(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンに直結される排気ダクトであって、
筒状体を構成するダクトプレートと、
該ダクトプレートの外周部から径方向外方に突出すると共に周方向に環状に設けられた一つの補強リブと、
前記ダクトプレートの内周部に前記補強リブに対応するように設けられ、前記ダクトプレートの内周面のうち前記径方向において前記補強リブと重なる部分を、前記内周面と間隔を置いて覆って前記ダクトプレートとの間に断熱層を形成する遮熱板と、
前記ダクトプレートの内周面から前記径方向内方に向けて突出する突出壁と、を備え、
前記ダクトプレートの内周面は、前記遮熱板に覆われておらず前記径方向内方に露出する領域を有し、
前記遮熱板は、前記突出壁の下流側に隣接して設けられ、上流側の端部に前記ダクトプレート側に延出する延出部が形成されていることを特徴とする排気ダクト。
【請求項２】
前記遮熱板の前記延出部は、前記ダクトプレートの内周面と間隔をおいて設けられることを特徴とする請求項１に記載の排気ダクト。
【請求項３】
前記ダクトプレートと前記補強リブとを外方から前記周方向に囲繞する保温材を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の排気ダクト。
【請求項４】
前記遮熱板は、複数の遮熱板片が周方向に熱変形可能に連設してなることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか一項に記載の排気ダクト。
【請求項５】
前記遮熱板片を前記径方向に係止すると共に、前記周方向にスライドさせて熱変形可能なスライド係止体を備えることを特徴とする請求項４に記載の排気ダクト。
【請求項６】
前記スライド係止体のスライドピンには、二つの六角ナットが前記遮熱板片を介して一方は前記ダクトプレート側に、他方は前記遮熱板片の内周部側に螺着され、
前記遮熱板片の内周部側の前記六角ナットはロックワイヤで締結され廻り止めされたことを特徴とする請求項５に記載の排気ダクト。
【請求項７】
前記遮熱板は、互いに隣接する二つの遮熱板片が間隙を置いて連設され、
これら隣接する二つの遮熱板片のうちの一方に設けられ、これら隣接する二つの遮熱板片の双方に重なって前記間隙を被覆する被覆板片を備えることを特徴とする請求項６に記載の排気ダクト。
【請求項８】
前記スライド係止体の前記スライドピンは、前記ダクトプレートに複数立設され、
隣接する一対の前記スライドピンに前記遮熱板片及びスライド板を介して内周部側に前記六角ナットがそれぞれ螺着され、
前記スライド板上の隣接する一対の前記六角ナットに対し、一方を前記六角ナットが締まる回転方向に、他方を前記回転方向と逆方向に前記ロックワイヤがそれぞれ締結されることを特徴とする請求項６又は７に記載の排気ダクト。
【請求項９】
前記断熱層には繊維材料からなる断熱材が設けられていることを特徴とする請求項１から８のうちいずれか一項に記載の排気ダクト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、ガスタービンに直結される排気ダクトに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ガスタービンの高効率化を図るために、ガスタービン燃焼室における流体の温度を高温化させる傾向にあり、これに伴って排気ガスの高温化が進んでいる。ガスタービン出口に接続される排気ダクトにおいては、上記排気ガスの高温化に対応するために、耐高温性に優れる材料が使用される一方、構造面においても熱応力を考慮した構造が必要とされている。
【０００３】
下記特許文献１には、次のようなエキスパンションジョイントで接続された前部ダクトブロックと後部ダクトブロックとからなる排気ダクトが開示されている。すなわち、このエキスパンションジョイントは、上記二つのダクトブロックとの各接続部に両ダクト端部外周にそれぞれ対向する面を有する二つのフレームと、これら二つのフレーム間に設けられた伸縮自在な部材と、フレームと該フレームが取付けられるダクト外周囲との間をそれぞれ連結する支持部材と、上記二つのダクトブロックの外部にそれぞれ一端が固定され、他端が各フレームの先端部周囲が伸縮自在な部材を引っ張る方向へ傾斜するのを防止するストッパとを備えたものであり、エキスパンションジョイントの熱応力による影響を緩和している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３５０９７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このような排気ダクトの一種として、筒状体を構成するダクトプレートの自重による曲げ応力を緩和するために、ダクトプレートの外周部から径方向外方に突出し、周方向に環状に設けられた補強リブを備えたものがある。
