(57)【要約】  本発明は、ガスタービン（１０）のタービン（１１）のリングセグメント本体（３０）に固定するためのインサート部材（１４）に関連する。リングセグメント本体（３０）は、高温ガス側（３２）に凹所（２３）を有する。前記インサート部材（１４）は、凹所（２３）をカバーするよう設計される。この目的のために、インサート部材は、凹状に形成された前側（１５）および後側（１６）を有するカバー板（２９）と、リングセグメント本体（３０）に位置決めするために後側（１６）に配置された少なくとも１つの足（１７）とを備える。本発明は、さらにインサート部材（１４）を備えるリングセグメント（１３）、インサート部材（１４）を備えるガスタービン（１０）、およびインサート部材（１４）を取り付けるための取付方法に関連する。
2016530439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービン（１０）のタービン（１１）のリングセグメント本体（３０）に取り付けられるインサート部材（１４）であって、
前記リングセグメント本体（３０）は、高温ガス側（３２）に凹所（２３）を有し、
前記インサート部材（１４）は、前記凹所（２３）をカバーするよう設計されるとともに、凹状前側（１５）および後側（１６）を有するカバー板（２９）と、前記リングセグメント本体（３０）への位置決めのために前記後側（１６）に配置された少なくとも１つの足（１７）とを有する、インサート部材（１４）。
【請求項２】
前記カバー板（２９）が下側（２６）に、前記リングセグメント本体（３０）のアンダーカット（２４）に押しこまれる少なくとも１つの形状部（１８）を有する、請求項１に記載のインサート部材（１４）。
【請求項３】
前記カバー板（２９）が、前記前側（１５）から前記後側（１６）に通る少なくとも１つの通路（２１）を有する、請求項１または２に記載のインサート部材（１４）。
【請求項４】
前記インサート部材（１４）が一体型設計である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のインサート部材（１４）。
【請求項５】
前記インサート部材（１４）が多部品設計であり、かつ前記カバー板（２９）を前記少なくとも１つの足（１７）に接続することができる、請求項１〜３のいずれか一項に記載のインサート部材（１４）。
【請求項６】
前記カバー板（２９）が少なくとも１つの受容スロット（２７）を有し、かつ前記足（１７）が、形が前記受容スロット（２７）に対応するレール（２８）を有する、請求項５に記載のインサート部材（１４）。
【請求項７】
前記インサート部材（１４）が複数の足（１７）を備え、かつ前記足（１７）が足板（２５）によって互いに接続されている、請求項５または６に記載のインサート部材（１４）。
【請求項８】
前記足板（２５）が前記足板（２５）を通る少なくとも１つの通路（２１）を有する、請求項７に記載のインサート部材（１４）。
【請求項９】
ガスタービン（１０）のタービン（１１）のリングセグメント（１３）であって、
前記リングセグメント（１３）は、前記取り付けられた状態において高温ガス経路（３１）に向かって配向される高温ガス側（３２）を有するリングセグメント本体（３０）を備え、
前記リングセグメント本体（３０）は、前記高温ガス側（３２）に凹所（２３）を有し、かつ前記凹所（２３）に請求項１〜８のいずれか一項に記載のインサート部材（１４）が配置される、リングセグメント（１３）。
【請求項１０】
動翼列（１２）と、前記動翼列（１２）の周りに配置され、かつ複数のリングセグメントで構成されているリングとを有するタービン（１１）を有するガスタービン（１０）であって、
少なくとも１つの前記リングセグメントは、請求項９に記載されたリングセグメント（１３）である、ガスタービン（１０）。
【請求項１１】
インサート部材（１４）がガスタービン（１０）のタービン（１１）のリングセグメント本体（３０）の凹所（２３）に固定される取付方法であって、
前記凹所（２３）は、前記リングセグメント本体（３０）が取り付けられた状態において、前記ガスタービン（１０）の高温ガス経路（３１）に向かって配向される高温ガス側（３２）に配置されている、取付方法。
【請求項１２】
前記リングセグメント本体（３０）が取り付けられた状態において、前記インサート部材（１４）は前記高温ガス経路（３１）に導入されて、前記リングセグメント本体（３０）に固定される、請求項１１に記載の取付方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インサート部材、ガスタービンのタービンのリングセグメント、ガスタービンおよび取付方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンのタービンの動翼列は、ブレード翼の上端部にいわゆるシュラウドを有することが知られており、広く普及している。
【０００３】
特許文献１は、基部を有する本体を備えたタービン機械の動翼外側エアシールセグメントを示している。基部は、横凹状内径面、前端、後端および第１および第２周縁を有する。本体は、少なくとも１つの取付フックを備える。少なくとも１つのカバー板が本体に取り付けられ、少なくとも１つの空洞を画定する。カバー板は、複数のフィードスルー孔を備える。複数の出口孔は、基部を通り内径面に延在する。少なくとも基部またはカバー板は、空洞内に突出する突起を有し、後空洞部から前空洞部を分離する部分的な仕切りを形成する。
【０００４】
