 내측 플레어 부재(7B)를 포함하고 있다. 외측 플레어 부재(7A) 및 내측 플레어 부재(7B)의 각각은, 적어도 만곡부(71)에 있어서, 통형상 판금 부재(6)의 최소 두께보다 큰 두께를 가지므로, 만곡부(71)에 생기는 응력을 저감시킬 수 있고, 나아가서는 스트럿 커버(5)의 고 사이클 피로 강도를 향상시킬 수 있다.
몇개의 실시형태에서는, 상술한 외측 플레어 부재(7A)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 배기 차실(3)의 축선(EA)에 따른 단면에 있어서, 상술한 내측 플레어 부재(7B)에 비해, 적어도 중심축(CB)보다 디퓨저 유로(34)의 상류측에 위치하는 만곡부(71)의 두께가 두껍다.
상기의 구성에 의하면, 디퓨저 유로(34)는, 외측 플레어 부재(7A)가 위치하고 있는 배기 차실(3)에 있어서의 외주측(직경방향 외측)이, 내측 플레어 부재(7B)가 위치하고 있는 내주측(직경방향 내측)에 비해, 고온으로 되고, 또한 연소 가스의 유속이 고속으로 되어 있다. 이 때문에, 외측 플레어 부재(7A)에는, 내측 플레어 부재(7B)에 비해, 큰 힘이 작용한다. 외측 플레어 부재(7A)는, 내측 플레어 부재(7B)에 비해, 중심축(CB)보다 디퓨저 유로(34)의 상류측에 위치하는 만곡부(71)의 두께를 두껍게 하는 것으로, 상기 만곡부(71)에 생기는 응력을 저감시킬 수 있고, 나아가서는 스트럿 커버(5)의 고 사이클 피로 강도를 향상시킬 수 있다.
몇개의 실시형태에서는, 상술한 외측 디퓨저(33) 및 내측 디퓨저(35)의 적어도 한쪽은 판금 부품이다.
상기의 구성에 의하면, 외측 디퓨저(33) 및 내측 디퓨저(35)의 적어도 한쪽은 판금 부품이므로, 그 두께를 얇게 할 수 있고, 나아가서는 디퓨저 유로(34)의 유로 단면적의 축소를 억제할 수 있다. 또한, 외측 디퓨저(33) 및 내측 디퓨저(35)의 적어도 한쪽은 판금 부품이므로, 디퓨저 유로(34)를 흐르는 연소 가스에 의해 크게 진동하고, 스트럿 커버(5)의 플레어 부재(7)에 진동 응력을 일으키게 한다. 플레어 부재(7)의 만곡부(71)를 두꺼운 것으로 하는 것으로, 만곡부(71)에 생기는 진동 응력을 저감시켜, 스트럿 커버(5)의 고 사이클 피로 강도를 향상시킬 수 있다.
몇개의 실시형태에 따른 가스 터빈(1)은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 상술한 배기 차실(3)을 구비한다. 상기의 구성에 의하면, 가스 터빈(1)의 배기 차실(3)은 상술한 스트럿 커버(5)를 구비한다. 이 경우에는, 디퓨저 유로(34)의 유로 단면적의 축소를 억제할 수 있으므로, 가스 터빈(1)의 성능 저하를 억제할 수 있다. 또한, 스트럿 커버(5)의 고 사이클 피로 강도를 향상시킬 수 있으므로, 가스 터빈(1)의 장기간 운전에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 개시는 상술한 실시형태로 한정되는 것은 아니며, 상술한 실시형태에 변형을 추가한 형태나, 이러한 형태를 적당 조합한 형태도 포함한다.
상술한 몇개의 실시형태에 기재의 내용은, 예를 들면 이하와 같이 파악되는 것이다.
1) 본 개시의 적어도 일 실시형태에 따른 가스 터빈(1)의 스트럿 커버(5)는,
중공부(61)를 갖는 통형상 판금 부재(6)와,
상기 통형상 판금 부재(6)의 축방향에 있어서의 일단(62)에 접속되고, 상기 통형상 판금 부재(6)로부터 상기 축방향으로 멀어짐에 따라 상기 통형상 판금 부재(6)의 중심축(CB)으로부터의 거리가 증가하는 외표면(711)을 갖는 만곡부(71)를 포함한 플레어 부재(7)를 구비하며,
상기 플레어 부재(7)는, 적어도 상기 만곡부(71)에 있어서, 상기 통형상 판금 부재(6)의 최소 두께(TC)보다 큰 두께를 갖는다.