【０００６】
この種の排気ダクトでは、ガスタービンの稼働中に発生する熱応力の低減を図るために、ダクトプレートと補強リブとに同じ材料が用いられて熱膨張係数が等しくされると共に、ダクトプレートと補強リブとを囲繞する保温材が設けられて、ダクトプレート及び補強リブの熱放出量が略同一にされている。すなわち、ダクトプレートと補強リブとを略同一の温度とすることにより、両者の熱変形（熱膨張及び熱収縮）量の差分を小さくして、熱応力の低減を図るものである。
【０００７】
しかしながら、上記の構成では、ガスタービンの起動時及び停止時において、排気ガス等に直接晒されて熱の授受が行われるダクトプレートと、ダクトプレートと保温材とに挟まれて主にダクトプレートと熱の授受が行われる補強リブとで、温度差が生じる。このため、ダクトプレートと補強リブとに大きな熱応力が発生し、この繰り返しにより低サイクル疲労が発生してしまうという問題があった。これに起因して、排気ダクトの使用寿命が短期なものとなり、定期的なメンテナンスや交換作業が必要になるという問題があった。
【０００８】
本願発明は、このような事情を考慮してなされたもので、以下のことを目的とする。
（１）ガスタービンの始動時及び停止時に発生する熱応力の発生を抑制すると共に低サイクル疲労を抑制する。
（２）長期的な使用が可能で、メンテナンスの労力を低減する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本願発明に係る排気ダクトは、ガスタービンに直結される排気ダクトであって、筒状体を構成するダクトプレートと、該ダクトプレートの外周部から径方向外方に突出すると共に周方向に環状に設けられた一つの補強リブと、前記ダクトプレートの内周部に前記補強リブに対応するように設けられ、前記ダクトプレートの内周面のうち前記径方向において前記補強リブと重なる部分を、前記内周面と間隔を置いて覆って前記ダクトプレートとの間に断熱層を形成する遮熱板と、前記ダクトプレートの内周面から前記径方向内方に向けて突出する突出壁と、を備え、前記ダクトプレートの内周面は、前記遮熱板に覆われておらず前記径方向内方に露出する領域を有し、前記遮熱板は、前記突出壁の下流側に隣接して設けられ、上流側の端部に前記ダクトプレート側に延出する延出部が形成されていることを特徴とする。
また、前記遮熱板の前記延出部は、前記ダクトプレートの内周面と間隔をおいて設けられることを特徴とする。
さらに、前記ダクトプレートと前記補強リブとを外方から前記周方向に囲繞する保温材を備えることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、ダクトプレートの内周面のうち、径方向において補強リブと重なる部分を、内周面と間隔を置いて覆ってダクトプレートとの間に断熱層を形成する遮熱板を備えるので、この補強リブと重なる部分の内周面が排気ダクトの流路に直接晒されず、断熱層を介して排気ガス等と熱の授受を行うこととなる。これにより、ガスタービンの起動時や停止時において、補強リブと重なる部分の内周面の温度変化が、排気ダクトの流路に直接晒された場合と比較して緩やかなものとなり、急激な温度変化が生じない。
一方、補強リブは、主にダクトプレートと熱の授受が行われ、ダクトプレートの温度変化に従って緩やかに温度が変化する。
すなわち、ガスタービンの起動時及び停止時において、ダクトプレートと補強リブとの温度変化の速度の差分が小さいものとなり、ダクトプレートと補強リブとで大きな温度差が生じない。
従って、ダクトプレートと補強リブとに熱応力が発生することを抑制することができると共に、低サイクル疲労が発生することを抑制することができる。
よって、長期的な使用が可能で、メンテナンスの労力を低減することが可能となる。
【００１１】
