(57)【要約】【課題】  決定的な影響が稼働中であるガスタービンシステムの発生させる振動条件付き構造的共振に採用されて、ガスタービンシステムが出来るだけ振動乏しく据え付けるように構成すること。【解決手段】  ロータユニットが静止外部ハウジングの内部に回転可能に支承されていて、流体回転機械の重量を収容するために軸方向長手延長部で外部ハウジングに対して互いに間隔を置いた配置された少なくとも二つの支持体を備えて、これら支持体が一方では外部ハウジングに直接或いは間接に連結されて、他方では基礎フレームに直接或いは間接に支持されていて、流体回転機械、特にガスタービンシステムを据付ける装置と方法が記載されている。この発明は、少なくとも一つの支持体が専ら部分領域にて少なくとも二つの支持板要素に支持される少なくとも一つの支持面を備えていて、そして支持体の少なくとも一つの支持面が支持板要素を介して基礎フレームと作用接続されていることを特徴とする。
2009530525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータユニット（６）が静止外部ハウジング（５）の内部に回転可能に支承されていて、流体回転機械（１）の重量を収容するために軸方向長手延長部で外部ハウジング（５）に対して互いに間隔を置いた配置された少なくとも二つの支持体（３）を備えて、これら支持体が一方では外部ハウジング（５）に直接或いは間接に連結されて、他方では基礎フレーム（１０）に直接或いは間接に支持されていて、流体回転機械、特にガスタービンシステムを据付ける装置において、少なくとも一つの支持体（３）が専ら部分領域にて少なくとも二つの支持板要素（１１）に支持される少なくとも一つの支持面（８）を備えていて、そして支持体（３）の少なくとも一つの支持面（８）が支持板要素（１１）を介して基礎フレーム（１０）と作用接続されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
支持面（８）が平らに形成されて且つ水平方向に配向されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
少なくとも二つの支持板要素（１１）が直接に支持体（３）の支持面（８）と基礎フレーム（１０）の載置面（９）との間に取付けられることを特徴とする請求項１或いは２に記載の装置。
【請求項４】
支持板要素（１１）が専ら流体回転機械（１）の重力によって支持面（８）と基礎フレーム（１０）の間に締め付けられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
支持板要素（１１）が基礎フレーム（１０）の機械的緩和の際に流体回転機械（１）の重力により基礎フレーム（１０）の載置面（９）にゆったりと載置されて、載置面（９）に対して横方向に移動できることを特徴とする請求項３或いは４に記載の装置。
【請求項６】
流体回転機械（１）を基礎フレーム（１０）の載置面（９）に対する支持体（３）によって昇降させる昇降装置（１２）が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
支持板要素（１１）が一部材で形成されているか、或いは複数の個々の積載部に配置されたスペーサ円板を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
少なくとも一つの支持体（３）がロータユニット（６）を貫通する回転軸線に対して対称的に流体回転機械（１）を支持し、そして支持面（８）が流体回転機械（１）の旋回点線を垂直に切断することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
支持面（８）が旋回点線に対して対称的に形成されていることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
少なくとも一つの支持体（３）が流体回転機械（１）の外部ハウジング（５）に対して反対に輪郭を描いた窪み（７）を備えていて、その窪みが外部ハウジング（５）をほぼしばしば包囲し、その窪みを介して支持体（３）が外部ハウジング（５）としっかりと連結されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
流体回転機械（１）及び流体回転機械と連結されていて、流体回転機械の振動抑制を決定する装備成分又はいずれか一方を振動乏しく或いは振動無しに据付けることを特徴とする装置の請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の使用方法。
