(57)【要約】【課題】冷却管（１１２）とガスタービンのノズル支持リング（１１６）内に形成された貫通孔（１１４）とを接続するための取付け容易な熱遮蔽装置（１１０）を提供する。【解決手段】この熱遮蔽装置は、貫通孔（１１４）の直径よりも小さい外径をもち、その中へ冷却管（１１２）が延びる管状構造体（１１８）を含む形式のものであり、この管状構造体（１１８）は、その頂部に成形環状端部（１２６）を有し、該成形環状端部は貫通孔（１１４）内に形成された溝（１３０）の内部へ挿入されている。この挿入は、成形環状端部（１２６）を曲げることによって行われる。【選択図】　　　図２
2004052765.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔（１１４）の直径よりも小さい外径をもち、その中へ冷却管（１１２）が延びる管状構造体（１１８）を備える形式の、冷却管（１１２）とガスタービンのノズル支持リング（１１６）内に形成された貫通孔（１１４）とを接続するための取付け容易な熱遮蔽装置（１１０）であって、前記管状構造体（１１８）はその頂部に成形環状端部（１２６）を有し、該成形環状端部（１２６）は前記貫通孔（１１４）内に形成された溝（１３０）の内部へ挿入されていることを特徴とする熱遮蔽装置（１１０）。
【請求項２】
前記挿入が、前記成形環状端部（１２６）を曲げることによって行われることを特徴とする、請求項１に記載の熱遮蔽装置（１１０）。
【請求項３】
前記挿入が、前記成形環状端部（１２６）と前記溝（１３０）との間の締まり嵌めによって行われることを特徴とする、請求項２に記載の熱遮蔽装置（１１０）。
【請求項４】
前記溝（１３０）は、前記貫通孔（１１４）の上部区域内に形成されており、該溝（１３０）は、その下面が第１の平坦面（１３２）によって形成され、またその上面が前記第１の平坦面（１３２）の外延に向かう有向線に沿った傾斜をもつ第２の平坦面（１３４）によって形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の熱遮蔽装置（１１０）。
【請求項５】
前記第１の平坦面（１３２）は、前記貫通孔（１１４）の前記上部区域の軸線に対してほぼ垂直であり、該貫通孔（１１４）の該上部区域は、前記溝（１３０）の上方において、該溝（１３０）の下方において形成されている第２の内径よりも大きい第１の内径をもつことを特徴とする、請求項４に記載の熱遮蔽装置（１１０）。
【請求項６】
前記成形環状端部（１２６）の外面は、その上部において前記貫通孔（１１４）の前記第１の内径よりも僅かに小さい直径をもつ第１の外側円筒面（１２８）が形成され、またその下部において前記貫通孔（１１４）の前記第２の内径よりも僅かに小さい直径をもつ第２の外側円筒面（１２９）が形成されるように、２つの異なる直径で形成されていることを特徴とする、請求項５に記載の熱遮蔽装置（１１０）
【請求項７】
前記第１の外側円筒面（１２８）は、前記貫通孔（１１４）の前記上部区域の軸線に対してほぼ垂直に延びる平坦環状面（１２７）によって、前記第２の外側円筒面（１２９）に結合されていることを特徴とする、請求項６に記載の熱遮蔽装置（１１０）。
【請求項８】
前記成形環状端部（１２６）は、その頂部において、前記平坦環状面（１２７）の外延に向かう有向線に沿った傾斜をもつ平坦面（１２５）で終端することを特徴とする、請求項７に記載の熱遮蔽装置（１１０）。
【請求項９】
該熱遮蔽装置は、前記ノズル支持リング（１１６）の外側から、前記貫通孔（１１４）の前記上部区域内へ挿入され、その挿入は、前記平坦環状面（１２７）が前記溝（１３０）の前記第１の平坦面（１３２）と噛み合うように行われることを特徴とする、請求項８に記載の熱遮蔽装置（１１０）。
【請求項１０】
前記成形環状端部（１２６）は、前記ノズル支持リング（１１６）の外側から挿入される、円錐形端部を有する取付け工具を使用して曲げられることを特徴とする、請求項２に記載の熱遮蔽装置（１１０）。
【請求項１１】
前記成形環状端部（１２６）の前記平坦面（１２５）は、前記溝（１３０）の前記第２の平坦面（１３４）の一部に締まり嵌め状態で係合することを特徴とする、請求項８に記載の熱遮蔽装置（１１０）。
【請求項１２】
前記第２の平坦面（１３４）の傾斜は、前記成形環状端部（１２６）が曲げられた後に該成形環状端部（１２６）の前記平坦面（１２５）が前記第２の平坦面（１３４）と堅固に接触した状態になるように、前記平坦面（１２５）の傾斜にほぼ平行であることを特徴とする、請求項１１に記載の熱遮蔽装置（１１０）。
【請求項１３】
前記取付け工具は、油圧装置上に搭載されていることを特徴とする、請求項１０に記載の熱遮蔽装置（１１０）。
【請求項１４】