また、ダクトプレートの内周面に突出壁を備え、遮熱板が突出壁の下流側に隣接して設けられるので、排気ガスが断熱層に流れ込むことを抑制する。
さらに、上流側端部に前記ダクトプレート側に延出する延出部が形成されているので、排気ガスが断熱層に流れ込むことを抑制する。
すなわち、断熱効果が高められ、ダクトプレートと補強リブとの温度差をさらに縮小することができる。
【００１２】
また、前記遮熱板は、複数の遮熱板片が周方向に熱変形可能に連設してなることを特徴とする。
この構成によれば、前記遮熱板は、複数の遮熱板片が熱変形可能に周方向に連設してなるので、遮熱板片が熱変形しても周方向に拘束を受けず、自らの熱変形によって熱応力が生じない。
そして、既存の排気ダクトの内径の大きさに関わらず、容易に遮熱板を取り付けることが可能となる。
【００１３】
また、前記遮熱板片を前記径方向に係止すると共に、前記周方向にスライド可能なスライド係止体を備えることを特徴とする。
この構成によれば、スライド係止体を備えるので、簡易な構成で遮熱板を径方向に係止すると共に周方向に熱変形させることが可能となる。
【００１４】
また、前記スライド係止体のスライドピンには、二つの六角ナットが前記遮熱板片を介して一方は前記ダクトプレート側に、他方は前記遮熱板片の内周部側に螺着され、前記遮熱板片の内周部側の前記六角ナットはロックワイヤで締結され廻り止めされたことを特徴とする。
【００１５】
さらに、前記遮熱板は、互いに隣接する二つの遮熱板片が間隙を置いて連設され、これら隣接する二つの遮熱板片のうちの一方に設けられ、これら隣接する二つの遮熱板片の双方に重なって前記間隙を被覆する被覆板片を備えることを特徴とする。
この構成によれば、互いに隣接する二つの遮熱板片が間隙を置いて連設され、この間隙を被覆する被覆板片を備えるので、隣接する遮熱板片の相互干渉を避けて遮熱板片を熱変形させることができる。これにより、隣接する二つの遮熱板片間が相互に拘束を受けず、熱応力が生じない。
【００１６】
また、前記スライド係止体の前記スライドピンは、前記ダクトプレートに複数立設され、隣接する一対の前記スライドピンに前記遮熱板片及びスライド板を介して内周部側に前記六角ナットがそれぞれ螺着され、前記スライド板上の隣接する一対の前記六角ナットに対し、一方を前記六角ナットが締まる回転方向に、他方を前記回転方向と逆方向に前記ロックワイヤがそれぞれ締結されることを特徴とする。
【００１７】
さらに、前記断熱層には繊維材料からなる断熱材が設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、断熱層には繊維材料からなる断熱材が設けられているので、断熱効果が高められ、ダクトプレートと補強リブとの温度差をさらに縮小することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本願発明に係る排気ダクトによれば、ダクトプレートの内周面のうち、径方向において補強リブと重なる部分を、内周面と間隔を置いて覆ってダクトプレートとの間に断熱層を形成する遮熱板を備えるので、この補強リブと重なる部分の内周面が排気ダクトの流路に直接晒されず、断熱層を介して排気ガス等と熱の授受を行うこととなる。これにより、ガスタービンの起動時や停止時において、補強リブと重なる部分の内周面の温度変化が、排気ダクトの流路に直接晒された場合と比較して緩やかなものとなり、急激な温度変化が生じない。
一方、補強リブは、主にダクトプレートと熱の授受が行われ、ダクトプレートの温度変化に従って緩やかに温度が変化する。
すなわち、ガスタービンの起動時及び停止時において、ダクトプレートと補強リブとの温度変化の速度の差分が小さいものとなり、ダクトプレートと補強リブとで大きな温度差が生じない。
従って、ダクトプレートと補強リブとに熱応力が発生することを抑制することができると共に、低サイクル疲労が発生することを抑制することができる。
よって、長期的な使用が可能で、メンテナンスの労力を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本願発明の実施形態に係るガスタービンシステムＳの下流側の一部を示した概略構成図である。
【図２】本願発明の実施形態に係る排気ダクト１を側面から見た一部断面図である。
【図３】本願発明の実施形態に係る排気ダクト１の内部構成図であって、図２におけるＩ−Ｉ線断面図である。
