(57)【要約】【課題】タービンの可動ブレードを囲むリングを固定するための支持部が取り付けられるタービンケーシングを提案する。【解決手段】タービンケーシング（１０）は、タービンの可動ブレード（３２）を取り囲むリング（３０）を同軸に取り囲む周壁（２２）を含む。ケーシングは、周壁（２２）の外面（２２ｅ）を均一に通気するために空気を供給するための複数の貫通孔（１２）を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンの可動ブレード（３２）を取り囲むリング（３０）を固定するための支持部（２０）が中に取り付け可能である、タービン（１２０）用のケーシング（１０）であり、前記支持部（２０）が前記リング（３０）を同軸に取り囲む周壁（２２）を備え、前記ケーシング（１０）が、前記周壁（２２）の外面（２２ｅ）を均一に通気するための空気を供給可能にするため複数の貫通孔（１２）を含む、ケーシング（１０）であって、ケーシング（１０）は、前記貫通孔（１２）が前記ケーシング（１０）の径方向内側へ延伸する壁部（１４）に形成されており、前記壁部（１４）が実質的に、前記ケーシング（１０）の内面（１０ｉ）および前記支持部（２０）の前記周壁（２２）の外面（２２ｅ）によっても画定される、通気空間を包囲しており、前記空間が空気を排出するための小さい開口部を含むことを特徴とする、ケーシング。
【請求項２】
前記貫通孔（２２）が、前記ケーシング（１０）の径方向内側へ延伸する壁部（１４）に形成される複数の同じ大きさの孔から構成され、外周に渡って規則的に離間していることを特徴とする、請求項１に記載のケーシング。
【請求項３】
各孔の軸が、前記タービンの軸に対して３０°から６０°の範囲内の角度で、空気に回転運動を伝えるように周辺に傾斜していることを特徴とする、請求項２に記載のケーシング。
【請求項４】
前記角度が４５°に等しいことを特徴とする、請求項３に記載のケーシング。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のケーシング（１０）を含む、タービン（１２０）。
【請求項６】
請求項５に記載のタービン（１２０）を含む、ターボ機械（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービン内の回転ブレードの先端と固定リングアセンブリとの間の間隔調整の一般的分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえばターボ機械の高圧タービンのようなガスタービンは通常、ターボ機械の燃焼チャンバからの高温ガスの流路上にある複数の可動ブレードと交互に配置される、複数の固定羽根を備える。タービンの可動ブレードは、その全体の外周に渡って固定リングアセンブリに囲まれる。固定リングアセンブリは、タービンのブレードを通過して流れる高温ガスの通路を画定する。
【０００３】
このようなタービンの効率を向上するためには、タービンの可動ブレードの先端と固定リングアセンブリの対面部分との間の間隔を、可能な限り小さくすることが知られている。
【０００４】
これを達成するために、固定リングアセンブリの直径を変更可能にする手段が考案された。
【０００５】
しかし、この解決方法は、リングが固定される支持部もその周囲で不均一な熱変形を起こしてしまう場合に、このような変形によってタービンリングが変形するように、不十分であることが分かっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、タービンの可動ブレードを囲むリングを固定するための支持部が取り付けられるタービンケーシングを提案することによって、このような弊害を和らげることを目的とする。支持部は、同軸にリングを取り囲む周壁を有し、ケーシングは、周壁の外面を均一に通気するために空気を供給可能にする複数の貫通孔を含むことを特徴とする。
【０００７】
これによって、本発明のタービンケーシングは、支持リングの温度場を均一にすることを可能にし、これにより支持部はその外周全体で均一に変形し、その際にブレードの先端の間隔に悪影響を及ぼすことがない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
好ましくは、貫通孔は、ケーシングの内側へ向いた径方向の壁部に形成される。この壁部は実質的に、ケーシングの内面および支持部の周壁の外面によっても画定される通気空間を取り囲んでおり、この面は、空気を排出するための小さい開口部を含む。
【０００９】
好ましい実施形態では貫通孔は、ケーシングの内側径方向壁を通って設けられる同じ大きさの孔により構成されており、その外周に渡って規則的に離間している。
【００１０】
好ましくは、各孔の軸は、意図される温度均一性を確実にするために必要かつ十分な回転運動を空気に伝えるために有利に働く角度、すなわち３０°から６０°の範囲内の角度でタービンの軸に対して傾斜している。
【００１１】
この角度は４５°となるように選択されることが好ましい。
【００１２】
好ましい実施形態では、各孔の軸は、タービンの長手方向断面では水平であり、これにより空気の回転運動が支持部に対して直接影響を及ぼすことはない。
【００１３】
したがって、温度勾配が小さく、これにより機械的ストレスが低減されるため、本発明のケーシングはエンジン性能を向上させるとともに、リング支持部の寿命も向上させることを可能にする。
【００１４】
さらに、本発明は非常に低コストで実施可能である。
【００１５】
本発明は、上記で簡単に説明したようなタービン、およびこのようなタービンを含むターボ機械をも提供する。