상기 1)의 구성에 의하면, 스트럿 커버는 중공부를 갖는 통형상 판금 부재와, 플레어 부재를 구비한다. 플레어 부재는, 적어도 만곡부에 있어서, 통형상 판금 부재의 최소 두께보다 큰 두께를 갖는다. 이 경우에는, 플레어 부재의 만곡부를 두꺼운 것으로 하는 것으로, 만곡부에 생기는 응력을 저감시킬 수 있다. 만곡부에 생기는 응력을 저감시키는 것으로, 스트럿 커버의 고 사이클 피로 강도를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 1)의 구성에 의하면, 상기 통형상 판금 부재는, 주조에 의해 형성된 주조 부품에 비해, 두께를 얇게 할 수 있다. 상기 통형상 판금 부재는, 두께를 얇게 하는 것으로, 그 외표면을 통형상 판금 부재의 중심축에 가깝게 할 수 있기 때문에, 디퓨저 유로(34)의 유로 단면적의 축소를 억제할 수 있다. 디퓨저 유로의 유로 단면적의 축소를 억제하는 것으로, 가스 터빈의 성능 저하를 억제할 수 있다.
2) 몇개의 실시형태에서는, 상기 1)에 기재의 스트럿 커버(5)에 있어서,
상기 플레어 부재(7)의 상기 만곡부(71)의 내표면(712)은 상기 통형상 판금 부재(6)의 내표면(65)에 대해서 상기 중심축(CB)측으로 돌출되어 있다.
상기 2)의 구성에 의하면, 플레어 부재의 만곡부의 내표면은 통형상 판금 부재의 내표면에 대해서 중심축측으로 돌출되어 있으므로, 만곡부의 외표면(711)이 중심축으로부터 멀어져 디퓨저 유로(34)의 유로 단면적이 축소하는 것을 억제하면서, 만곡부의 두께를 두꺼운 것으로 할 수 있다.
3) 몇개의 실시형태에서는, 상기 1) 또는 2)에 기재의 스트럿 커버(5)에 있어서,
상기 플레어 부재(7)는,
상기 통형상 판금 부재(6)에 접속되는 접속단(70)과,
상기 만곡부(71)를 사이에 두고 상기 접속단(70)과는 반대측에 위치하는 플랜지부(73)를 포함하며,
상기 플레어 부재(7)는, 상기 중심축(CB)에 따른 단면에 있어서, 상기 플랜지부(73)의 외주연 영역(731)에 있어서의 상기 플랜지부(73)의 내표면(732)의 접선(TL)을 사이에 두고 상기 통형상 판금 부재(6)와는 반대측으로 팽출하고 있다.
상기 3)의 구성에 의하면, 플레어 부재는, 중심축에 따른 단면에 있어서, 상기 접선을 사이에 두고 통형상 판금 부재와는 반대측으로 팽출하고 있으므로, 플레어 부재의 외표면(만곡부(71)의 외표면(711)이나 플랜지부(73)의 외표면(733))이 접선으로부터 멀어져 디퓨저 유로(34)의 유로 단면적이 축소하는 것을 억제하면서, 플레어 부재의 팽출부(75)를 포함한 부분에 있어서의 두께를 두꺼운 것으로 할 수 있다.
4) 몇개의 실시형태에서는, 상기 3)에 기재의 스트럿 커버(5)에 있어서,
상기 플레어 부재(7)는, 상기 중심축(CB)에 따른 단면에 있어서, 상기 접선(TL)을 사이에 두고 상기 통형상 판금 부재(6)와는 반대측으로 팽출하고 있는 팽출부(75)의 내표면(751)이 볼록형상으로 만곡하고 있다.