タービンシュラウドの熱い壁およびタービン端壁を冷却するための衝突冷却構造は、特許文献２から知られている。衝突冷却構造は、熱いガス流を囲む環状のシュラウドを形成するように円周方向に配置された複数のシュラウド部材と、その間に空洞を形成するようにシュラウド部材の半径方向の外面に取り付けられたシュラウドカバーとを備える。シュラウドカバーは、空洞に接続され、冷却空気が空洞内に射出されることが可能な第１衝突冷却孔を有し、空洞の内面は、衝突によって冷却される。各シュラウド部材は、有孔フィンを有する。有孔フィンは、空洞を複数のサブ空洞に分割する。さらに、有孔フィンは、隣接するサブ空洞の底面の方向に斜めに射出されるように第１衝突冷却孔を通り冷却空気が流れることができる第２衝突冷却孔を備える。
【０００５】
特許文献３は、ガスタービンのリングセグメントのための冷却システムを開示している。冷却システムは、複数の小さい孔を有する衝突板と、衝突板およびセグメント本体によって密閉された冷却空間と、回転軸の軸方向に垂直に立つように、燃焼ガスの流れ方向においてセグメント本体の下流端部位置に配置された第１空洞と、冷却空間および第１空洞に接続された第１冷却ダクトと、燃焼ガスの流れ方向においてセグメント本体の下流端部位置に配置され、第１空洞および燃焼室に接続された第２冷却ダクトとを備えている。
【０００６】
特許文献４は、ガスタービンのための固定子熱シールド、およびこのような固定子熱シールドが装備されたガスタービンに関連する。固定子熱シールドは、取り付けられた状態において、ガスタービンの高温ガス経路へ配向される外側と、外側から離れて配向される内側と、内側に形成され、取り付けられた状態においてガスタービンのローターの回転軸に対して軸方向に延在するとともに、円周方向において互いに離間した複数のリブと、内側に配置され、リブに対して載置された少なくとも１つの衝突板と、円周方向において固定子熱シールドを閉ざしている端側に形成された少なくとも１つの溝であって、その中に少なくとも１つのシール部材を取り付けることができる、少なくとも１つの溝と、それぞれ一端部が端側に開口し、外側に向かう方向において溝から離間し、他端部は、内側に開口するとともに、軸方向において互いに離間した複数の穴とを備えている。
【０００７】
特許文献５は、ガスタービンの動翼の外周周りに配置された環状形のリングセグメントを示している。リングセグメントブレードリング、主軸、および環状形を形成する複数の個別ユニットを有する動翼を備え、複数の個別ユニットは、主軸の円周方向周りに配置されるとともに、内側周面が動翼の先端から一定距離でガイドされるように配置されている。この文脈において、個別ユニットは、互いに対向するように、タービンの主軸の軸方向に沿って延在する凹部を形成している。リングセグメントはまた、個別ユニットの隣接するペアが互いに接続されるように、それぞれ対向する凹部のペアに取り付けられたシールプレートと、シールプレートよりも半径方向にさらに内側の位置に形成され、軸方向および円周方向に延在し、互いに接触する接触面とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１  ９６５  ０３３号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第１  ９９０  ５０７号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１１／０４４８０５号明細書
【特許文献４】国際公開第２００８／１２８８７６号パンフレット
【特許文献５】米国特許出願公開第２００４／０４７７２５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このようなシュラウドは、例えば整備または試験のために行われる動翼列での作業の間、動翼の周りに配置されたリングセグメントを交換するために上部ケーシング全体を持ち上げる、カバーリフトと呼ばれる作業を行う必要がある。カバーリフトは、非常に面倒である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、これらの欠点を解決し、かつガスタービンのシュラウドなしで動翼列を作動させることができるようなインサート部材、リングセグメント、ガスタービンおよび取付方法を提供するという目的に基づいている。
【００１１】
この目的は、請求項１に記載のインサート部材、請求項９に記載のリングセグメント、請求項１０に記載のガスタービン、および請求項１１に記載の取付方法によって達成される。本発明の有利な改良点は、従属項および発明の詳細な説明によって規定される。
【００１２】
ガスタービンのタービンのリングセグメント本体に取り付けられる本発明によるインサート部材は、凹所をカバーするように設計され、かつ凹状前側および後側を有するカバー板、およびリングセグメント本体に位置決めするための後側に配置された少なくとも１つの足を有する。リングセグメント本体は、高温ガス側に凹所を有する。
【００１３】
リングセグメント本体は、シュラウドを有する動翼列で運転するよう設計される。
【００１４】
この構成は、新しいリングセグメントを使用する必要なく、好都合にシュラウドを有する動翼列の動作からシュラウドなしの動翼列の動作へガスタービンを変換することを可能にする。これにより、面倒なカバーリフトの必要性がなくなる。また整合するリングセグメントを新たに製造するという面倒な作業を省くことができる。
【００１５】
本発明によるインサート部材の１つの好都合な実施形態において、カバー板は、リングセグメント本体のアンダーカットに押し込まれる少なくとも１つの形状部を下側に有する。
【００１６】
