(57)【要約】高温ガスを案内する部品、特にガスタービンの構造部品の熱遮蔽装置と製造方法に関する。支持構造体（１５）上に表面を覆うように並置され固定された複数の熱遮蔽部材（２０）を備え、高温ガスを案内する構造体、特にガスタービン設備の金属部品又は燃焼室（１０）用の構造部品の本発明による熱遮蔽装置では、熱遮蔽部材が夫々高温ガスに向かう端縁領域側面に設けた少なくとも１つの溝（２５）を備え、少なくとも２つの隣接する熱遮蔽部材は溝内に装着された少なくとも１つの封止部材（３０）で結合され、封止部材が封止フラップとして形成され、封止作用なしの開放位置である第１位置から、封止作用を有する閉鎖位置である第２位置へ、そしてその逆に動くことができる。本発明の方法では、熱遮蔽部材（５３）の動きで封止フラップを第１位置から第２位置へ動かす。
2004526936.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持構造体（１５）の表面を覆うように並置され固定される複数の熱遮蔽部材（２０）を備え、高温ガスを案内する構造体、特にガスタービン設備の金属部品用の熱遮蔽装置において、
少なくとも２つの隣接する熱遮蔽部材（２０）が夫々高温ガスに向かう端縁領域側面に設けられた少なくとも１つの溝（２５）を備え、
これら熱遮蔽部材（２０）が前記溝（２５）内に装着された少なくとも１つの封止部材（３０）により結合され、
前記封止部材（３０）は封止フラップとして形成され、封止作用なしの開放位置である第１位置から封止作用を持つ閉鎖位置である第２位置およびその逆に動き得る
ことを特徴とする熱遮蔽装置。
【請求項２】
封止部材（３０）が熱遮蔽部材（２０）の動きによって第１位置から第２位置へおよびその逆に動くことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
封止部材（３０）がＣ字状断面を持つことを特徴とする請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】
封止部材（３０）が曲げ加工された板であることを特徴とする請求項３記載の装置。
【請求項５】
板が金属板であることを特徴とする請求項４記載の装置。
【請求項６】
封止部材（３０）が、Ｃ字状断面によって形成される長手方向スリット（６１）により第１位置に保持されることを特徴とする請求項３から５の１つに記載の装置。
【請求項７】
ａ）第１熱遮蔽部材（５１）の溝（５５）が第２熱遮蔽部材（５２）の溝（５５）に対向するよう、第１および第２熱遮蔽部材（５１、５２）を第３熱遮蔽部材（５３）のための中間空間を保有した状態で支持構造体（４５）上に固定し、
ｂ）前記第１および第２熱遮蔽部材（５１、５２）の溝（５５）に夫々封止部材（６０）を第１位置に保持するように装着し、
ｃ）互いに反対側に夫々溝（５５）を有する第３熱遮蔽部材（５３）を、中間空間内を支持構造体（４５）の方向に動かし、封止部材（６０）を夫々対応する溝（５５）内に突入させ、
ｄ）第３熱遮蔽部材（５３）の動きにより封止部材（６０）を夫々第２位置に動かし、
ｅ）前記第３熱遮蔽部材（５３）を前記支持構造体（４５）上に固定する
ことを特徴とする熱遮蔽装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温ガスを案内する構造体、特にガスタービンの構造部品の熱遮蔽装置に関する。本発明はまたそのような熱遮蔽装置の製造方法に関する。
【０００２】
この熱遮蔽装置は、支持構造体上にその表面を覆うように並置され、固定された複数の熱遮蔽部材を備えている。
【０００３】
高温ガス空間を支配する高温のため、高温ガスに曝される支持構造体を保護する必要性が存在する。そのため、例えば高温ガス空間を熱遮蔽部材で内張りし、その高温ガスに曝される面の反対側面を冷却することも可能である。
【０００４】
欧州特許第０２２４８１７号明細書は、熱遮蔽装置、特にガスタービン設備の構造部分用熱遮蔽装置を開示する。この装置は三角形状の複数の熱遮蔽部材からなる。これら熱遮蔽部材は、夫々支持構造体上に間隔をおいて並置され、支持構造体にねじ止めされる。
【０００５】
それに、上述の間隔を経て燃焼室から高温ガスが流入して支持構造体に接触し、その結果、支持構造体の材料が激しい加熱作用を受けて損傷を被る恐れがある。