【図４】本願発明の実施形態に係る排気ダクト１の要部拡大図であって、図２における要部IIの拡大図である。
【図５】本願発明の実施形態に係る遮熱板片１１を示す図であって、図５（ａ）は、上面図であり、図５（ｂ）は、正面図である。
【図６】本願発明の実施形態に係る排気ダクト１の要部拡大図であって、図２における要部IIIの拡大図である。
【図７】本願発明の実施形態に係るスライド係止体２０の概略構成図であって、図６におけるIV−IV線断面図である。なお、図７においては、理解容易のため、遮熱板１０、遮熱板片１１及び被覆板片１２を直線で表示しているが、本来は湾曲している。
【図８】本願発明の実施形態に係る排気ダクト１の要部断面図であって、図４における要部Ｖを示した図である。
【図９】本願発明の実施形態に係る排気ダクト１の動作説明図である。
【図１０】本願発明の実施形態に係る遮熱板１０に覆われた部分のダクトプレート２と補強リブ３との温度差を示すグラフを示したものであり、遮熱板１０を備えない排気ダクトを対象として示している。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照し、本願発明の実施の形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るガスタービンシステムＳの下流側の一部を示した概略構成図である。図１に示すように、このガスタービンシステムＳは、ガスタービンＴの最下流側に位置する後部排気室Ｒに直結される排気ダクト１と、この排気ダクト１に第一エキスパンションＥ１を介して接続されたスクウェアダクトＤと、このスクウェアダクトＤに第二エキスパンションＥ２を介して接続された排ガスボイラ接続口Ｂを備えている。
【００２１】
図２は、本実施形態に係る排気ダクト１を側面から見た一部断面図であり、図３は、図２におけるＩ−Ｉ線断面図であり、図４は、図２における要部IIの拡大図である。なお、図３においては、理解容易のために補強リブ３を表記している。
【００２２】
排気ダクト１は、図２及び図３に示すように、ダクトプレート２と、補強リブ３と、図４に示すように、保温材５と（図２及び図３において不図示）、遮熱板１０と、複数のスライド係止体２０と、断熱材３０と、ダクトプレート２と接合された突出壁４０とを備えている。
【００２３】
ダクトプレート２は、図２及び図３に示すように、円筒状体に形成されたものであり、ガスタービンＴの後部排気室Ｒに直結されたものである。
このダクトプレート２は、後部排気室Ｒと同一の材料が用いられており、具体的には、マルテンサイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４１０）が用いられている。すなわち、補強リブ３とダクトプレート２の熱膨張率が等しくされて、後部排気室Ｒの接合部ｒ１と、ダクトプレート２の接合部２ａとの間で径方向の熱変形量が略等しくなるようにされている。
【００２４】
補強リブ３は、ダクトプレート２の自重による曲げ応力を緩和するために設けられたものである。
この補強リブ３は、図１から図３に示すように、ダクトプレート２の外周面２ｂから径方向外方に突出しており、径方向の断面形状が略矩形とされたものである。このような補強リブは、図３に示すように、外周面２ｂに沿ってダクトプレート２の周方向に環状に設けられている。
この補強リブ３は、ダクトプレート２と同一のステンレス鋼（ＳＵＳ４１０）が用いられている。すなわち、補強リブ３とダクトプレート２との熱膨張率が等しくされている。
【００２５】
保温材５は、図４に示すように、ダクトプレート２と補強リブ３とを外方から周方向に囲繞して、これらダクトプレート２と補強リブ３とを外面保温している。この保温材５は、ガスタービンＴの稼動中におけるダクトプレート２及び補強リブ３の熱放出量を略等しくして、両者の温度を略同一にするために設けられている。
【００２６】
遮熱板１０は、ダクトプレート２との間に断熱層を形成するものであり、遮熱板片１１と、被覆板片１２とを備えている。
遮熱板片１１は、図５に示すように、厚さ方向に湾曲した板状の部材であり、長手方向に直交する厚さ断面が円弧状となっている（図５（ｂ）参照）。
この遮熱板片１１は、凹面１１ａと凸面１１ｂとを法線方向に貫通する複数の貫通孔を有している。この貫通孔は、遮熱板片１１の長手方向両側に６つずつ（２行３列）形成されている。この複数の貫通孔は、十一個の大径孔１１ｃと、一つの基準孔１１ｄとからなり、１行目２列目（長手方向における一端１１ｅ，他端１１ｆのうち、一端１１ｅの端縁に沿って形成された三つの貫通孔のうち二番目の貫通孔）に基準孔１１ｄが形成されている。