形状部は、インサート部材をリングセグメント本体に固定する前にインサート部材を迅速、簡単、かつより正確に位置決めするよう機能する。したがって設置をより単純かつより容易に実行することができる。
【００１７】
本発明によるインサート部材のさらに好都合な実施形態においては、カバー板は、前側から後側に通る少なくとも１つの通路を有する。
【００１８】
したがって、対応するネジまたはボルトを用いてインサート部材をリングセグメント本体に簡単に取り付けることができる。
【００１９】
本発明によるインサート部材のさらに好都合な実施形態において、インサート部材は、一体型設計である。
【００２０】
これは、個別の部品の数を低減する。これは、取り扱いを簡素化するとともに、物流費用を節約する。
【００２１】
本発明によるインサート部材の１つの代替の実施形態において、インサート部材は、複数部品設計であり、カバー板を少なくとも１つの足に接続することができる。
【００２２】
したがって、第１にインサート部材の少なくとも１つの足をリングセグメント本体に取り付け、そして、インサート部材のカバー板を少なくとも１つの足に取り付けることができる。
【００２３】
本発明によるインサート部材のさらに好都合な実施形態においては、カバー板は、少なくとも１つの受容スロットを有し、かつ足は、形が受容スロットに対応しているレールを有する。
【００２４】
したがって、工具を使用することなく、少なくとも１つの足およびカバー板を互いにしっかり接続することができる。
【００２５】
本発明によるインサート部材のさらに好都合な実施形態において、インサート部材は、複数の足を備え、かつこれらの足は、足板によって互いに接続されている。
【００２６】
それにより、これらの足は互いに対して永続的に配置される。リングセグメント本体への取り付けの間、足は、迅速に配置することができる。これは、リングセグメント本体へのインサート部材の取り付けを簡素化する。
【００２７】
本発明によるインサート部材のさらに好都合な実施形態において、足板は、足板を通る少なくとも１つの通路を有する。
【００２８】
したがって、足は、取付手段によって、特にボルトまたはネジを用いてリングセグメント本体に単純に取り付けられる。
【００２９】
ガスタービンのタービンの本発明によるリングセグメントは、取り付けられた状態において、高温ガス経路に向かって配向される高温ガス側を有するリングセグメント本体を備える。リングセグメント本体は、高温ガス側に凹所を有する。凹所において、上述したタイプのインサート部材が配置される。
【００３０】
したがってリングセグメント本体は、シュラウドなしでの動翼列の動作のために設計される。
【００３１】
本発明によるインサート部材は、好ましくは、ガスタービンに統合される。本発明によるガスタービンは、動翼列および動翼列の周りに配置され、複数のリングセグメントで構成されているリングを有するタービンを備える。この文脈において、少なくとも１つのリングセグメントは、上述したタイプのリングセグメントである。
【００３２】
したがって、シュラウドなしの動翼列の動作に適したガスタービンが好都合に提供される。動翼を交換する場合、ガスタービンの上部ケーシングを持ち上げる（カバーリフト）必要はない。出口側からのアクセスで十分である。したがって本発明によるガスタービンは、ブレード翼を頻繁に変えるような試験目的に特に適している。本ガスタービンにより、これらの試験は、実質的により迅速にセットアップされ、かつ実行される。
【００３３】
さらに、本発明によるガスタービンは、少なくとも１つのインサート部材をリングセグメント本体から取り外すことにより、シュラウドを有する動翼列での運転に容易に変換することができる。
【００３４】
本発明による取付方法において、インサート部材は、ガスタービンのタービンのリングセグメント本体の凹所に固定される。本文脈において、凹所は、リングセグメント本体が取り付けられた状態において、ガスタービンの高温ガス経路に向かって配向される高温ガス側に配置される。特に、リングセグメント本体が取り付けられた状態において、インサート部材は、高温ガス経路に導入され、そしてリングセグメント本体に固定される。
【００３５】
したがって、特に、試験目的のために、ガスタービンのリングセグメントをシュラウドを有する動翼列での運転形態からシュラウドなしの動翼列での運転形態に容易に変換することができる。逆の変化もまた容易に可能である。
【００３６】
本発明の例示的な実施形態は、図面および以下の記述に基づいてより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明によるガスタービンを示す。
【図２】本発明によるリングセグメントを示す。
【図３】本発明によるインサート部材を示す。
【図４】本発明によるインサート部材の足を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１は、例示的な実施形態の本発明によるガスタービン１０を示す。ガスタービン１０は、少なくとも１つの動翼列１２が配置されたタービン１１を備える。この動翼列１２の周りに、複数のリングセグメントから構成されたリングが配置されている。動翼列１２は、回転軸２０回りに回転できるように構成される。
【００３９】
動翼列１２は、特に他の動翼列の下流に位置している。図１において、対応する動翼列１２は、ガスタービン１０のタービン１１の第４動翼列である。
【００４０】
本発明によるガスタービン１０は、本発明による少なくとも１つのリングセグメント１３を有する。図２は、例示的な実施形態におけるリングセグメント１３の断面図を示す。
【００４１】
リングセグメント１３は、リングセグメント本体３０およびインサート部材１４を備える。