【請求項１２】
流体回転機械（１）がその位置、数並びにその板厚に関して稼働中の流体回転機械（１）の振動行動に依存して選択されていて、流体回転機械（１）が出来るだけ振動乏しく支承するように、支持体（３）の支持面（８）に対して配置されることを特徴とする請求項１１に記載の使用方法。
【請求項１３】
ロータユニット（６）が静止外部ハウジング（５）の内部に回転可能に支承されていて、流体回転機械（１）の重量を収容するために軸方向長手延長部で外部ハウジング（５）に対して互いに間隔を置いた配置された少なくとも二つの支持体（３）を備えて、これら支持体が一方では外部ハウジング（５）に直接或いは間接に連結されて、他方では基礎フレーム（１０）に直接或いは間接に支持されていて、流体回転機械（１）、特にガスタービンシステムを振動減少されて据付ける方法において、少なくとも一つの支持体（３）には、水平に配向された支持面（８）が設けられていて、その支持面が基礎フレーム（１０）に設けられた載置面（９）に垂直に対向位置して配置されていて、そして載置面（９）は、流体回転機械（１）の重力が一部では完全に支持板要素（１１）を介して基礎フレーム（１０）に作用し、稼働中である流体回転機械（１）が出来るだけ振動乏しく支承させるように、少なくとも二つの横方向に互いに間隔を置いて配置された支持板要素（１１）に取付けられることを特徴とする方法。
【請求項１４】
支持板要素（１１）は数と配列に応じて、支持体（３）の支持面（８）が自由に且つ載置面（９）に対して間隔を置いた面領域を備えるように、支持面（８）と載置面（９）の間に取付けられることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
支持面（８）の自由面領域の剛性を高めるために、二つ以上の支持板要素（１１）が設けられていることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ロータユニットが静止外部ハウジングの内部に回転可能に支承されていて、流体回転機械の重量を収容するために軸方向長手延長部で外部ハウジングに対して互いに間隔を置いた配置された少なくとも二つの支持体を備えて、これら支持体が一方では外部ハウジングに直接或いは間接に連結されて、他方では基礎フレームに直接或いは間接に支持されていて、流体回転機械、特にガスタービンシステムを据付ける装置と方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
出力強力なガスタービンシステムは、典型的に出力能力に応じておよそ１０ｍの長さを備えるロータユニットを有し、そのロータユニットに沿って圧縮機ユニット、燃焼室並びに少なくとも一つのタービンステージが配置されている。所謂連続的作動されるガスタービンシステムの場合には、追加的にロータユニットに沿って第二燃焼室並びに別の次のタービンブレード配列部が設けられている。この種のとりわけ一部材で仕上げたロータユニットが静止ハウジングにより完全に包囲されていて、このハウジングが全ガスタービンシステムを安定に据付けるために複数の支持体を介して基礎台座に対して支持されている。ガスタービンシステム用の今まで使用された軸受概念を例示するために、図２ａと図２ｂに示されていて、図２ａがガスタービンシステムを通る概略的横断面を示し、図２ｂはガスタービンシステムの斜視図並びに据付けるために必要な支持体を示す。通常には、基礎台座２を介して垂直に直立する支持体３は、実質的に管状に形成されたガスタービンシステム１を据付けるのに用いられ、一方ではしっかりと基礎台座２と連結されていて、他方ではハウジング５の対応する支持突起４に当接する。典型的には、軸方向にガスタービンシステム１に対して間隔を置いている複数の支持体３がガスタービンの完全重力を受ける基礎台座２に対してガスタービンシステム１を確実で立体的に据付けるために用いられる。図２ｂによる斜視図から、それぞれの支持体３が機械軸線Ａに対して左右に設けられて、ガスタービンシステム１を支持させることがみられる。ロータユニット６によって回転される大きな質量に基づいて稼働条件付き振動がほぼ回避できなく、その稼働条件付き振動は構造的共振の形態に、特にガスタービンシステム１の定格稼働回転数の付近に明らかに現れて、強度に応じてガスタービンシステム１の使用開始が不可能になるまで少なくとも影響されることが明らかである。ガスタービンシステム１の据付けが熱的長さ膨張に基づいて一方では軸方向延長部において膨張滑り面を設けなければならず、けれども、他方では安定な軸方向保持を保証すべきであり、とりわけ、軸方向貫通方向においてタービンステージの内部に生じる熱ガス膨張によってなおざりにすべきでない軸方向送り力が生じて、反対に作用するようにされる。