상기 4)의 구성에 의하면, 플레어 부재의 팽출부의 내표면이 볼록형상으로 만곡하고 있으므로, 팽출부에 있어서 두께가 과도하게 두꺼워지는 것을 억제할 수 있다. 팽출부에 있어서 두께가 과도하게 두꺼워지는 것을 억제하는 것으로, 팽출부의 냉각 통로(예를 들면, 제 1 냉각 통로(38A) 등)에 면하는 내표면과, 내표면에 대해서 두께 방향의 반대측에 위치하는 외표면(예를 들면, 외표면(711, 733) 등)과의 사이의 온도차에 의해 생기는 열 응력을 저감할 수 있다. 플레어 부재에 생기는 열 응력을 저감시키는 것으로, 스트럿 커버의 고 사이클 피로 강도를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기의 구성에 의하면, 플레어 부재의 팽출부의 내표면이 볼록형상으로 만곡하고 있으므로, 내표면의 형상 변화가 완만하고, 플레어 부재에 있어서의 응력 집중을 완화할 수 있다. 플레어 부재에 있어서의 응력 집중을 완화하는 것으로, 스트럿 커버의 고 사이클 피로 강도를 향상시킬 수 있다.
5) 몇개의 실시형태에서는, 상기 1) 내지 4) 중 어느 하나에 기재의 스트럿 커버(5)에 있어서,
상기 플레어 부재(7)는,
상기 통형상 판금 부재(6)에 접속되는 접속단(70)과,
상기 만곡부(71)를 사이에 두고 상기 접속단(70)과는 반대측에 위치하는 플랜지부(73)를 포함하며,
상기 플레어 부재(7)는,
상기 플랜지부(73)의 외표면(733)의 접선 방향과 상기 중심축(CB)이 제 1 각도(α, 예를 들면 α1이나 α2)를 이루는 제 1 영역(AR1, 예를 들면 도 9 중의 AR3이나 도 10 중의 AR5)과,
상기 중심축(CB)을 사이에 두고 상기 제 1 영역(AR1)에 대향하는 위치에 설치되고, 상기 플랜지부(73)의 외표면(733)의 접선 방향과 상기 중심축(CB)이 상기 제 1 각도(α)보다 큰 제 2 각도(β, 예를 들면 β1이나 β2)를 이루는 동시에, 상기 제 1 영역(AR1)에 비해 상기 만곡부(71)의 두께가 작은 제 2 영역(AR2, 예를 들면 도 9 중의 AR4나 도 10 중의 AR6)을 포함한다.
상기 5)의 구성에 의하면, 제 2 영역은, 제 1 영역에 비해, 플랜지부의 외표면의 접선 방향과 중심축이 이루는 각도가 크다. 이 때문에, 제 2 영역에 있어서의 만곡부(71B)는, 제 1 영역에 있어서의 만곡부(71A)에 비해, 완만하게 만곡하고 있고, 만곡부(71B)에 생기는 응력이 작기 때문에, 만곡부(71B)의 두께를 얇게 할 수 있다. 따라서, 제 1 영역과 제 2 영역에 있어서, 상기 각도(제 1 각도(α), 제 2 각도(β))에 따라서 만곡부의 두께를 대소시키는 것으로, 디퓨저 유로(34)의 유로 단면적이 축소하는 것을 억제하면서, 제 1 영역 및 제 2 영역의 각각에 있어서의 만곡부의 두께를 적절한 두께로 할 수 있다. 만곡부의 두께를 적절한 두께로 하는 것으로, 만곡부에 생기는 진동 응력 및 열 응력을 저감시킬 수 있기 때문에, 스트럿 커버의 고 사이클 피로 강도를 향상시킬 수 있다.
6) 몇개의 실시형태에서는, 상기 5)에 기재의 스트럿 커버(5)에 있어서,
상기 중심축(CB)에 직교하는 단면 내에 있어서, 상기 중공부(61)는 단축(MA)과, 상기 단축(MA)보다 대치수인 장축(LA)을 갖고,
상기 플레어 부재(7)의 상기 제 1 영역(영역(AR3))과 상기 제 2 영역(영역(AR4))이, 상기 중공부(61)의 상기 장축(LA)에 따른 방향에 있어서, 상기 중심축(CB)을 사이에 두고 서로 대향한다.