【００４２】
リングセグメント本体３０は、高温ガス側３２を備える。取り付けられた状態において、高温ガス側３２は、ガスタービン１０の高温ガス経路３１に向かって配向される。
【００４３】
インサート部材１４は、リングセグメント本体３０の凹所２３をカバーする。凹所は、高温ガス側３２に配置される。リングセグメント本体３０は、シュラウドを有する動翼列でのガスタービン１０の運転のために、凹所２３を有する。ガスタービンの上部ケーシング全体を取り外す（カバーリフト）必要がないように、例えば試験段階の間、シュラウドなしで動翼列１２を使用することが好都合である。本発明によるインサート部材１４により、リングセグメント本体３０をシュラウドがない動翼列１２に適合させることが可能となる。
【００４４】
本発明による取付方法によって、インサート部材１４が凹所２３に固定されて適合される。特に、これは、リングセグメント本体３０が既にガスタービン１０に取り付けられている場合でも行うことができる。そのためには、インサート部材１４は、高温ガス経路３１に導入され、そしてリングセグメント本体３０に固定される。
【００４５】
図３は、例示的な実施形態のインサート部材１４を示す。個別の図に示されるインサート部材１４は、後側１６および凹状前側１５を有するカバー板２９を備える。取り付けられた状態において、前側１５は、高温ガス経路３１に向かって配向される。インサート部材１４は、カバー板２９の後側１６に、リングセグメント本体３０上で位置決めするための少なくとも１つの足１７を有する。
【００４６】
示された実施形態において、インサート部材１４は、２つの足１７を備える。示されたインサート部材１４は、また下側２６に、複数の形状部１８を備える。下側２６の形状部１８により、インサート部材１４をリングセグメント本体３０のアンダーカット２４に押し込むことができる。少なくとも１つの足１７は、インサート部材１４をその取付位置に位置決めする。図３に示すインサート部材１４は、前側１５から後側１６に通る５つの通路２１を有する。通路２１は、インサート部材１４をリングセグメント本体３０に取り付けるために機能する。本文脈において、インサート部材１４を取り付けるための手段は、通路２１を通り供給される。図３は、取付手段としての通路２１の数に一致する５つのボルト１９を示す。ボルト１９は、特に、ネジ付きボルトまたはネジである。取り付けられた状態において、インサート部材１４は、リングセグメント本体３０にしっかり接続されている。取り付けられた状態において、インサート部材１４は、好ましくリングセグメント本体３０と面一である。インサート部材１４をリングセグメント本体３０に取り付けることにより本発明によるリングセグメント１３が作られる。
【００４７】
本発明によるインサート部材１４のカバー板２９の前側１５は、くぼんでいるため、動翼列１２周りに配置されたリングセグメント１３に適合されている。取り付けられた状態において、前側１５の凹状湾曲部は、回転軸２０に垂直である。
【００４８】
インサート部材１４は、各通路２１に対して、通路２１と同軸上に配置された凹部を有することができる。インサート部材１４の外形が目立たないように、インサート部材１４を取り付けるための取付手段、特にネジのヘッドは、凹部に配置することができる。
【００４９】
本発明によるインサート部材１４は、一体型に作ることができる。少なくとも１つの足１７は、カバー板２９と一体である。あるいは本発明によるインサート部材１４は、複数の部品で作ることができる。そして、カバー板２９は、少なくとも１つの足１７に接続することができ、特に少なくとも１つの足１７に押し入れることができる。図４は、このような実施形態の本発明によるインサート部材１４を示す。
【００５０】
示される実施形態において、インサート部材１４は、足板２５によって互いに接続された２つの足１７を有する。示される実施形態において、足板２５は、２つの通路２１を有する。足板２５をリングセグメント本体３０に取り付けるための取付手段は、これらの通路２１を通り供給されることができる。図４は、取付手段としてのボルト１９を示す。多部品インサート部材１４により、少なくとも１つの足１７をリングセグメント本体３０に第一に取り付け、その後カバー板２９を足１７に取り付けることができる。特に、カバー板２９が少なくとも１つの足１７の上に押し付けることができるようにカバー板２９および少なくとも１つの足１７を体現することができる。そのために、図４に示される実施形態においては、２つの足１７はそれぞれ、レール２８および２つの受容スロット２７を備えるカバー板２９を有している。受容スロット２７は、上側２２からアクセス可能である。レール２８および受容スロット２７は、それぞれ対応する形を有する。一旦、カバー板２９が少なくとも１つの足１７に押し入れられると、レール２８は、受容スロット２７内に配置され、それにより、カバー板２９を少なくとも１つの足１７の上に固定することができる。
【００５１】
本発明は、好ましい例示的な実施形態によってより詳細に説明され、示されたが、本発明は、開示された例によって限定されることはなく、本発明の保護範囲から逸脱することなく当業者によって他の変形を得ることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１０  ガスタービン
１１  タービン
１２  動翼列
１３  リングセグメント
１４  インサート部材
１５  凹状前側
１６  後側
１７  足
１８  形状部
１９  ボルト
２０  回転軸
２１  通路
２２  上側
２３  凹所
２４  アンダーカット
２５  足板
２６  下側