【０００３】
通常には、突然に生じる、即ち正確に算出できない振動は、ガスタービンシステムの使用開始の際に組立て技術的に費用のかかる措置に出くわされる、というのは、ロータユニットの回転する成分並びに静止ガスタービンハウジングには追加的構造要素が設けられているからであり、その追加的構造要素がガスタービン装備の振動行動に、特に稼働回転数の達成の際に振動減少するよう影響を与え得る。この種の厄介な構造的共振の事前の理論的正確な評価は一方では非常に高価であるけれども、他方では満足な程度の精度で実施できず、とりわけ、ガスタービン装備の据え付けの後にそれぞれの構造的共振を出現させる周波数状態の幅広な振動が生じる。一部の同じ構造のガスタービンシステムにおいて厄介な構造的共振がそれぞれの稼働回転数以下或いは以上で生じることが完全に見られる。とりわけまた、経済的理由から、ガスタービンシステムの稼働条件付き振動行動を許容できる限界に保持することが適用され、とりわけ、過度に発生された振動行動が全ガスタービンシステムの稼働安全性を問題とし、最終的に全ガスタービンシステムの莫大な費用による操業中止をまねく。
【特許文献１】ドイツ実用新案第７１３０６４２号明細書
【特許文献２】米国特許第４８５００９１号明細書
【特許文献３】ドイツ特許出願公開第４３１３５２７号明細書
【特許文献４】ドイツ特許第１０１３４６６号明細書
【特許文献５】特許２００２ー３６４３０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明の課題は、ロータユニットが静止外部ハウジングの内部に回転可能に支承されていて、流体回転機械の重量を収容するために軸方向長手延長部で外部ハウジングに対して互いに間隔を置いた配置された少なくとも二つの支持体を備えて、これら支持体が一方では外部ハウジングに直接或いは間接に連結されて、他方では基礎フレームに直接或いは間接に支持されていて、流体回転機械、特にガスタービンシステムを据付ける装置において、決定的な影響が稼働中であるガスタービンシステムの発生させる振動条件付き構造的共振に採用されて、ガスタービンシステムが出来るだけ振動乏しく据え付けるように構成することである。このために必要な措置が構造的に簡単で、出来るだけガスタービンシステムの組立て後に現場にて迅速に且つ組立て技術的に大きな費用無しに実施され得る。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明を基礎としている課題の解決策は、請求項１において挙げられている。
請求項１３の対象は流体回転機械、特にガスタービンシステムを振動減少されて据付ける方法である。この発明思想を好ましく再現する特徴事項は実施例を参照して従属請求項並びに明細書の対象を引用すべきである。
【０００６】
この発明の解決策によると、請求項１の上位概念の特徴事項による流体回転機械、特にガスタービンシステムを据付ける装置は、少なくとも一つの支持板要素が専ら部分領域において少なくとも二つの支持板要素に支持される少なくとも一つの支持面を備えていて、そして支持板要素の支持面が支持板要素を介して基礎フレームと作用接続されていることを特徴とする。
【０００７】
この発明の解決策による思想は、現場で完全に組立てられたガスタービンシステムを据付ける後調整性を可能とするので、単に所謂支持板要素の管理された配列によって最終的支持板要素を介して少なくとも持分に応じて全ガスタービンシステムの重力がガスタービンシステムに個々に固有の振動行動に対して有効な形式に影響を与え得るように支持基礎フレームに作用する。更なる実施態様が特に次の実施例を参照しながら示されるように、稼働中であるガスタービンシステムの共振振動行動を管理された形式に影響させるために、特に支持板要素によって基礎フレームに対して間隔を置いて開放支持して配置される支持体の支持面の領域に内在する固有弾性が利用される。位置決めに応じて、支持体の支持面と基礎フレームの横の載置面の間の設けられた支持板要素の数と大きさが支持体と基礎フレームの間の連結部の剛性或いは弾性をほぼ無段に変更され得て、それにより共振周波数の状態がガスタービンシステムの構造とロータユニットにより管理された形式に変更される。それにより適した寸法とされた支持板要素の適切な配置によって、場合によっては生じる構造的共振は、ガスタービン装備の稼働の際にそれら装備が所定稼働回転数以下或いは以上を生じるか否かに無関係に有効に他の周波数領域に変更され得る。
【０００８】