상기 6)의 구성에 의하면, 플레어 부재는, 상기 장축에 따른 방향의 한쪽측에 제 1 영역이 설치되고, 상기 장축에 따른 방향의 다른쪽측에 제 2 영역이 설치된다. 즉, 상기 장축에 따른 방향의 다른쪽측에 위치하는 영역(제 2 영역)에서는, 상기 장축에 따른 방향의 한쪽측에 위치하는 영역(제 1 영역)에 비해, 플랜지부(73)의 외표면(733)의 접선 방향과 중심축이 이루는 각도가 크기 때문에, 상기 영역의 만곡부(71B)에 생기는 응력이 작고, 상기 영역의 만곡부의 두께를 얇게 할 수 있다. 따라서, 상기의 구성에 의하면, 상기 장축에 따른 방향의 한쪽측에 위치하는 영역(제 1 영역) 및 상기 장축에 따른 방향의 다른쪽측에 위치하는 영역(제 2 영역)의 각각에 있어서의 만곡부(71)의 두께를 적절한 두께로 할 수 있다.
7) 몇개의 실시형태에서는, 상기 5)에 기재의 스트럿 커버(5)에 있어서,
상기 중심축(CB)에 직교하는 단면 내에 있어서, 상기 중공부(61)는 단축(MA)과, 상기 단축(MA)보다 대치수인 장축(LA)을 갖고,
상기 플레어 부재(7)의 상기 제 1 영역(영역(AR5))과 상기 제 2 영역(영역(AR6))이, 상기 중공부(61)의 상기 단축(MA)에 따른 방향에 있어서, 상기 중심축(CB)을 사이에 두고 서로 대향한다.
상기 7)의 구성에 의하면, 플레어 부재는, 상기 단축에 따른 방향의 한쪽측에 제 1 영역이 설치되고, 상기 단축에 따른 방향의 다른쪽측에 제 2 영역이 설치된다. 즉, 상기 단축에 따른 방향의 다른쪽측에 위치하는 영역(제 2 영역)에서는, 상기 단축에 따른 방향의 한쪽측에 위치하는 영역(제 1 영역)에 비해, 플랜지부(73)의 외표면(733)의 접선 방향과 중심축이 이루는 각도가 크기 때문에, 상기 영역의 만곡부(71B)에 생기는 응력이 작고, 상기 영역의 만곡부의 두께를 얇게 할 수 있다. 따라서, 상기의 구성에 의하면, 상기 단축에 따른 방향의 한쪽측에 위치하는 영역(제 1 영역) 및 상기 단축에 따른 방향의 다른쪽측에 위치하는 영역(제 2 영역)의 각각에 있어서의 만곡부의 두께를 적절한 두께로 할 수 있다.
8) 몇개의 실시형태에서는, 상기 1) 내지 4) 중 어느 하나에 기재의 스트럿 커버(5)에 있어서,
상기 플레어 부재(7)는,
상기 통형상 판금 부재(6)에 접속되는 접속단(70)과,
상기 만곡부(71)와 상기 접속단(70)과의 사이에 있어서 상기 중심축(CB)에 따라 연재하는 통형상부(72)를 포함하며,
상기 중심축(CB)에 직교하는 단면 내에 있어서, 상기 중공부(61)는 단축(MA)과, 상기 단축(MA)보다 대치수인 장축(LA)을 갖고,
상기 플레어 부재(7)는,
상기 중심축(CB)에 직교하는 단면에 있어서, 상기 중심축(CB)으로부터 상기 장축(LA)에 따른 방향으로 연장된 직선(LA1)과 교차하는 제 3 영역(BR1)과,
상기 중심축(CB)에 직교하는 단면에 있어서, 상기 중심축(CB)으로부터 상기 단축(MA)에 따른 방향으로 연장된 직선(MA1)과 교차하는 동시에, 상기 제 3 영역(BR1)에 비해 상기 통형상부(72)의 두께가 얇은 제 4 영역(BR2)을 포함한다.