前記管状構造体（１１８）は、その底部に、前記貫通孔（１１４）の前記第２の内径とほぼ等しい外径をもつ環状端部（１２４）を有することを特徴とする、請求項５に記載の熱遮蔽装置（１１０）。
【請求項１５】
前記貫通孔（１１４）は、直線状であることを特徴とする、請求項１に記載の熱遮蔽装置（１１０）
【請求項１６】
前記貫通孔（１１４）は、互いに傾斜した２つの部分を有することを特徴とする、請求項１に記載の熱遮蔽装置（１１０）。
【請求項１７】
前記冷却管（１１２）の下端部は、前記管状構造体（１１８）の内部に挿入されていることを特徴とする、請求項１に記載の熱遮蔽装置（１１０）。
【請求項１８】
前記冷却管（１１２）の前記下端部は、球状であることを特徴とする、請求項１７に記載の熱遮蔽装置（１１０）。
【請求項１９】
実質的に記載し及び図示したようなかつ特定した目的のための、冷却管（１１２）とガスタービンのノズル支持リング（１１６）内に形成された貫通孔（１１４）とを接続するための取付け容易な熱遮蔽装置（１１０）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷却管とガスタービンのノズル支持リング内に形成された貫通孔とを接続するための取付け容易な熱遮蔽装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
公知のように、ガスタービンは、圧縮機と単段又は多段タービンとからなる機械であり、これらの構成部品が回転シャフトによって互いに接続され、また圧縮機とタービンとの間に燃焼室が設けられている。
【０００３】
これらの機械においては、外部環境からの空気が、圧縮機へ供給されて加圧される。
【０００４】
加圧された空気は、集束部分において終端する一連の予混合室を通って流れ、該予混合室の各々の内部において、インジェクタが燃料を供給し、該燃料は、空気と混合されて、空気／燃焼燃料の混合物を形成する。
【０００５】
この燃料は燃焼室内部へ導入され、適当な点火プラグによって点火されて燃焼を生じ、この燃焼は、ガスの温度及び圧力、従ってエンタルピーを増大させることを目的としている。
【０００６】
同時に、圧縮機は加圧空気を供給し、この加圧空気は、バーナと燃焼室のケーシングとの両方を通って流れるようにされ、その結果、上述の加圧空気は、燃焼に対して燃料を供給するのに使用されることができる。
【０００７】
その後、高温高圧のガスは、適当なダクトを介して、タービンの様々な段へ到達し、該タービンが、ガスのエンタルピーをユーザが利用できる機械エネルギへ変換する。
【０００８】
更に、所定のガスタービンの最大効率を得るためには、ガスの温度は可能な限り高いことが必要であり、しかしながら、タービン使用の間に到達できる最大温度値は、使用される材料強度によって制限されることが知られている。
【０００９】
その上、ガスタービンにおいては、他のタービン機械におけると同様に、これらの高温ガスが該タービンのインペラの周りに位置する空間内へ引き出されるのを防止することが必要である。
【００１０】
従って、流体通路に近接する空洞を適当に加圧して、タービンインペラの効率の低下と過度に高い作動温度とを防止するようにすることが必要である。
【００１１】
公知技術においては、この目的のために冷却管が使用され、該管は、圧縮機から供給される冷却空気を移送し、また、該空気を例えば第１低圧段のノズルを貫通し（従って適当な孔が形成されている）さらにノズル支持リングを貫通して流し、加圧された区域に到達されなければならない。
【００１２】
具体的には、圧縮機から供給された空気は、ノズル支持リングの作動温度よりもかなり低い温度を有する。該支持リング内部の高温が、ノズル支持リング内に形成された貫通孔を冷却管が通過する区域において拡散されるのを避けるために、熱遮蔽装置が導入されてきた。
【００１３】
これらの装置は、冷却管とノズル支持リングの貫通孔との間に配置され、管状構造体を含む。
【００１４】
更に、これら管状構造体はまた、他の機能も果たすことを指摘しておく。実際、これら管状構造体は、冷却管のための受け座としての役割を果たし、ノズル支持リング内に形成された貫通孔との間のシール接続を保証する。
【００１５】
一般的に球状端部を有する冷却管は、タービンの外側ケーシングから始まり、ノズル支持リングの貫通孔内部で終端する。
【００１６】
ガスタービンの一部の形式では、冷却管の球状端部のための受け座は、ノズル支持リングの外側から挿入されかつリング自体の内部上にリングナットで固定されたブッシュによって形成されている。このことは、ノズル支持リングを貫通する貫通孔が直線状でありかつ加圧が行われる区域がただ１つある場合に、可能である。
【００１７】