支持体の支持面に対するそれぞれの支持板要素の交換或いはそれぞれの構造共振は、より短い時間に現場で簡単な技術手段により行われるので、ガスタービンシステムの使用開始の際の振動条件付き遅延が回避され得るか、或いは少なくとも最小値に限定され得る。このために、ガスタービンシステムの負荷を収容するように設計されて、支持体の領域内にガスタービンシステムの短時間昇降を可能とする適して形成された昇降装置を必要とするので、さもないと緩く基礎台座と支持体の間に存在する支持板要素が適した形式で支持体の支持面に対して移動され得る。
【０００９】
基礎フレームに対してガスタービンシステムを出来るだけ堅く据付けることを考慮されるから、二つ以上の支持板要素を支持体と基礎フレームの間に備えることが提供されるので、自由に基礎フレームに対して間隔を置いた支持面の割合が出来るだけ僅かである。これに対して、支持体が出来るだけ弾性であるならば、適した形式で支持体と基礎フレームの間に設けらる二つの支持板要素が提供される。それ以上の詳細は実施例を参照して更なる詳細な説明に採用され得る。数的評価は、解決策による支持概念によって支持体の剛性と弾性行動がおよそ＋／−３０％だけ変更され得て、それによりガスタービンシステムの構造的共振を稼働回転数以上或いは以下に変更させることができることが示唆されている。
【００１０】
この発明の解決策による据付けは、ロータユニットが静止外部ハウジングの内部に回転可能に支承されていて、流体回転機械の重量を収容するために軸方向長手延長部で外部ハウジングに対して互いに間隔を置いた配置された少なくとも二つの支持体を備えて、これら支持体が一方では外部ハウジングに直接或いは間接に連結されて、他方では基礎フレームに直接或いは間接に支持されていて、流体回転機械、特にガスタービンシステムを振動減少されて据付ける方法を基礎としていて、少なくとも一つの支持体では、水平に配向された支持面が設けられていて、支持面が基礎フレームに設けられた載置面に垂直に対向位置して配置されていることを特徴とする。支持面と載置面の間には、少なくとも二つの横方向互いに間隔を置いて配置された支持板要素は、ガスタービンシステムの重力が持分に応じて完全支持板要素を介して基礎フレームに作用し、稼働中である流体回転機械が出来るだけ振動乏しく支承するように取付けられる。
【００１１】
流体回転機械には後からの更なる装備成分が加えられるならば、この方法が適した形式で繰り返し適合され得て、据付けを変更された（新たな）振動行動に適合できる。
【００１２】
このために、支持板要素は数と配列に応じて、支持体の支持面が自由に且つ適した寸法とされて振動して支承される載置面に対して間隔を置いた面領域を備えるように、支持面と載置面の間に取付けられる。支持面の振動して支承された自由面領域の剛性を高めるために、二つ以上の支持板要素が設けられて、据付けを出来るだけ弾性的に形成することが適用されるので、単に二つの出来るだけ小さい寸法とされた支持板要素を設けるべきである。２、３或いはそれ以上の小さい面に形成された支持板要素に代えて平らに適した大きさ寸法とされた支持板要素を備えることが可能であり、ガスタービンシステムの所望のより堅い或いは柔らかい据付けを考慮できる。
【００１３】
基本的に、流体回転機械、特にガスタービンシステムを振動乏しく或いは振動無しに据付けるこの発明の解決策による装置概念が用いられるならば、無論、この概念によりすべての流体回転機械と連結されて、流体回転機械の振動行動を少なくとも実質的に決定する装備成分に同じ形式で振動乏しく支承され得る。これは、最短時間内で流体回転機械に組立てられるか、或いはこの機械から分解され得て、機械の剛性の標準的変更を導く据付け部材に関係する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
更なる詳細は更なる明細書の記載に採用されるべきである。
この発明は、次に一般発明思想の限定無しに実施例に基づいて図面を参照しながら例示的に記載される。  
【実施例】
【００１５】
図１ａ乃至１ｃは、いわば図２ａの図表示と同様なガスタービンシステムを通るすべての概略的横断面図を示す。図２ａに図示されてそれ自体公知の支持体とは違って、この発明の解決策による支持概念は、軸方向に片側でガスタービンシステム１の端領域に或いは選択的にガスタービンシステムの軸方向に対向位置している二つの端領域に設けるべき支持体３を備えている。
【００１６】
