(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルから燃焼ガスを吐出してタービンを駆動させるガスタービンにおいて、前記ノズルに環状のノズル取付フランジを設け、
前記ノズル取付フランジをハウジングに固定し、前記ノズル取付フランジの内周端部とハウジングの間に隙間を設けて環状溝を形成し、前記環状溝部分で燃焼ガスの通路を仕切る壁面を形成するバックプレートの外周端部を半径方向には摺動可能にかつタービンシャフトの軸方向には移動不能に挟持し、
燃焼ガスからの熱伝達により前記バックプレートが膨張した際に、バックプレートを半径方向外方に膨張可能にしたことを特徴とするガスタービンのバックプレート構造。
【請求項２】
前記バックプレートを板金で形成した請求項１に記載のガスタービンのバックプレート構造。
【請求項３】
前記バックプレートの内周端部をハウジングに対して半径方向に摺動可能でかつタービンシャフトの軸方向には移動不能に支持した請求項１又は請求項２に記載のガスタービンのバックプレート構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスタービンのノズル部分に設置したバックプレートの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は従来のガスタービンのバックプレート構造９０の断面略図である。図４に示すように、従来のガスタービンでは、ハウジング９４に固定されたバックプレート構造９０に燃焼ガスを吐出するノズル９１を支持させており、また、バックプレート構造９０は燃焼ガスの通路を仕切る壁面を形成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
燃焼ガスから熱伝達されてバックプレート構造９０が熱膨張すると、ノズル９１の位置が変動してしまう。ノズル９１の位置が変動すると、タービン９２に対するノズル９１と一体のノズルシュラウド９７の位置が変動してしまい、ノズルシュラウド９７とタービン９２の間の所定のクリアランス（約１ｍｍ程度）が変動するとタービン出力の低下を招いてしまう。
【０００４】
したがって、従来はこれを回避するために弾性部材９３で熱膨張による歪を吸収し、ハウジング９４に対して剛性部材９６をボルト９５等で固着するという複雑かつ製作に手間とコストが掛かる構造を採用していた。したがって、本発明では、熱膨張によるタービン出力の低下を回避することができ、かつ簡単に形成することができるバックプレート構造を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１の発明では、ノズルから燃焼ガスを吐出してタービンを駆動させるガスタービンにおいて、前記ノズルに環状のノズル取付フランジを設け、前記ノズル取付フランジをハウジングに固定し、前記ノズル取付フランジの内周端部とハウジングの間に隙間を設けて環状溝を形成し、前記環状溝部分で燃焼ガスの通路を仕切る壁面を形成するバックプレートの外周端部を半径方向には摺動可能にかつタービンシャフトの軸方向には移動不能に挟持し、燃焼ガスからの熱伝達により前記バックプレートが膨張した際に、バックプレートを半径方向外方に膨張可能にした。
【０００６】
また、請求項２の発明では請求項１の発明において、前記バックプレートを板金で形成するようにした。
【０００７】
さらに請求項３の発明では、請求項１又は請求項２の発明において、前記バックプレートの内周端部をハウジングに対して半径方向に摺動可能でかつタービンシャフトの軸方向には移動不能に支持するようにした。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、請求項１及び請求項２の発明によるバックプレート構造１００の断面略図である。図１のバックプレート構造１００では、ハウジング５に対してタービン翼４を備えたタービン３が軸受（図示せず）により支持されている。
【０００９】
また、ノズル２に固着された環状のノズル取付フランジ８は、ハウジング５の環状の固定フランジ１６と環状の固定部材１７が円周上に等間隔の位置で図示しないボルト・ナットで固定されることによりハウジング５に対して固定されている。
【００１０】
ノズル２にはノズルシュラウド６が固着されており、ノズルシュラウド６は燃焼ガスの通路を仕切る壁面を形成しており、また、ノズルシュラウド６とタービン翼４の間には所定のクリアランス（例えば０．５〜１．０ｍｍ）が設けてある。
【００１１】
ハウジング５とノズル取付フランジ８の間には環状溝１０が形成されている。この環状溝１０には環状に一体成形されたバックプレート１の外周端部１ａが内挿されており、バックプレート１の外周端部１ａはハウジング５とノズル取付フランジ８で挟持されている。また、バックプレート１の内周端部１ｂは、ハウジング５に対してボルト７で固着されている。ハウジング５には円周方向の複数箇所（例えば８箇所）に等間隔でボルト７を螺合させるねじ穴５ａが設けてある。バックプレート１の外周端部１ａが内挿された環状溝１０には、バックプレート１よりも半径方向外方に隙間１１が形成されている。