상기 (8)의 구성에 의하면, 디퓨저 유로를 흐르는 연소 가스는, 배기 차실의 축방향에 따른 속도 성분 뿐만 아니라, 둘레 방향에 따라 선회하는 속도 성분을 가지므로, 연소 가스가 스트럿 커버에 충돌하면, 충돌력은 스트럿 커버가 비틀어지도록 작용한다. 이 때문에, 플레어 부재의 장축단, 즉 상기 제 3 영역은, 플레어 부재의 단축단, 즉 상기 제 4 영역에 비해 큰 힘이 작용한다. 상기 제 3 영역에 있어서의 통형상부의 두께(TT1)를 상기 제 4 영역에 있어서의 통형상부의 두께(TT2)보다 두껍게 하는 것으로, 상기 제 3 영역에 생기는 응력을 저감시킬 수 있고, 나아가서는 스트럿 커버의 고 사이클 피로 강도를 향상시킬 수 있다.
9) 몇개의 실시형태에서는, 상기 1) 내지 8) 중 어느 하나에 기재의 스트럿 커버(5)에 있어서,
상기 플레어 부재(7)는 주조에 의해 형성된 주조 부품이다.
상기 9)의 구성에 의하면, 플레어 부재는 주조 부품이므로, 판금 가공에 의해 형성된 판금 부품에 비해, 후육화가 용이하다. 또한, 주조 부품인 플레어 부재는, 판금 부품에 비해, 만곡부의 외표면의 곡률 반경을 작게 할 수 있으므로, 디퓨저 유로(34)의 유로 단면적의 축소를 효과적으로 억제할 수 있다.
10) 본 개시의 적어도 일 실시형태에 따른 가스 터빈(1)의 배기 차실(3)은,
통형상의 차실 벽(31)과,
상기 차실 벽(31)의 직경방향 내측에 배치되는 통형상의 외측 디퓨저(33)와,
상기 외측 디퓨저(33)의 직경방향 내측에 배치되어 상기 외측 디퓨저(33)와의 사이에 디퓨저 유로(34)를 형성하는 내측 디퓨저(35)와,
상기 1) 내지 9) 중 어느 하나에 기재의 스트럿 커버(5)를 구비하며,
상기 스트럿 커버(5)의 상기 플레어 부재(7)는,
상기 외측 디퓨저(33)에 연결되는 외측 플레어 부재(7A)와,
상기 내측 디퓨저(35)에 연결되는 내측 플레어 부재(7B)를 포함한다.
상기 10)의 구성에 의하면, 스트럿 커버의 플레어 부재는, 외측 디퓨저에 연결되는 외측 플레어 부재와, 내측 디퓨저에 연결되는 내측 플레어 부재를 포함하고 있다. 외측 플레어 부재 및 내측 플레어 부재의 각각은, 적어도 만곡부에 있어서, 통형상 판금 부재의 최소 두께보다 큰 두께를 가지므로, 만곡부에 생기는 응력을 저감시킬 수 있고, 나아가서는 스트럿 커버의 고 사이클 피로 강도를 향상시킬 수 있다.
11) 몇개의 실시형태에서는, 상기 10)에 기재의 배기 차실(3)에 있어서,
상기 외측 플레어 부재(7A)는, 상기 배기 차실(3)의 축선(EA)에 따른 단면에 있어서, 상기 내측 플레어 부재(7B)에 비해, 적어도 상기 중심축(CB)보다 상기 디퓨저 유로(34)의 상류측에 위치하는 상기 만곡부(71)의 두께가 두껍다.
상기 11)의 구성에 의하면, 디퓨저 유로는, 외측 플레어 부재가 위치하고 있는 배기 차실에 있어서의 외주측이, 내측 플레어 부재가 위치하고 있는 내주측에 비교해 고온으로 되어 있고, 외측 플레어 부재에는, 내측 플레어 부재에 비해, 큰 힘이 작용한다. 외측 플레어 부재는, 내측 플레어 부재에 비해, 중심축보다 디퓨저 유로의 상류측에 위치하는 만곡부의 두께를 두껍게 하는 것으로, 상기 만곡부에 생기는 응력을 저감시킬 수 있고, 나아가서는 스트럿 커버의 고 사이클 피로 강도를 향상시킬 수 있다.
12) 몇개의 실시형태에서는, 상기 10) 또는 11)에 기재의 배기 차실(3)에 있어서,
상기 외측 디퓨저(33) 및 상기 내측 디퓨저(35)의 적어도 한쪽은 판금 부품이다.