しかしながら、供給される区域が２つあるガスタービンにおいては、ノズル支持リングを貫通する貫通孔には、１つは直線状であり、もう１つは傾斜している２つの形式がある。このような場合には、従来技術においては、１つは直線状の孔に対するものであり、１つは傾斜した孔に対するものである２つの異なる形式の固定装置が使用され、また２つの異なる固定方法が使用される。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、上記の欠点を克服することにあり、具体的には、直線状の孔と傾斜した孔とに等しく良好に適用されることができる、冷却管とガスタービンのノズル支持リング内に形成された貫通孔とを接続するための取付け容易な熱遮蔽装置を提供することである。
【００１９】
本発明の別の目的は、従来技術に比較して製造コスト及び保守コストの低減を可能にする、冷却管とガスタービンのノズル支持リング内に形成された貫通孔とを接続するための取付け容易な熱遮蔽装置を提供することである。
【００２０】
本発明の別の目的は、特に信頼性があり、簡単かつ機能的である、冷却管とガスタービンのノズル支持リング内に形成された貫通孔とを接続するための取付け容易な熱遮蔽装置を提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明によるこれら及びその他の目的は、請求項１に記載されるような、冷却管とガスタービンのノズル支持リング内に形成された貫通孔とを接続するための取付け容易な熱遮蔽装置を提供することによって達成される。
【００２２】
更なる特徴的構成は以下に続く請求項において記載されている。
【００２３】
本発明による冷却管とガスタービンのノズル支持リング内に形成された貫通孔とを接続するための取付け容易な熱遮蔽装置の特徴的構成及び利点は、付随の概略図を参照して非限定的な実施例によりなされる以下の説明から更に明白にかつ充分に分かるであろう。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、従来技術による熱遮蔽装置が全体を符号１０で示され、該装置は、冷却管１２とガスタービンのノズル支持リング１６内に形成された直線状の貫通孔１４とを互いに結合することを意図するものである。
【００２５】
図１による実施例においては、この熱遮蔽装置１０は、貫通孔１４の内径にほぼ等しい外径をもつ上端部２０を有する管状構造体１８を含む。
【００２６】
この管状構造体１８は、ノズル支持リング１６の外側から挿入され、貫通孔１４の下端部に配置され、該リング１６の内部上に取付けられたリングナット２２によってその場に固定されて、上方に位置する管状構造体１８を支持する。
【００２７】
冷却管１２のほぼ球状の下端部は、管状構造体１８の内部へ延びる。
【００２８】
図２、図３、図４及び図５は、冷却管１１２とガスタービンのノズル支持リング１１６内に形成された貫通孔１１４とを接続するための、本発明による取付け容易な熱遮蔽装置１１０を示し、そこでは、図１に示される構成部品と同一の／又は等価な構成部品は、１００を加えた同一参照符号を有する。
【００２９】
より具体的には、図２は、互いに傾斜した２つのセクションを有する貫通孔１１４を示し、一方、図３は、直線状の貫通孔１１４を示す。
【００３０】
両方の場合において、また、図５に明らかに示されているように、貫通孔１１４の上部区域は、溝１３０を有する。溝１３０は、その下面がこの上部区域の軸線に対してほぼ垂直である第１の平坦面１３２によって形成され、また、その上面が該第１の平坦面１３２の外延に向かう有向線に沿った傾斜をもつ第２の平坦面１３４によって形成されている。
【００３１】
貫通孔１１４の上部区域は、溝１３０の上方において、該溝１３０の下方において形成されている第２の内径よりも大きい第１の内径をもつ。
【００３２】
遮蔽装置１１０は、管状構造体１１８を含む。この管状構造体１１８は、ノズル支持リング１１６の外側から挿入され、貫通孔１１４の内部に配置される。
【００３３】
管状構造体１１８は、その底部に、貫通孔１１４の第２の内径とほぼ等しい外径をもつ環状端部１２４を有する。
【００３４】
その頂部において、管状構造体１１８は、成形環状端部１２６を有する。
【００３５】
図５に明らかに見ることができるように、成形環状端部１２６の外面は、２つの異なる直径で形成される。その上部において、第１の外側円筒面１２８が形成され、該面は、貫通孔１１４の第１の内径よりも僅かに小さい直径をもつ。その下部において、貫通孔１１４の第２の内径よりも僅かに小さい直径をもつ第２の外側円筒面１２９が形成される。
【００３６】
第１の外側円筒面１２８は、貫通孔１１４の上部区域の軸線に対してほぼ垂直に延びる平坦環状面１２７によって第２の外側円筒面１２９に結合される。
【００３７】
最後に、成形環状端部１２６は、その頂部において、平坦環状面１２７の外延に向かう有向線に沿った傾斜をもつ平坦面１２５で終端する。
【００３８】