【００１６】
本発明のその他の特徴および長所は、以下の説明を添付の図面と共に参照することによって明らかになる。図面は実施形態を示すが、これに限定されない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本発明の好ましい実施形態のターボ機械１００の長手方向の半断面図である。
【００１８】
通常、ターボ機械１００は燃焼チャンバ１１０を含む。
【００１９】
燃焼チャンバ１１０の下流では、ターボ機械１００は、符号１０で示される、本発明に係るケーシングを有する本発明に係るタービン１２０を含む。
【００２０】
この図面では、タービン１２０の可動ブレード３２を取り囲む固定リングが、符号３０で示される。
【００２１】
リング３０は環状支持部２０に固定されている。このために、本明細書で説明する実施形態では、リング３０はその上流部分に、支持部２０の取り付けレール２１を受けるための第１の円形溝３０ａを有する。
【００２２】
その下流部分では、支持部２０の環状縁部２３が支えられる周辺平面３１を、リング３０が呈する。実質的に第１の円形溝３０ａと同じ高さであるが、その下流側でリング３０は、実質的に平面３１の下に第２の円形溝３０ｂを有する。
【００２３】
したがって支持部２０の下流部分は、支持部２０の環状縁部２３をリング３０の周辺平面３１に対して押圧して保持するため、第２の溝３０ｂに設けられるＣクリップ型の環状保持部材４０によってリング３０に固定される。
【００２４】
これにより、支持部２０のいかなる変形も、取り付けレール２１および環状留め部材４０を介して伝えられてリング３０を変形させ、ブレード３２の先端とリングの内面との間の間隔を変えてしまうことが分かる。
【００２５】
支持部２０は、同軸にリング３０を取り囲む周壁２２を有し、この周壁はその上流部分で外側方向を向いた径方向環状フランジ２７で終端する。
【００２６】
本明細書で説明する実施例では、この径方向環状フランジ２７は、支持部２０をボルト１１を用いてケーシング１０に固定するためのものである。
【００２７】
この接触があるために、ケーシング１０から環状フランジ２７を介して熱が周壁２２に伝えられ、その際極めて不均一な温度場が生じる。
【００２８】
当業者であれば、この極めて不均一な温度場が、支持部２０を支持部の周囲で不均一に変形させる傾向にあり、その際ブレード３２とリング３０の内面との間の間隔を、上述のように変形させる危険性があることを認識するであろう。
【００２９】
本明細書で説明する好ましい実施形態では、ケーシング１０は、支持部２０の径方向リブ２８と接合する径方向壁部１４を呈し、またケーシング１０の内面１０ｉおよび周壁２２の外面２２ｅによっても画定されるチャンバ２９を画定する。
【００３０】
本発明に係り、タービンケーシング１０は、周壁２２の外面２２ｅを均一に通気するための空気を供給するための複数の貫通孔１２を含む。
【００３１】
本明細書で説明する実施形態では、これらの貫通孔１２は、ケーシングの内側方向を向く径方向壁部１４に形成され、この通気チャンバ２９から出る空気は、支持部２０の径方向リブ２８と径方向壁部１４の内面１４ｉとの間の小さい開口部から抜ける。
【００３２】
本明細書で説明する好ましい実施形態では、周壁２２の外面２２ｅを通気するための空気は、ターボ機械１００の高圧コンプレッサのステージから取り出され、径方向壁部１４から下流のタービンケーシング１０に形成される吸気口１３０を介して供給される。
【００３３】
図２は、図１のケーシング１０とその周辺の部分的な断面の斜視図である。
【００３４】
図２は、ケーシング１０の内側を向く径方向壁１４に形成される同じ大きさの孔によって貫通孔１２が構成され、外周に渡って規則的に離間している、本発明のケーシング１０の好ましい実施形態に対応する。
【００３５】
本明細書で説明する実施形態では、この外周は２２個の孔を呈し、各孔の直径は１．２ミリメートル（ｍｍ）である。
【００３６】
図３は、図１のアセンブリの破線Ａ−Ａに沿った断面図である。
【００３７】
図３は、タービンの軸Ｘ−Ｘに対して貫通孔１２が配向される角度αを示す。
【００３８】
本明細書で説明する好ましい実施形態では、この角度αは３０°の角度であり、これにより通気空間２９内で空気循環が可能となり、回転運動を示す。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係るターボ機械の好ましい実施形態の長手方向の半断面図である。
【図２】図１のターボ機械のタービンケーシングとその周辺の、部分的断面斜視図である。
【図３】図２のタービンケーシングの長手方向の断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０  タービンケーシング
１０ｉ  内面
１１  ボルト
１２  貫通孔
１４  径方向壁部
１４ｉ  内面
２０  支持部
２１  取り付けレール
２２  周壁
２２ｅ  外面
２３  環状縁部
２７  径方向環状フランジ
２８  径方向リブ
２９  通気チャンバ
３０  リング
３０ａ  円形溝
３０ｂ  第２溝
３１  周辺平面
３２  可動ブレード
４０  保持部材
１００  ターボ機械
１１０  燃焼チャンバ
１２０  タービン
１３０  吸気口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【外国語明細書】
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