なお、大径孔１１ｃは、孔径がｄ１となっており、基準孔１１ｄは、孔径ｄ２となっている。
【００２７】
また、遮熱板片１１は、一端１１ｅ，他端１１ｆの端縁に沿って凹面１１ａから法線方向に延出する一端延出部（延出部）１１ｇと他端延出部１１ｈとを有している。
【００２８】
この遮熱板片１１は、図４に示すように、凸面１１ｂをダクトプレート２の内周面２ｃに沿わして内周面２ｃと間隔を置いた状態で、ダクトプレート２の周方向に複数連設されて、全体的に環状に並べられている（図３参照）。この状態においては、一端１１ｅがガスタービンＴ側に位置しており、互いに隣接する二つの遮熱板片１１が間隙Ｃ（図６）を介して隣接している。
【００２９】
図６は、遮熱板１０の要部拡大図であって、図２における要部IIIの拡大図であり、図７は、図６におけるIV−IV線断面図である。
なお、図７においては、理解容易のため、遮熱板１０、遮熱板片１１及び被覆板片１２を直線で表示しているが、本来は湾曲している。
【００３０】
被覆板片１２は、厚さ方向に湾曲した細長の板状部材であり、遮熱板片１１と同様に長手方向に直交する厚さ断面が円弧状となっている（図７においては、真直なものとして表示している。）。
この被覆板片１２は、凸面１２ａを隣接する二つの遮熱板片１１の双方の凹面１１ａに対向させた状態で、これら隣接する二つの遮熱板片１１に亘って重ねられ、間隙Ｃを被覆している。この状態において、これら隣接する二つの遮熱板片１１の一方に溶接接合されている。
なお、遮熱板片１１及び被覆板片１２は、ダクトプレート２と同一のステンレス鋼（ＳＵＳ４１０）が用いられ、補強リブ３及びダクトプレート２と熱膨張率が等しくされている。
【００３１】
スライド係止体２０は、遮熱板片１１を径方向に固定すると共に、周方向にスライドさせて熱変形可能に係止する。
各スライド係止体２０は、図７に示すように、二つのスライド板２１と、スライドピン２２と、二つの六角ナット２３とから構成されている。
二つのスライド板２１は、図６及び図７に示すように、それぞれ中空円盤状の部材であり、内孔２１ａにスライドピン２２が嵌挿されている。
スライドピン２２は、図７に示すように、孔径ｄ２（実際にはｄ２よりも僅かに小さい）のものであり、外周に雄ネジ部が形成されて六角ナット２３と螺合している。このスライドピン２２は、一端がダクトプレート２の内周面２ｃに溶接接合されている。
六角ナット２３は、ナット外径が大径孔１１ｃよりも小さいものである。
【００３２】
このような構成のスライド係止体２０は、遮熱板片１１の各大径孔１１ｃ及び基準孔１１ｄに取り付けられている。具体的には、スライドピン２２の雄ネジ部の基端側に一方の六角ナット２３が螺着した状態で、スライドピン２２が一方のスライド板２１、遮熱板片１１、他方のスライド板２１の順で挿入され、この上から他方の六角ナット２３が螺着している。すなわち、スライドピン２２に螺着した二つの六角ナット２３が、二つのスライド板２１を上下から挟んで押圧している。
【００３３】
基準孔１１ｄに取り付けられたスライド係止体２０は、六角ナット２３によって固定された二つのスライド板２１が、遮熱板片１１の径方向の移動を係止し、孔径ｄ２の基準孔１１ｄに挿入されたスライドピン２２が周方向の移動を係止している。
一方、大径孔１１ｃに取り付けられたスライド係止体２０は、六角ナット２３によって固定された二つのスライド板２１が、遮熱板片１１の径方向の移動を係止すると共に、遮熱板片１１が、孔径ｄ３と孔径ｄ２の差分ｄ４だけ周方向及び軸方向に、二つのスライド板２１の間をスライド可能とする。
なお、基端側の一方の六角ナット２３は、予め定められた位置で廻り止め溶接され、他方の六角ナット２３は、図６に示すように、遮熱板片１１の長手方向に隣接する六角ナット２３とロックワイヤ２５で締結されて廻り止めがされている。
【００３４】
断熱材３０は、図４及び図７に示すように、遮熱板１０とダクトプレート２との間に設けられている。本実施形態では、断熱材３０として生体溶解性ファイバーを用いており、湾状の塊とした生体溶解性ファイバーをワイヤーメッシュで覆ってブロック体とし、このブロック体を複数個、ダクトプレート２の内周面に環状に連設している。なお、各ブロック体は、スライドピン２２に突き刺しており、この上から上述した手順でスライド係止体２０が設けられる。