２７  受容スロット
２８  レール
２９  カバー板
３０  リングセグメント本体
３１  高温ガス経路
３２  高温ガス側
【図１】
2016530439.tif 000003
【図２】
2016530439.tif 000004
【図３】
2016530439.tif 000005
【図４】
2016530439.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成27年6月9日(2015.6.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンおよび取付方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンのタービンの動翼列は、ブレード翼の上端部にいわゆるシュラウドを有することが知られており、広く普及している。
【０００３】
特許文献１は、基部を有する本体を備えたタービン機械の動翼外側エアシールセグメントを示している。基部は、横凹状内径面、前端、後端および第１および第２周縁を有する。本体は、少なくとも１つの取付フックを備える。少なくとも１つのカバー板が本体に取り付けられ、少なくとも１つの空洞を画定する。カバー板は、複数のフィードスルー孔を備える。複数の出口孔は、基部を通り内径面に延在する。少なくとも基部またはカバー板は、空洞内に突出する突起を有し、後空洞部から前空洞部を分離する部分的な仕切りを形成する。
【０００４】
タービンシュラウドの熱い壁およびタービン端壁を冷却するための衝突冷却構造は、特許文献２から知られている。衝突冷却構造は、熱いガス流を囲む環状のシュラウドを形成するように円周方向に配置された複数のシュラウド部材と、その間に空洞を形成するようにシュラウド部材の半径方向の外面に取り付けられたシュラウドカバーとを備える。シュラウドカバーは、空洞に接続され、冷却空気が空洞内に射出されることが可能な第１衝突冷却孔を有し、空洞の内面は、衝突によって冷却される。各シュラウド部材は、有孔フィンを有する。有孔フィンは、空洞を複数のサブ空洞に分割する。さらに、有孔フィンは、隣接するサブ空洞の底面の方向に斜めに射出されるように第１衝突冷却孔を通り冷却空気が流れることができる第２衝突冷却孔を備える。
【０００５】
特許文献３は、ガスタービンのリングセグメントのための冷却システムを開示している。冷却システムは、複数の小さい孔を有する衝突板と、衝突板およびセグメント本体によって密閉された冷却空間と、回転軸の軸方向に垂直に立つように、燃焼ガスの流れ方向においてセグメント本体の下流端部位置に配置された第１空洞と、冷却空間および第１空洞に接続された第１冷却ダクトと、燃焼ガスの流れ方向においてセグメント本体の下流端部位置に配置され、第１空洞および燃焼室に接続された第２冷却ダクトとを備えている。
【０００６】
特許文献４は、ガスタービンのための固定子熱シールド、およびこのような固定子熱シールドが装備されたガスタービンに関連する。固定子熱シールドは、取り付けられた状態において、ガスタービンの高温ガス経路へ配向される外側と、外側から離れて配向される内側と、内側に形成され、取り付けられた状態においてガスタービンのローターの回転軸に対して軸方向に延在するとともに、円周方向において互いに離間した複数のリブと、内側に配置され、リブに対して載置された少なくとも１つの衝突板と、円周方向において固定子熱シールドを閉ざしている端側に形成された少なくとも１つの溝であって、その中に少なくとも１つのシール部材を取り付けることができる、少なくとも１つの溝と、それぞれ一端部が端側に開口し、外側に向かう方向において溝から離間し、他端部は、内側に開口するとともに、軸方向において互いに離間した複数の穴とを備えている。
【０００７】
特許文献５は、ガスタービンの動翼の外周周りに配置された環状形のリングセグメントを示している。リングセグメントブレードリング、主軸、および環状形を形成する複数の個別ユニットを有する動翼を備え、複数の個別ユニットは、主軸の円周方向周りに配置されるとともに、内側周面が動翼の先端から一定距離でガイドされるように配置されている。この文脈において、個別ユニットは、互いに対向するように、タービンの主軸の軸方向に沿って延在する凹部を形成している。リングセグメントはまた、個別ユニットの隣接するペアが互いに接続されるように、それぞれ対向する凹部のペアに取り付けられたシールプレートと、シールプレートよりも半径方向にさらに内側の位置に形成され、軸方向および円周方向に延在し、互いに接触する接触面とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１  ９６５  ０３３号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第１  ９９０  ５０７号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１１／０４４８０５号明細書
【特許文献４】国際公開第２００８／１２８８７６号パンフレット
【特許文献５】米国特許出願公開第２００４／０４７７２５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このようなシュラウドは、例えば整備または試験のために行われる動翼列での作業の間、動翼の周りに配置されたリングセグメントを交換するために上部ケーシング全体を持ち上げる、カバーリフトと呼ばれる作業を行う必要がある。カバーリフトは、非常に面倒である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、これらの欠点を解決し、かつガスタービンのシュラウドなしで動翼列を作動させることができるようなインサート部材、リングセグメント、ガスタービンおよび取付方法を提供するという目的に基づいている。