【０００６】
独国特許出願公開第１０００３７２８．３号明細書は、燃焼室からの高温ガスの流入を阻止して支持構造体を保護すべく、熱遮蔽部材相互間に封止部材、特に波形板を装着する方式の、複数の熱遮蔽部材を備えた熱遮蔽装置を開示している。
【０００７】
この種の装置は、例えば装置の特定の熱遮蔽部材の組立や分解を隣接する熱遮蔽部材と無関係に行えない欠点がある。例えば改修のため装置を分解するに際し、例えば１つの熱遮蔽部材の結合のみを解いて検査したのでは、取外すべき熱遮蔽部材がその検査で不良品化してしまう。何故なら、熱遮蔽部材間の間隔を拡げるべく、少なくとも装置から熱遮蔽部材を引き出す前に隣接する熱遮蔽部材に対する封止部材を手作業で取外さねばならず、しかもそれは隣接する熱遮蔽部材を支持構造体から取外すことなく又は少なくとも固定を緩めて偏心位置に動かすことなしに行わねばならないが、それは不可能だからである。
【０００８】
この種装置の製造時に複数の熱遮蔽部材を互いに無関係に支持構造体に簡単に固定することもできず、まず熱遮蔽部材間に夫々大きな間隙を設け、次いで封止部材を装着し、間隙を縮小し、最後に熱遮蔽部材を支持構造体に固定せねばならない。
【０００９】
従って本発明の課題は、支持構造体上にその表面を覆うように並置され固定された複数の熱遮蔽部材を備え、高温ガスを案内する構造体、特にガスタービン設備又は燃焼室の金属部品用の熱遮蔽装置およびかかる熱遮蔽装置の製造方法において、特に上述の欠点を克服し、柔軟性をもって適用でき、特に簡単かつ迅速な製造を可能とすることである。
【００１０】
装置に関する課題は、本発明に従い、支持構造体の表面を覆うように並置され固定される複数の熱遮蔽部材を備える熱遮蔽装置において、少なくとも２つの隣接する熱遮蔽部材が夫々高温ガスに向かう端縁領域側面に設けられた少なくとも１つの溝を備え、これら熱遮蔽部材が溝内に装着された少なくとも１つの封止部材により結合され、封止部材が封止フラップとして形成されて、封止作用なしの開放位置である第１位置から、封止作用を持つ閉鎖位置である第２位置へそしてその逆に動き得ることで解決される。
【００１１】
本発明による熱遮蔽装置においては、一方では、支持構造体は燃焼室から流入する高温ガスとの接触の前に、熱遮蔽装置の熱遮蔽部材間の間隙を閉鎖する封止部材によって保護される。他方では、本発明による熱遮蔽装置は、封止部材が封止フラッパとして形成される特別な構成のため容易に製造、分解できる。何故なら、封止部材は組立又は分解に際して第１位置から第２位置に、又はその逆に動かせるからである。かくして、本発明の装置の製造時には、封止部材はその第１位置（開放位置）から第２位置（閉鎖位置）に自動的に動かされ、本発明の装置の分解時には、その第２位置から第１位置に自動的に動かされる。即ち、封止部材を手作業で第２位置（閉鎖位置）に持っていったり、第２位置から持ってきたりすることが不要になる。更には、隣接する熱遮蔽部材の結合を解く必要なく、個々の熱遮蔽部材を取外し得る。
【００１２】
隣接する各２つの熱遮蔽部材間の封止部材によって高温ガス空間の、高温ガスに曝される面の全部を実用上覆うことができる。勿論、特別な位置（例えば測定装置の場所や、ガスを高温ガス空間へ導入したり、そこから導出したりする場所）に特殊構造物が必要な場合がある。しかしそれは本発明によれば、少なくとも装置の多数の熱遮蔽部材を上述のフラッパによって互いに封止するのが適当である。
【００１３】
本発明の好ましい構成においては、封止部材は熱遮蔽部材の動きによって第１位置から第２位置に、そしてその逆に動くことができる。
【００１４】
本発明の装置の製造に際しては、封止部材を本発明の装置に独立の作業工程で装着してはならず、封止部材は装着すべき熱遮蔽部材の動きによって第２位置（閉鎖された）に自動的に動く。その際、隣接する熱遮蔽部材と支持構造体との結合を解く必要は無い。
【００１５】
封止部材は略Ｃ字状断面をなすとよい。封止部材のこの断面形状は特に好適である。というのは、このようにして形成された（長手方向）スリットが封止部材を第１位置に保持するために特に容易に利用できるからである。その場合、例えば封止部材のスリットは溝の壁に差し込まれて第１位置に保持される。
【００１６】