상기 12)의 구성에 의하면, 외측 디퓨저 및 내측 디퓨저의 적어도 한쪽은 판금 부품이므로, 그 두께를 얇게 할 수 있고, 나아가서는 디퓨저 유로의 유로 단면적의 축소를 억제할 수 있다. 또한, 외측 디퓨저 및 내측 디퓨저의 적어도 한쪽은 판금 부품이므로, 디퓨저 유로를 흐르는 연소 가스에 의해 크게 진동하고, 스트럿 커버의 플레어 부재에 진동 응력을 일으키게 한다. 플레어 부재의 만곡부를 두꺼운 것으로 하는 것으로, 만곡부에 생기는 진동 응력을 저감시켜, 스트럿 커버의 고 사이클 피로 강도를 향상시킬 수 있다.
13) 본 개시의 적어도 일 실시형태에 따른 가스 터빈(1)은,
상기 10) 내지 12) 중 어느 하나에 기재의 배기 차실(3)을 구비한다.
상기 13)의 구성에 의하면, 가스 터빈의 배기 차실은 상술한 스트럿 커버(5)를 구비한다. 이 경우에는, 디퓨저 유로(34)의 유로 단면적의 축소를 억제할 수 있으므로, 가스 터빈의 성능 저하를 억제할 수 있다. 또한, 스트럿 커버의 고 사이클 피로 강도를 향상시킬 수 있으므로, 가스 터빈의 장기간 운전에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
1: 가스 터빈 3: 배기 차실
31: 차실 벽 32: 베어링 케이스
33: 외측 디퓨저 34: 디퓨저 유로
34A: 디퓨저 입구부 35: 내측 디퓨저
36: 격벽 37: 베어링부
38A, 38B, 38C: 냉각 통로 4: 스트럿
41: 외표면 5: 스트럿 커버
6: 통형상 판금 부재 61: 중공부
62: 일단 63: 상단
64: 하단 7: 플레어 부재
7A: 외측 플레어 부재 7B: 내측 플레어 부재
70: 접속단 71: 만곡부
72: 통형상부 73: 플랜지부
74: 두꺼운 부분 75: 팽출부
76: 중공부 77: 내주 리브
11: 압축기 12: 연소기
13: 터빈 14: 압축기 차실
15, 23: 정익 16: 로터
17, 24: 동익 18: 공기 취입구
21: 터빈 차실 22: 연소 가스 통로
24A: 최종단 동익 AR1: 제 1 영역
AR2: 제 2 영역 AR3 내지 AR6: 영역
BR1: 제 3 영역 BR2: 제 4 영역
CA: 로터의 중심축 CB: 통형상 판금 부재의 중심축
EA: 축선 LA: 장축
LA1, MA1: 직선 MA: 단축
R1, R2: 곡률 반경 TC: 최소 두께
TF: 두께 TL: 접선

Claims (13)

  1. 중공부를 갖는 통형상 판금 부재와,
    상기 통형상 판금 부재의 축방향에 있어서의 일단에 접속되고, 상기 통형상 판금 부재로부터 상기 축방향으로 멀어짐에 따라 상기 통형상 판금 부재의 중심축으로부터의 거리가 증가하는 외표면을 갖는 만곡부를 포함한 플레어 부재를 구비하며,
    상기 플레어 부재는, 적어도 상기 만곡부에 있어서, 상기 통형상 판금 부재의 최소 두께보다 큰 두께를 갖고,
    상기 플레어 부재의 상기 만곡부의 내표면은 상기 통형상 판금 부재의 내표면에 대해서 상기 중심축측으로 돌출되어 있고,
    상기 플레어 부재는,
    상기 통형상 판금 부재에 접속되는 접속단과,
    상기 만곡부를 사이에 두고 상기 접속단과는 반대측에 위치하는 플랜지부를 포함하며,
    상기 플레어 부재는, 상기 중심축에 따른 단면에 있어서, 상기 플랜지부의 외주연 영역에 있어서의 상기 플랜지부의 내표면의 접선을 사이에 두고 상기 통형상 판금 부재와는 반대측으로 팽출하고 있고,
    상기 플레어 부재는, 상기 중심축에 따른 단면에 있어서, 상기 접선을 사이에 두고 상기 통형상 판금 부재와는 반대측으로 팽출하고 있는 팽출부의 내표면이 볼록형상으로 만곡하고 있고,
    상기 플레어 부재의 만곡부는, 상기 중심축에 따른 단면에 있어서, 상기 통형상 판금 부재의 내표면에 대해서 상기 통형상 판금 부재의 중심축측으로 돌출되어 있는 두꺼운 부분을 포함하고, 상기 두꺼운 부분의 내표면은 볼록형상으로 만곡되어 있으며,
    상기 팽출부의 내표면과 상기 두꺼운 부분의 내표면은 볼록형상으로 만곡된 곡선을 형성하도록 연결되는