【００１１】
この目的は、請求項１に記載のガスタービン、および請求項９に記載の取付方法によって達成される。本発明の有利な改良点は、従属項および発明の詳細な説明によって規定される。
【００１２】
本発明によると、複数の動翼列を有するガスタービンの場合に以下のものが提供される。動翼列が他の動翼列の下流に位置するものである場合に、複数のリングセグメントで構成されたリングが周りに設けられ、その少なくとも１つがリングセグメント本体およびインサート部材を備え、ガスタービンのタービンのリングセグメント本体に取り付けられるインサート部材は、凹所をカバーするように設計され、かつ凹状前側および後側を有するカバー板、およびリングセグメント本体に位置決めするための後側に配置された少なくとも１つの足を有する。リングセグメント本体は、高温ガス側に凹所を有する。リングセグメント本体は、シュラウドを有する動翼列で運転するよう設計される。
【００１３】
この文脈において、タービンにリングセグメント本体が取り付けられた状態において、インサート部材は、高温ガス経路へ導入することができ、そして、リングセグメント本体に固定することができる。
【００１４】
この構成は、新しいリングセグメントを使用する必要なく、好都合にシュラウドを有する動翼列の動作からシュラウドなしの動翼列の動作へガスタービンを変換することを可能にする。これにより、面倒なカバーリフトの必要性がなくなる。また整合するリングセグメントを新たに製造するという面倒な作業を省くことができる。
【００１５】
したがって、シュラウドなしの動翼列の動作に適したガスタービンが好都合に提供される。動翼を交換する場合、ガスタービンの上部ケーシングを持ち上げる（カバーリフト）必要はない。出口側からのアクセスで十分である。したがって本発明によるガスタービンは、ブレード翼を頻繁に変えるような試験目的に特に適している。本ガスタービンにより、これらの試験は、実質的により迅速にセットアップされ、かつ実行される。
【００１６】
さらに、本発明によるガスタービンは、少なくとも１つのインサート部材をリングセグメント本体から取り外すことにより、シュラウドを有する動翼列での運転に容易に変換することができる。
【００１７】
本発明によるインサート部材の１つの好都合な実施形態において、カバー板は、リングセグメント本体のアンダーカットに押し込まれる少なくとも１つの形状部を下側に有する。
【００１８】
形状部は、インサート部材をリングセグメント本体に固定する前にインサート部材を迅速、簡単、かつより正確に位置決めするよう機能する。したがって設置をより単純かつより容易に実行することができる。
【００１９】
本発明によるインサート部材のさらに好都合な実施形態においては、カバー板は、前側から後側に通る少なくとも１つの通路を有する。
【００２０】
したがって、対応するネジまたはボルトを用いてインサート部材をリングセグメント本体に簡単に取り付けることができる。
【００２１】
本発明によるインサート部材のさらに好都合な実施形態において、インサート部材は、一体型設計である。
【００２２】
これは、個別の部品の数を低減する。これは、取り扱いを簡素化するとともに、物流費用を節約する。
【００２３】
本発明によるインサート部材の１つの代替の実施形態において、インサート部材は、複数部品設計であり、カバー板を少なくとも１つの足に接続することができる。
【００２４】
したがって、第１にインサート部材の少なくとも１つの足をリングセグメント本体に取り付け、そして、インサート部材のカバー板を少なくとも１つの足に取り付けることができる。
【００２５】
本発明によるインサート部材のさらに好都合な実施形態においては、カバー板は、少なくとも１つの受容スロットを有し、かつ足は、形が受容スロットに対応しているレールを有する。
【００２６】
したがって、工具を使用することなく、少なくとも１つの足およびカバー板を互いにしっかり接続することができる。
【００２７】
本発明によるインサート部材のさらに好都合な実施形態において、インサート部材は、複数の足を備え、かつこれらの足は、足板によって互いに接続されている。
【００２８】
それにより、これらの足は互いに対して永続的に配置される。リングセグメント本体への取り付けの間、足は、迅速に配置することができる。これは、リングセグメント本体へのインサート部材の取り付けを簡素化する。
【００２９】
本発明によるインサート部材のさらに好都合な実施形態において、足板は、足板を通る少なくとも１つの通路を有する。
【００３０】
したがって、足は、取付手段によって、特にボルトまたはネジを用いてリングセグメント本体に単純に取り付けられる。
【００３１】
ガスタービンのタービンの本発明によるリングセグメントは、取り付けられた状態において、高温ガス経路に向かって配向される高温ガス側を有するリングセグメント本体を備える。リングセグメント本体は、高温ガス側に凹所を有する。凹所において、上述したタイプのインサート部材が配置される。
【００３２】
したがってリングセグメント本体は、シュラウドなしでの動翼列の動作のために設計される。
【００３３】
本発明によるインサート部材は、好ましくは、ガスタービンに統合される。
【００３４】
本発明による取付方法において、インサート部材は、ガスタービンのタービンのリングセグメント本体の凹所に固定される。本文脈において、凹所は、リングセグメント本体が取り付けられた状態において、ガスタービンの高温ガス経路に向かって配向される高温ガス側に配置される。特に、リングセグメント本体が取り付けられた状態において、インサート部材は、高温ガス経路に導入され、そしてリングセグメント本体に固定される。