【００３５】
図８は、排気ダクト１の要部断面図であって、図４における要部Ｖを示した図である。
突出壁４０は、ダクトプレート２の内周面２ｃから径方向内方に向けて環状に突出しており、上流側において遮熱板１０の一端延出部１１ｇに隣接している。
【００３６】
次に、上記の構成からなる排気ダクト１の動作について説明する。
まず、図１に示すように、ガスタービンＴを起動すると、ガスタービンＴが後部排気室Ｒから排気ダクト１に排気ガスを排出する。この排気ガスは、約６００℃であり、比較的に高温のものである。
この排気ダクト１に排出された排気ガスは、第一エキスパンションＥ１を介してスクウェアダクトＤ、第二エキスパンションＥ２を介して排ガスボイラ接続口Ｂに順に流れていく。このように、排気ガスが排気ダクト１の内部を連続的に通過していき、排気ダクト１の温度を上昇させる。
【００３７】
排気ダクト１に流入した排気ガスのうち、径方向外側に流れる排気ガスは、図２に示すように内周面２ｃに接触しながら下流側に流れ、図８に示す突出壁４０に衝突する。その後、遮熱板１０の表面（遮熱板片１１の凹面１１ａ，被覆板片１２の凹面１２ｂ）に接触しながら、さらに下流側へと流れていく。この際、突出壁４０と一端延出部１１ｇが重ねられているため、排気ガスは遮熱板片１１と内周面２ｃとの間に流入し難くなっている。
なお、各下流側の端部（他端１１ｆ側）から回り込むようにして、遮熱板片１１と内周面２ｃとの間に流入しようとする排気ガスは、他端延出部１１ｈによって流入が阻止される。
このようにして、遮熱板１０の表面を流れた排気ガスは、第二エキスパンションＥ２へと流出していく。
【００３８】
遮熱板１０の表面を流れる排気ガスにより、遮熱板１０の温度が上昇していく。そして、この遮熱板１０の熱が、断熱材３０を介して、遮熱板１０に覆われた内周面２ｃに伝わり、ダクトプレート２の温度が緩やかに上昇していく。さらに、このダクトプレート２の熱が、補強リブ３に伝わってダクトプレート２と共に補強リブ３の温度が緩やかに上昇していく。
【００３９】
上記遮熱板１０の温度の上昇により、遮熱板１０が熱膨張する。
具体的には、遮熱板片１１が基準孔１１ｄ（図５参照）に位置決めされた状態で周方向に熱膨張する。ここで、各大径孔１１ｃにおけるスライド係止体２０に着目すると、図９に示すように、スライドピン２２を基準にして、遮熱板片１１がスライド板２１間において周方向両側にスライドし、孔径ｄ３が孔径ｄ３´に広がる。隣接する二つの遮熱板片１１においては、二つの遮熱板片１１の周方向の熱膨張によって間隙Ｃが間隙Ｃ´に狭まると共に、一方の遮熱板片１１（１１Ａ）に溶接された被覆板片１２が他方の遮熱板片１１（１１Ｂ）側に変位する。この被覆板片１２は、変位しても間隙Ｃ´（間隙Ｃ）を継続して被覆する。
【００４０】
このように、遮熱板片１１が一の基準孔１１ｄにおけるスライド係止体２０によって位置決めされると共に、大径孔１１ｃにおけるスライド係止体２０によって周方向にスライドして熱膨張する。このように、各遮熱板片１１の周方向の熱膨張が拘束を受けないため、自らの熱膨張によって熱応力が生じない。
また、複数の遮熱板片１１の周方向の熱膨張が、間隙Ｃに吸収されて、遮熱板片１１同士が相互に拘束を受けずに独立して熱膨張するため、隣接する二つの遮熱板片１１間が相互に拘束を受けず、熱応力が生じない。
【００４１】
図１０（ａ）は、遮熱板１０に覆われた部分のダクトプレート２と補強リブ３との温度差を示すグラフであって、ガスタービンＴの起動から停止までを示したグラフである。このグラフにおいて、ｔ２はダクトプレート２の温度、ｔ３１は補強リブ３の側壁の温度、Ｔ３２は補強リブ３の角部の温度、Ｔ３３は補強リブ３の天板の温度を意味している（図４参照）。すなわち、実線で示したものがダクトプレート２及び補強リブ３の側壁の温度差、破線で示したものがダクトプレート２と補強リブ３の角部の温度差、一点鎖線で示したものがダクトプレート２と補強リブ３の天板の温度差をそれぞれ示している。図１０（ｂ）は、排気ダクト１と同様の構成のダクトプレートであって、遮熱板１０を備えないものを比較の対象として示したものである。
【００４２】