本発明の好ましい構成においては、封止部材を曲げ加工した板として形成する。封止部材は特に板材の曲げ加工で作れば特に容易に作成できる。何故なら、非常に多種の原材料が板材の形で入手可能だからである。
【００１７】
板は金属板から形成するとよい。
【００１８】
金属板は熱に対する高度の耐性を持っているので、本発明の熱遮蔽装置において金属板は封止部材として特に適している。更に、金属板は容易に入手可能で安価であり、かつ特に容易に加工処理を施せる。
【００１９】
本発明は、更に次の工程１〜５を含む熱遮蔽装置の製造方法を提供する。
【００２０】
工程１）第１熱遮蔽部材の溝が第２熱遮蔽部材の溝に対向するよう、第１と第２熱遮蔽部材を第３熱遮蔽部材のための中間空間を保有した状態で支持構造体上に固定する。
【００２１】
工程２）第１と第２熱遮蔽部材の溝に、夫々封止部材を第１位置に保持するよう装着する。
【００２２】
工程３）互いに反対側に夫々溝を有する第３熱遮蔽部材を、中間空間内を支持構造体の方向に動かし、封止部材を夫々対応する溝内に突入させる。
【００２３】
工程４）第３熱遮蔽部材の動きによって封止部材を夫々第２位置に動かす。
【００２４】
工程５）第３熱遮蔽部材を支持構造体上に固定する。
【００２５】
本発明の方法における特別な利点は、熱遮蔽部材間の封止を自動的に形成し得ることである。その際、手作業の工程は不要である。封止フラッパとして形成した封止部材をその第１位置（開放）からその第２位置（閉鎖）に自動的に動かし、その場合、封止部材を例えば好ましくは回動動作の形で圧縮して溝内に装着する。封止部材の圧縮は、最後に溝の壁に密接するよう「与圧を与えた」封止部材を溝内に装着し、溝からの脱落に抗して封止フラッパの第２位置（閉鎖位置）に確実に保持することで、封止作用を改善する。
【００２６】
次に本発明の２つの実施例について詳細に説明する。
【００２７】
図１は本発明による熱遮蔽装置５を示す。
【００２８】
熱遮蔽装置５は、支持構造体１５を燃焼室１０内での高温ガスの破壊的影響から守る。
【００２９】
熱遮蔽装置５は複数の熱遮蔽部材２０を含む。該部材２０を支持構造体１５上にその平面を覆うよう並置し、取付け部材３５、例えば止めねじで支持構造体１５上に固定する。
【００３０】
隣接する２つの熱遮蔽部材２０の間に夫々間隙が存在し、燃焼室内に生じた高温ガスが本来的にはその間隙を経て通流し、支持構造体１５に自由に接触する。また、熱遮蔽の熱拡散並びに良好なサービス性確保のためにも、この間隙は省略できない。
【００３１】
支持構造体１５を損傷や破壊から保護するため、熱遮蔽部材２０間の上記間隙を封止部材３０によって封止する。
【００３２】
熱遮蔽部材２０は夫々高温ガスに曝される端縁領域側面に設けた少なくとも１つの溝２５を備える。隣接する熱遮蔽部材２０の両溝２５に封止部材３０を装着する。
【００３３】
封止部材３０は、第１位置から第２位置へ動き得るよう形成した封止フラッパである。なお、第１位置は封止作用をしない開放位置であり、第２位置は封止作用を行う閉鎖位置である。図１は、第２位置にある封止部材３０を示す。封止部材３０は好ましくは略Ｃ字状の断面を持つ。封止部材３０は、例えば特に金属の平板から作る。この平板をＣ字状の断面を持つよう曲げ加工処理する。そのようにして得たＣ字状封止フラップは、熱遮蔽部材へのばね性利用の組立および良好な封止性を可能にする弾性を示す。
【００３４】
封止部材３０の図１には示ない第１位置は、例えばＣ字状断面により形成される、長手方向のスリットを持つ封止部材３０を燃焼室１０の近くにある溝２５の端縁部に保持することで形成できる。その場合、熱遮蔽部材２０の側方に突出する端縁部がスリット内に突出する形をとる（図２ｂおよび２ｃ参照）。
【００３５】
図２は本発明による方法の工程ａ〜ｄを示す。
【００３６】
工程ａで、第１熱遮蔽部材５１と第２熱遮蔽部材５２を、第３熱遮蔽部材５３用の中間空間を保有した状態で、例えば夫々ねじ止め手段６５によって支持構造体４５に固定し、第１熱遮蔽部材５１の溝が第２熱遮蔽部材５２の溝に対向するようにする。
【００３７】
工程ｂで、第１熱遮蔽部材５１の溝５５と第２熱遮蔽部材５２の溝５５内に、夫々封止部材６０を第１位置（封止作用なしの開放位置）に保持すべく封止部材６０を装着する。本実施例では、燃焼室４０の近くに存在する溝５５の端縁領域側面５６が封止部材６０の長手方向のスリット６１内に案内されるように第１位置をとる。