冷却管１１２のほぼ球状の下端部は、管状構造体１１８の内部へ延びている。
【００３９】
本発明による、冷却管１１２とガスタービンのノズル支持リング１１６内に形成された貫通孔１１４とを接続するための取付け容易な熱遮蔽装置１１０の作動原理は、図を参照しての上記説明から明らかであるが、要約すると以下の通りである。
【００４０】
熱遮蔽装置１１０は、ノズル支持リング１１６の外側から、貫通孔１１４の上部区域内へ挿入される。挿入は、平坦環状面１２７が溝１３０の第１の平坦面１３２と噛み合うように行われる。
【００４１】
この時点で、熱遮蔽装置１１０を貫通孔１１４の内部に固定するために、成形環状端部１２６が溝１３０の内部に係合させられる。
【００４２】
より具体的には、成形環状端部１２６は、図３に見ることができるように、例えばノズル支持リング１１６の外側から挿入される、円錐形端部を有する取付け工具を使用して曲げられる。
【００４３】
この作業の後に、図４に示すように、成形環状端部１２６は、溝１３０の内部に部分的に入る。具体的には、成形環状端部１２６の平坦面１２５は、第２の平坦面１３４の一部に締まり嵌め状態で係合する。
【００４４】
第１の外側円筒面１２８は、この目的に適した寸法をもつように設計され、第２の平坦面１３４の傾斜はまた、成形環状端部１２６が曲げられた後に該成形環状端部１２６の平坦面１２５が該第２の平坦面１３４と堅固に接触した状態になるように、該平坦面１２５の傾斜にほぼ平行であることは明らかである。
【００４５】
熱遮蔽装置１１０は、円錐形端部の取付け工具を備えかつ例えば１０，０００ニュートンのスラスト力を発生できる油圧装置を用いられるのが有利である。
【００４６】
装置１１０を固定するためには、ノズル支持リング１１６の外側に限ってどれだけの力を作用させる必要があるか注意すべきである。
【００４７】
また、本発明による熱遮蔽装置１１０が作られる材料が、耐熱特性に加えて成形環状端部１２６を曲げる上で必要な良好な塑性変形特性をどの程度持たねばならないかも明らかにしなければならない。
【００４８】
以上の説明は、本発明による冷却管とガスタービンのノズル支持リング内に形成された貫通孔とを接続するための取付け容易な熱遮蔽装置の特徴的構成を明確に示すと共に、それに関連する利点も示しており、それらには以下のことが含まれる。
【００４９】
・簡単な取付け及び保守。
【００５０】
・信頼性があること。
【００５１】
・直線状の冷却管と互いに傾斜した２つのセクションを有する管との両方に適している単一の熱遮蔽装置しかないので、従来技術に比べて低コストであり、このコスト低減は、本発明による装置を使用することが、特別な工具を必要とするが、最終安全スポット溶接の実施を必要とした従来技術よりも産業上一層簡単であることから生じること。
【００５２】
最後に、このように発明された、冷却管とガスタービンのノズル支持リング内に形成された貫通孔とを接続するための取付け容易な熱遮蔽装置は、その全てが本発明の技術的範囲に含まれる数多くの修正及び変更を行うことができ、更にその細部は、技術的に等価な要素で置き換えることができることは、明らかである。実施において、形状及び寸法のみならず使用される材料もまた、技術的要求によるあらゆる特性のものとすることができる。なお、特許請求の範囲に記載された符号は、理解容易のためであってなんら発明の技術的範囲を実施例に限縮するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】その中に従来技術による熱遮蔽装置が挿入されている、冷却管とガスタービンのノズル支持リング内に形成された直線状の貫通孔との間の接続部の一部破断側面図。
【図２】ガスタービンのノズル支持リング内に形成された２つの傾斜したセクションを有し、その１つのセクションに本発明による取付け容易な熱遮蔽装置が挿入されている、冷却管と貫通孔との間の接続部の側面断面図。
【図３】取付け工具を使用して本発明による熱遮蔽装置を固定する方式を示している、冷却管とガスタービンのノズル支持リング内に形成された直線状の貫通孔との間の接続部の側面断面図。
【図４】取付け工具の使用後における本発明による熱遮蔽装置の上端部を示す、図３の拡大図。
【図５】取付け工具の使用前における本発明による熱遮蔽装置の上端部を示す、図３の拡大図。
【符号の説明】
１１０　熱遮蔽装置
１１２　冷却管
１１４　貫通孔
１１６　ノズル支持リング
１１８　環状構造体
１２４　環状端部
１２６　成形環状端部
１３０　溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004052765.tif 000006
【図５】
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