図１０（ａ）に示すように、排気ダクト１は、ガスタービンＴの起動後において、ダクトプレート２と補強リブ３とで５０℃以内の温度差が生じ、ガスタービンＴの停止後に温度差が７０℃程度になった後に、温度差が緩やかに減少していく。また、ダクトプレート２と補強リブ３との温度差の範囲が９９．９℃となった。
一方、図１０（ｂ）に示すように、遮熱板１０を備えない排気ダクトにおいては、起動後と停止時にダクトプレートと補強リブとに激しい温度差が生じ、この温度差の範囲が３４７．１℃となった。
【００４３】
以上説明した通り、本実施形態に係る排気ダクト１によれば、ダクトプレート２の内周面２ｃのうち、径方向において補強リブ３と重なる部分を、内周面２ｃと間隔を置いて覆ってダクトプレート２との間に断熱層を形成する遮熱板１０を備えるので、この補強リブ３と重なる部分の内周面２ｃが排気ダクト１の流路に直接晒されず、断熱層を介して排気ガス等と熱の授受を行うこととなる。これにより、ガスタービンＴの起動時や停止時において、補強リブ３と重なる部分の内周面２ｃの温度変化が、排気ダクト１の流路に直接晒された場合と比較して緩やかなものとなり、急激な温度変化が生じない。
一方、補強リブ３は、ダクトプレート２と断熱材３０に挟まれているので、主にダクトプレート２と熱の授受が行われ、ダクトプレート２の温度変化に従って緩やかに温度が変化する。
すなわち、ガスタービンＴの起動時及び停止時において、ダクトプレート２と補強リブ３との温度変化の速度の差分が小さいものとなり、ダクトプレート２と補強リブ３とで大きな温度差が生じない。
従って、ダクトプレート２と補強リブ３とに熱応力が発生することを抑制することができると共に、低サイクル疲労が発生することを抑制することができる。
よって、長期的な使用が可能で、メンテナンスの労力を低減することが可能となる。
【００４４】
また、遮熱板１０は、複数の遮熱板片１１が熱変形可能に周方向に連設してなるので、遮熱板片１１の熱変形が周方向に拘束を受けず、自らの熱変形によって熱応力が生じない。
また、既存の排気ダクト１の内径の大きさに関わらず、容易に遮熱板１０を取り付けることが可能となる。
【００４５】
また、互いに隣接する二つの遮熱板片１１が間隙Ｃを置いて連設され、この間隙Ｃを被覆する被覆板片１２を備えるので、隣接する遮熱板片１１の相互干渉を避けて遮熱板片１１を熱変形させることができる。これにより、隣接する二つの遮熱板片１１間が相互に拘束を受けず、熱応力が生じない
【００４６】
また、スライド係止体２０を備えるので、簡易な構成で遮熱板１０を径方向に係止すると共に周方向に熱変形させることが可能となる。
【００４７】
また、ダクトプレート２の内周面２ｃに突出壁４０を備え、遮熱板１０が突出壁４０の下流側に隣接して設けられるので、排気ガスが断熱層に流れ込むことを抑制する。
また、上流側端部にダクトプレート２側に延出する一端延出部１１ｇが形成されているので、排気ガスが断熱層に流れ込むことを抑制する。
すなわち、断熱効果が高められ、ダクトプレート２と補強リブ３との温度差をさらに縮小することができる。
【００４８】
また、断熱層には繊維材料からなる断熱材３０が設けられているので、断熱効果が高められ、ダクトプレート２と補強リブ３との温度差をさらに縮小することができる。
【００４９】
なお、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本願発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、上述した実施の形態では、遮熱板片１１の間に間隙を形成し、この間隙Ｃを被覆板片１２で被覆する構成としたが、間隙を設けずに遮熱板片の縁部を重ねる構成としてもよい。この構成においては、遮熱板片の縁部の薄さを調整して、縁部が互い違いに重なるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１…排気ダクト  ２…ダクトプレート  ２ｂ…外周面  ２ｃ…内周面  ３…補強リブ  ５…保温材  １０…遮熱板  １１…遮熱板片  １１ｇ…一端延出部（延出部）  １２…被覆板片  ２０…スライド係止体  ３０…断熱材  ４０…突出壁  Ｃ…間隙  Ｔ…ガスタービン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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