【００３８】
工程ｃで、反対側に夫々溝５５を有する第３熱遮蔽部材５３を中間空間内にＢ方向へ挿入し、封止部材６０を夫々第３熱遮蔽部材５３の上記の溝内に突入させる。
【００３９】
工程ｄで、第３熱遮蔽部材５３のＢ方向の動きによって封止部材６０を第２位置（封止作用付きの閉鎖位置）へと動かす。その際、封止部材６０を封止作用の改善のために圧縮し、かつ例えば回動状の動きによって溝５５内に挿入する。
【００４０】
最後に工程ｅで、第３熱遮蔽部材５３を支持構造体４５に例えばねじ止め手段６５で固定する。
【００４１】
図２に示す本発明による熱遮蔽装置の製造方法においては、燃焼室４０内に生ずる高温ガスに対する封止作用を実現する封止部材６０の所望の第２位置を、手作業により、例えば独立の作業工程で作る必要が無い。特に封止部材６０を封止フラップとして形成することで、本発明による熱遮蔽装置の製造方法における封止作用は、第１および第２熱遮蔽部材５１、５２間の中間空間内に第３熱遮蔽部材５３を組込むことで自動的に行える。
【００４２】
更に、第３熱遮蔽部材５３の組込みに際し、例えば封止部材６０を組込むために第１および第２熱遮蔽部材５１、５２の固定を解く必要は無い。
【００４３】
封止部材６０は、第３熱遮蔽部材５３のＢ方向への動きで第２位置に、Ｂ方向とは反対方向への第３熱遮蔽部材５３の動きで第１位置にすることもでき、例えば独立した手作業で封止部材を外すことなく、本発明による熱遮蔽装置の簡単な取外しが可能である。
【００４４】
図３は、本発明の熱遮蔽装置又は製造方法に適用する封止部材８０の一実施例を示す。
【００４５】
該封止部材８０を、例えば金属板から、略Ｃ字状の長円形断面を持つ中空円筒として形成する。該円筒に、封止部材８０の略全長にわたり延びるスリット８５を形成する。
【００４６】
スリット８５は、封止部材８０を第１位置（封止作用なしの開放位置）に保持するのに特に適する。その際、例えば熱遮蔽部材の溝の一方の境界壁をスリット８５内に挿入し、かつ、封止部材８０を第１位置に保持する（例えば図２の工程ｂ）参照）。その際、封止部材８０の溝から突出する部分は、熱遮蔽部材の動きで到達可能であり、その結果封止部材８０は第２位置に移動可能である。
【００４７】
封止部材８０は好ましくは金属板からなり、それを、例えば図３に従い型内で曲げることによって得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明による熱遮蔽装置の断面図である。
【図２】ａないしｄは本発明による方法の工程を説明する図である。
【図３】本発明による熱遮蔽装置用封止部材の実施例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４９】
５、２０  熱遮蔽装置、１０、４０  燃焼室、１５、４５  支持構造体、２５、５５  溝、３０、６０、８０  封止部材、３５  取付け部材、５１〜５３  熱遮蔽部材、５６  端縁領域側面、６１、８５  スリット、６５  ねじ止め手段
【国際公開パンフレット】
2004526936.tif 000003
2004526936.tif 000004
2004526936.tif 000005
2004526936.tif 000006
2004526936.tif 000007
2004526936.tif 000008
2004526936.tif 000009
2004526936.tif 000010
2004526936.tif 000011
2004526936.tif 000012
2004526936.tif 000013
2004526936.tif 000014
2004526936.tif 000015
2004526936.tif 000016
2004526936.tif 000017
2004526936.tif 000018
【国際調査報告】
2004526936.tif 000019
2004526936.tif 000020
2004526936.tif 000021
2004526936.tif 000022
2004526936.tif 000023
2004526936.tif 000024