【００３５】
したがって、特に、試験目的のために、ガスタービンのリングセグメントをシュラウドを有する動翼列での運転形態からシュラウドなしの動翼列での運転形態に容易に変換することができる。逆の変化もまた容易に可能である。
【００３６】
本発明の例示的な実施形態は、図面および以下の記述に基づいてより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明によるガスタービンを示す。
【図２】本発明によるリングセグメントを示す。
【図３】本発明によるインサート部材を示す。
【図４】本発明によるインサート部材の足を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１は、例示的な実施形態の本発明によるガスタービン１０を示す。ガスタービン１０は、少なくとも１つの動翼列１２が配置されたタービン１１を備える。この動翼列１２の周りに、複数のリングセグメントから構成されたリングが配置されている。動翼列１２は、回転軸２０回りに回転できるように構成される。
【００３９】
動翼列１２は、特に他の動翼列の下流に位置している。図１において、対応する動翼列１２は、ガスタービン１０のタービン１１の第４動翼列である。
【００４０】
本発明によるガスタービン１０は、本発明による少なくとも１つのリングセグメント１３を有する。図２は、例示的な実施形態におけるリングセグメント１３の断面図を示す。
【００４１】
リングセグメント１３は、リングセグメント本体３０およびインサート部材１４を備える。
【００４２】
リングセグメント本体３０は、高温ガス側３２を備える。取り付けられた状態において、高温ガス側３２は、ガスタービン１０の高温ガス経路３１に向かって配向される。
【００４３】
インサート部材１４は、リングセグメント本体３０の凹所２３をカバーする。凹所は、高温ガス側３２に配置される。リングセグメント本体３０は、シュラウドを有する動翼列でのガスタービン１０の運転のために、凹所２３を有する。ガスタービンの上部ケーシング全体を取り外す（カバーリフト）必要がないように、例えば試験段階の間、シュラウドなしで動翼列１２を使用することが好都合である。本発明によるインサート部材１４により、リングセグメント本体３０をシュラウドがない動翼列１２に適合させることが可能となる。
【００４４】
本発明による取付方法によって、インサート部材１４が凹所２３に固定されて適合される。特に、これは、リングセグメント本体３０が既にガスタービン１０に取り付けられている場合でも行うことができる。そのためには、インサート部材１４は、高温ガス経路３１に導入され、そしてリングセグメント本体３０に固定される。
【００４５】
図３は、例示的な実施形態のインサート部材１４を示す。個別の図に示されるインサート部材１４は、後側１６および凹状前側１５を有するカバー板２９を備える。取り付けられた状態において、前側１５は、高温ガス経路３１に向かって配向される。インサート部材１４は、カバー板２９の後側１６に、リングセグメント本体３０上で位置決めするための少なくとも１つの足１７を有する。
【００４６】
示された実施形態において、インサート部材１４は、２つの足１７を備える。示されたインサート部材１４は、また下側２６に、複数の形状部１８を備える。下側２６の形状部１８により、インサート部材１４をリングセグメント本体３０のアンダーカット２４に押し込むことができる。少なくとも１つの足１７は、インサート部材１４をその取付位置に位置決めする。図３に示すインサート部材１４は、前側１５から後側１６に通る５つの通路２１を有する。通路２１は、インサート部材１４をリングセグメント本体３０に取り付けるために機能する。本文脈において、インサート部材１４を取り付けるための手段は、通路２１を通り供給される。図３は、取付手段としての通路２１の数に一致する５つのボルト１９を示す。ボルト１９は、特に、ネジ付きボルトまたはネジである。取り付けられた状態において、インサート部材１４は、リングセグメント本体３０にしっかり接続されている。取り付けられた状態において、インサート部材１４は、好ましくリングセグメント本体３０と面一である。インサート部材１４をリングセグメント本体３０に取り付けることにより本発明によるリングセグメント１３が作られる。
【００４７】
本発明によるインサート部材１４のカバー板２９の前側１５は、くぼんでいるため、動翼列１２周りに配置されたリングセグメント１３に適合されている。取り付けられた状態において、前側１５の凹状湾曲部は、回転軸２０に垂直である。
【００４８】
インサート部材１４は、各通路２１に対して、通路２１と同軸上に配置された凹部を有することができる。インサート部材１４の外形が目立たないように、インサート部材１４を取り付けるための取付手段、特にネジのヘッドは、凹部に配置することができる。
【００４９】
本発明によるインサート部材１４は、一体型に作ることができる。少なくとも１つの足１７は、カバー板２９と一体である。あるいは本発明によるインサート部材１４は、複数の部品で作ることができる。そして、カバー板２９は、少なくとも１つの足１７に接続することができ、特に少なくとも１つの足１７に押し入れることができる。図４は、このような実施形態の本発明によるインサート部材１４を示す。
【００５０】