【００１２】
環状のバックプレート１は上述したように外周端部１ａと内周端部１ｂとを固定されているので、タービン３の回転軸９の軸方向には移動不能であるが、燃焼ガスから熱伝達されて熱膨張した際には、半径方向外方に隙間１１が形成されていることによりハウジング５及びノズル取付フランジ８に対して摺動することができる。
【００１３】
バックプレート１は、１枚の板金をプレスすることにより形成することができる。また、ダイカストで製造してもよい。
【００１４】
図３は、請求項１の発明によるバックプレート構造１１０の部分的な断面略図である。図３のバックプレート構造１１０が図１のバックプレート構造１００と異なる点は、バックプレート１がアウター部１２とインナー部１３とを備えている点である。アウター部１２の図示しない外周端部は、図１に示すバックプレート１の外周端部１ａと同様にハウジング５とノズル取付フランジ８で挟持されている。
【００１５】
また、インナー部１３の内周端部１３ａは、ハウジング５にボルト７で固定されている。このアウター部１２とインナー部１３とは溶接により一体に固着されている。このようにアウター部１２とインナー部１３とを一体固着することによりバックプレート１を構成してもよい。
【００１６】
また、図３のインナー部１３の内周端部を後述する図２のバックプレート１の内周端部１ｂのように挟持部材１４とハウジング５とで挟持するようにしてもよい。
【００１７】
図２は、請求項３の発明によるバックプレート構造１２０の断面略図である。図２のバックプレート構造１２０は、バックプレート１の内周端部１ｂの固定の仕方が図１のバックプレート構造１００と異なっており、その他に図１のバックプレート構造１００との相違点はない。
【００１８】
図２に示すように、円周上に等間隔に配置したハウジング５のねじ穴５ａ（図２では１つのみ表示）にボルト７を螺合させることにより環状の挟持部材１４がハウジング５に固着されている。
【００１９】
挟持部材１４とハウジング５の間には環状溝１５が形成されている。この環状溝１５にバックプレート１の内周端部１ｂが内挿されており、内周端部１ｂはハウジング５と挟持部材１４により挟持されている。したがって、バックプレート１の外周端部１ａ及び内周端部１ｂのいずれも半径方向に摺動可能であるが、回転軸９の軸方向には移動不能である。
【００２０】
このようにバックプレート１の外周端部１ａに加えて内周端部１ｂもハウジング５に対して半径方向に摺動可能にすると、バックプレート１が熱膨張して変形し、燃焼ガスの通路が広がってタービン３の出力が低下することをより確実に回避することができる。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１の発明によると、バックプレート１をハウジング５とノズル２（ノズル取付フランジ８）の間で挟持し、半径方向外方へ摺動可能にしたので、燃焼ガスから熱伝達されてバックプレート１が熱膨張してもノズル２のハウジング５に対する相対的な位置の変動はなく、ハウジング５により支持されたタービン３のタービン翼４とノズルシュラウド６の間のクリアランスに変動はなく、タービン３の出力の低下を回避することができる。
【００２２】
請求項２の発明によると、バックプレート１を板金で形成したので、製造が容易になり、コストダウンを図ることができる。
【００２３】
請求項３の発明によると、バックプレート１の外周端部１ａに加えて内周端部１ｂもハウジング５に対して半径方向に摺動可能にしたので、バックプレート１が熱膨張して変形し、燃焼ガスの通路が広がってタービン３の出力が低下することをより確実に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  請求項１の発明によるバックプレート構造の断面略図である。
【図２】  請求項３の発明によるバックプレート構造の断面略図である。
【図３】  請求項１の発明のバックプレート構造の別の形態を示す断面略図である。
【図４】  従来のガスタービンのバックプレート構造の断面略図である。
【符号の説明】
１    バックプレート
２    ノズル
３    タービン
４  タービン翼
５    ハウジング
６    ノズルシュラウド
７    ボルト
８    ノズル取付フランジ
９    回転軸
１０  環状溝
１１  隙間
１４  挟持部材
１００  バックプレート構造
【図１】
0004384786.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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