    가스 터빈의 스트럿 커버.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 플레어 부재는,
    상기 플랜지부의 외표면의 접선 방향과 상기 중심축이 제 1 각도를 이루는 제 1 영역과,
    상기 중심축을 사이에 두고 상기 제 1 영역에 대향하는 위치에 설치되고, 상기 플랜지부의 외표면의 접선 방향과 상기 중심축이 상기 제 1 각도보다 큰 제 2 각도를 이루는 동시에, 상기 제 1 영역에 비해 상기 만곡부의 두께가 작은 제 2 영역을 포함하는
    가스 터빈의 스트럿 커버.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 중심축에 직교하는 단면 내에 있어서, 상기 중공부는 단축과, 상기 단축보다 대치수인 장축을 갖고,
    상기 플레어 부재의 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역이, 상기 중공부의 상기 장축에 따른 방향에 있어서, 상기 중심축을 사이에 두고 서로 대향하는
    가스 터빈의 스트럿 커버.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 중심축에 직교하는 단면 내에 있어서, 상기 중공부는 단축과, 상기 단축보다 대치수인 장축을 갖고,
    상기 플레어 부재의 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역이, 상기 중공부의 상기 단축에 따른 방향에 있어서, 상기 중심축을 사이에 두고 서로 대향하는
    가스 터빈의 스트럿 커버.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 플레어 부재는,
    상기 만곡부와 상기 접속단과의 사이에 있어서 상기 중심축에 따라 연재하는 통형상부를 포함하며,
    상기 중심축에 직교하는 단면 내에 있어서, 상기 중공부는 단축과, 상기 단축보다 대치수인 장축을 갖고,
    상기 플레어 부재는,
    상기 중심축에 직교하는 단면에 있어서, 상기 중심축으로부터 상기 장축에 따른 방향으로 연장된 직선과 교차하는 제 3 영역과,
    상기 중심축에 직교하는 단면에 있어서, 상기 중심축으로부터 상기 단축에 따른 방향으로 연장된 직선과 교차하는 동시에, 상기 제 3 영역에 비해 상기 통형상부의 두께가 얇은 제 4 영역을 포함하는
    가스 터빈의 스트럿 커버.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 플레어 부재는 주조에 의해 형성된 주조 부품인
    가스 터빈의 스트럿 커버.
  10. 통형상의 차실 벽과,
    상기 차실 벽의 직경방향 내측에 배치되는 통형상의 외측 디퓨저와,
    상기 외측 디퓨저의 직경방향 내측에 배치되어 상기 외측 디퓨저와의 사이에 디퓨저 유로를 형성하는 내측 디퓨저와,
    제 1 항에 기재된 스트럿 커버를 구비하며,
    상기 스트럿 커버의 상기 플레어 부재는,
    상기 외측 디퓨저에 연결되는 외측 플레어 부재와,
    상기 내측 디퓨저에 연결되는 내측 플레어 부재를 포함하는
    가스 터빈의 배기 차실.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 외측 플레어 부재는, 상기 배기 차실의 축선에 따른 단면에 있어서, 상기 내측 플레어 부재에 비해, 적어도 상기 중심축보다 상기 디퓨저 유로의 상류측에 위치하는 상기 만곡부의 두께가 두꺼운
    가스 터빈의 배기 차실.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 외측 디퓨저 및 상기 내측 디퓨저의 적어도 한쪽은 판금 부품인
    가스 터빈의 배기 차실.
  13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 기재된 배기 차실을 구비하는
    가스 터빈.
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