この発明の解決策による支持体３はガスタービンシステム１の外部ハウジング５の外部輪郭と反対の補足的輪郭であるよう適合された窪み７を有し、その窪みを介して支持体３がしっかりと外部ハウジング５に結合されている。この結合は通常には分解可能なねじ結合部によって行われ、容易な組立て性を保証する。実施例における半円状に形成された窪み７は幅広に完全に外部ハウジング５の下半部を包囲するので、ガスタービンシステムが水平方向に並びに垂直方向に確実に支持体３により支持される。支持体３はさらに平らに形成されて水平に配向された支持面８を有し、この支持面が荷重を受ける基礎フレーム１０の同じに平らに形成されて水平に配向された載置面９に対向位置して配置されている。支持面８と載置面９の間には所謂支持板要素１１が設けられ、この支持板要素は支持体３を基礎フレーム１０に対して支持板要素１１のそれぞれの厚さに一致する隙間によって間隔を置いている。この支持板要素１１はスペーサ要素として用いられ、特に僅かな平方積を有するので、支持面８に対する覆い度が出来るだけ僅かであり、この形式で支持面８の固有弾性のかなりの程度の調整性を得る。構造的共振に影響を得るためには、簡単な技術手段によりそれぞれに稼働中であるガスタービンシステム１の振動行動に支持体３の剛性或いは弾性を適合させることである。    
【００１７】
この発明の解決策による支持体概念では、支持面８の基礎フレーム１０に対して間隔を置いた面領域の弾性とそれと結合された振動可能性が利用される。支持面８は平らな面として形成されて、水平に支承されて、同時にガスタービンシステムを通る旋回点線に図示する中心軸線Ｍに対して対称的に形成されている。それにより中心軸線がいつも旋回点線により切断されるならば、ガスタービンシステムの確実な据付けが保証されている。支持体３の支持面８の振動行動が支持体３と基礎フレーム１０の間に取付けられた支持板要素１１の数並びにその配列によって影響される。例えば図１ａの実施例により四つの支持板要素１１を備えていて、それら支持板要素がそれぞれに中心軸線Ｍに対して対称的に配置されていて、対向位置している支持面８並びに載置面９の横方向縁領域に存在するので、支持体３の支持面８に沿う高い剛性を得る。これに対して、図１ｂの配列による単に二つの支持板要素１１が使用されるならば、支持面８が図１ａによる場合におけるよりも容易に弾性的に変形される。図１ｃの配列による支持板要素１１の配列では、面剛性に関する低い値を得る。  
【００１８】
稼働中であるガスタービンシステムのそれぞれの共振振動行動に依存して、異なった形成された支持板要素１１の配置は支持面８並びに載置面９の間に行われる。好ましい形式で昇降手段１２が基礎フレーム１０の内部に一体化され得て、基礎フレームが短時間にガスタービンシステムの荷重を支持体３の領域に受けることができ、支持面８を基礎フレーム１０に対して昇降できる。支持板要素１１が緩く基礎フレーム１０の載置面９に載置するので、この支持板要素が手動で容易な通過で移動され得る。同様に、別のスペーサ円板からそれぞれの支持板要素への載置によって各個々の支持板要素のそれぞれの支持高さを個々に調整させることが可能である。個々の支持板要素１１の適切な配列と調整により、特に基礎フレーム１０に一体化された昇降手段１２が下降されるので、支持体３に荷重するガスタービンシステムの一部の重力が支持板要素１１を介して基礎フレーム１０に案内される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１ａ】より堅い据付けを備えるガスタービンシステムを通る概略的横断面図を示す。
【図１ｂ】中間堅さの据付けを備えるガスタービンシステムを通る概略的横断面図を示す。
【図１ｃ】僅かな剛性による据付けを備えるガスタービンシステムを通る概略的横断面図を示す。
【図２ａ】それ自体公知のガスタービンシステムを通る横断面を示す。
【図２ｂ】それ自体公知のガスタービンシステムの斜視図を示す。
【符号の説明】
【００２０】
１．．．．．ガスタービンシステム
２．．．．．基礎台座
３．．．．．支持体
４．．．．．支持輪郭
５．．．．．外部ハウジング
６．．．．．ロータユニット
７．．．．．窪み
８．．．．．支持面
９．．．．．載置面
１０．．．．基礎フレーム
１１．．．．支持板要素
１２．．．．昇降手段
【図１ａ）】
2009530525.tif 000003
【図１ｂ）】
2009530525.tif 000004
【図１ｃ）】
2009530525.tif 000005
【図２ａ）】
2009530525.tif 000006
【図２ｂ）】
2009530525.tif 000007
【国際調査報告】
2009530525.tif 000008
2009530525.tif 000009
2009530525.tif 000010
2009530525.tif 000011
2009530525.tif 000012
2009530525.tif 000013