示される実施形態において、インサート部材１４は、足板２５によって互いに接続された２つの足１７を有する。示される実施形態において、足板２５は、２つの通路２１を有する。足板２５をリングセグメント本体３０に取り付けるための取付手段は、これらの通路２１を通り供給されることができる。図４は、取付手段としてのボルト１９を示す。多部品インサート部材１４により、少なくとも１つの足１７をリングセグメント本体３０に第一に取り付け、その後カバー板２９を足１７に取り付けることができる。特に、カバー板２９が少なくとも１つの足１７の上に押し付けることができるようにカバー板２９および少なくとも１つの足１７を体現することができる。そのために、図４に示される実施形態においては、２つの足１７はそれぞれ、レール２８および２つの受容スロット２７を備えるカバー板２９を有している。受容スロット２７は、上側２２からアクセス可能である。レール２８および受容スロット２７は、それぞれ対応する形を有する。一旦、カバー板２９が少なくとも１つの足１７に押し入れられると、レール２８は、受容スロット２７内に配置され、それにより、カバー板２９を少なくとも１つの足１７の上に固定することができる。
【００５１】
本発明は、好ましい例示的な実施形態によってより詳細に説明され、示されたが、本発明は、開示された例によって限定されることはなく、本発明の保護範囲から逸脱することなく当業者によって他の変形を得ることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１０  ガスタービン
１１  タービン
１２  動翼列
１３  リングセグメント
１４  インサート部材
１５  凹状前側
１６  後側
１７  足
１８  形状部
１９  ボルト
２０  回転軸
２１  通路
２２  上側
２３  凹所
２４  アンダーカット
２５  足板
２６  下側
２７  受容スロット
２８  レール
２９  カバー板
３０  リングセグメント本体
３１  高温ガス経路
３２  高温ガス側
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動翼列（１２）と、前記動翼列（１２）の周りに配置されるとともに、複数のリングセグメントで構成されているリングとを有するタービン（１１）を有するガスタービン（１０）であって、
前記動翼列（１２）は、他の動翼列の下流に位置するものであり、
少なくとも１つのリングセグメント（１３）は、取り付けられた状態において、高温ガス経路（３１）に向かって配向される高温ガス側（３２）を有するリングセグメント本体（３０）と、インサート部材（１４）とを備え、
前記リングセグメント本体（３０）は、前記高温ガス側（３２）に凹所（２３）を有し、該凹所に前記インサート部材（１４）が配置され、
前記インサート部材（１４）は、前記凹所（２３）をカバーするよう設計されるとともに、凹状前側（１５）および後側（１６）を有するカバー板（２９）と、前記リングセグメント本体（３０）に位置決めするために前記後側（１６）に配置された少なくとも１つの足（１７）とを有し、
前記リングセグメント本体（３０）が前記タービンに取り付けられた状態において、前記インサート部材（１４）を前記高温ガス経路（３１）に導入することができ、かつ前記リングセグメント本体（３０）に固定することができることを特徴とする、ガスタービン（１０）。
【請求項２】
前記カバー板（２９）が下側（２６）に、前記リングセグメント本体（３０）のアンダーカット（２４）に押しこまれる少なくとも１つの形状部（１８）を有する、請求項１に記載のガスタービン（１０）。
【請求項３】
前記カバー板（２９）が、前記前側（１５）から前記後側（１６）に通る少なくとも１つの通路（２１）を有する、請求項１または２に記載のガスタービン（１０）。
【請求項４】
前記インサート部材（１４）が一体型設計である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のガスタービン（１０）。
【請求項５】
前記インサート部材（１４）が多部品設計であり、かつ前記カバー板（２９）を前記少なくとも１つの足（１７）に接続することができる、請求項１〜３のいずれか一項に記載のガスタービン（１０）。
【請求項６】
前記カバー板（２９）が少なくとも１つの受容スロット（２７）を有し、かつ前記足（１７）が、形が前記受容スロット（２７）に対応するレール（２８）を有する、請求項５に記載のガスタービン（１０）。
【請求項７】
前記インサート部材（１４）が複数の足（１７）を備え、かつ前記足（１７）が足板（２５）によって互いに接続されている、請求項５または６に記載のガスタービン（１０）。
【請求項８】
前記足板（２５）が前記足板（２５）を通る少なくとも１つの通路（２１）を有する、請求項７に記載のガスタービン（１０）。
【請求項９】
インサート部材（１４）がガスタービン（１０）のタービン（１１）のリングセグメント本体（３０）の凹所（２３）に固定される取付方法であって、
前記凹所（２３）は、前記リングセグメント本体（３０）が取り付けられた状態において、前記ガスタービン（１０）の高温ガス経路（３１）に向かって配向される高温ガス側（３２）に配置され、前記リングセグメント本体（３０）が取り付けられた状態において、前記インサート部材（１４）が前記高温ガス経路（３１）に導入されて、前記リングセグメント本体（３０）に固定されるステップを特徴とする、取付方法。
【国際調査報告】
2016530439.tif 000007
2016530439.tif 000008
2016530439.tif 000009
2016530439.tif 000010
2016530439.tif 000011
2016530439.tif 000012