專利名稱：排氣室的連結(jié)結(jié)構(gòu)、渦輪的支撐結(jié)構(gòu)以及燃氣輪機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是，例如在對壓縮的高溫高壓的空氣供給燃料進行燃燒并將產(chǎn)生的燃燒氣體供給至渦輪從而得到旋轉(zhuǎn)動力的燃氣輪機中，配置在渦輪后部的排氣室的連結(jié)結(jié) 構(gòu)，以及應用了該排氣室的連結(jié)結(jié)構(gòu)的燃氣輪機。此外，本發(fā)明涉及的是，例如在對壓縮的高溫高壓的空氣供給燃料進行燃燒并將 產(chǎn)生的燃燒氣體供給至渦輪從而得到旋轉(zhuǎn)動力的燃氣輪機中，用于在地面設(shè)置渦輪的渦輪 的支撐結(jié)構(gòu)，以及應用了該渦輪的支撐結(jié)構(gòu)的燃氣輪機。
背景技術(shù)：
燃氣輪機由壓縮機、燃燒器、和渦輪構(gòu)成，從空氣吸入口吸入的空氣通過壓縮機被 壓縮而成為高溫高壓的壓縮空氣，通過燃燒器對該壓縮空氣供給燃料并使其燃燒，由高溫 高壓的燃燒氣體驅(qū)動渦輪，從而驅(qū)動與該渦輪連結(jié)的發(fā)電機。在該情況下，渦輪通過在機室 內(nèi)交替配置有多個靜葉片和多個動葉片而構(gòu)成，由燃燒氣體驅(qū)動動葉片從而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動連結(jié) 有發(fā)電機的輸出軸。并且，驅(qū)動渦輪的燃燒氣體通過排氣機室的擴散器被變換成靜壓之后 放出至大氣中。近年來，這樣構(gòu)成的燃氣輪機被要求高輸出化和高效化，具有被引導至靜葉片和 動葉片的燃燒氣體的溫度變得越來越高的傾向。因此，一般而言，在靜葉片和動葉片的內(nèi)部 形成冷卻通路，在該冷卻通路中流過空氣或蒸氣等冷卻介質(zhì)，由此，對該靜葉片和動葉片進 行冷卻，確保耐熱性，并且實現(xiàn)燃燒氣體的高溫化，提高輸出及效率。例如，在渦輪中，在收容靜葉片和動葉片的排氣機室的下游側(cè)連結(jié)有排氣室，在該 排氣室的下游側(cè)連結(jié)有排氣管，排氣機室和排氣室通過形成為圓筒形狀的薄板的熱延伸吸 收構(gòu)件連結(jié)，排氣室和排氣管通過具有絕熱件的膨脹節(jié)連結(jié)。因此，對于燃氣輪機的過渡期 或高輸出化，吸收排氣機室與排氣室排氣管之間的熱應力。作為該渦輪的連結(jié)結(jié)構(gòu)，例如有下述專利文獻1、2、3所述的結(jié)構(gòu)。此外，燃氣輪機由壓縮機、燃燒器、和渦輪構(gòu)成，從空氣吸入口吸入的空氣通過壓 縮機被壓縮而成為高溫高壓的壓縮空氣，通過燃燒器對該壓縮空氣供給燃料并使其燃燒， 由高溫高壓的燃燒氣體驅(qū)動渦輪，從而驅(qū)動與該渦輪連結(jié)的發(fā)電機。在該情況下，渦輪通過 在機室內(nèi)交替配置有多個靜葉片和多個動葉片而構(gòu)成，由燃燒氣體驅(qū)動動葉片從而旋轉(zhuǎn)驅(qū) 動連結(jié)有發(fā)電機的輸出軸。并且，驅(qū)動渦輪的燃燒氣體通過排氣機室的擴散器被變換成靜 壓之后放出至大氣中。這樣構(gòu)成的燃氣輪機，通過收容有靜葉片和動葉片的排氣機室、排氣室和排氣管 分別形成為圓筒形狀并連結(jié)而構(gòu)成，并且具有多個腿部而設(shè)置在廠房內(nèi)的地面上。對于該 排氣機室、排氣室、排氣管，通過由支撐件將外側(cè)殼體和內(nèi)側(cè)殼體連結(jié)，而形成為雙層的圓 筒形狀，外側(cè)殼體和內(nèi)側(cè)殼體之間的空間部成為廢氣的通路。并且，該外側(cè)殼體的兩側(cè)分別 連結(jié)有腿部，通過該多個腿部將排氣機室、排氣室、排氣管設(shè)置在地面上。作為該渦輪的支撐結(jié)構(gòu)，例如有下述專利文獻4中記載的結(jié)構(gòu)。
專利文獻1 日本特開2006-307733號公報專利文獻2 日本特開2004-308502號公報專利文獻3 日本實開平01-085429號公報專利文獻4 日本特開平07-293277號公報

發(fā)明內(nèi)容
在上述現(xiàn)有的燃氣輪機中，通過薄板的熱延伸吸收構(gòu)件連結(jié)排氣機室和排氣室， 通過膨脹節(jié)連結(jié)排氣室和排氣管，由此吸收構(gòu)件之間的熱應力。但是，因燃氣輪機的高輸出 化及高效化而使燃燒氣體的溫度具有進一步變高的傾向，熱延伸吸收構(gòu)件的選擇、膨脹節(jié) 自身的耐熱性確保變得困難。因此，雖然能夠想到對該熱延伸吸收構(gòu)件或膨脹節(jié)進行冷卻， 但是與排氣機室、排氣室、排氣管之間的溫度差變大，從而熱應力過大，不利于耐久性。此外，在上述現(xiàn)有的渦輪的支撐結(jié)構(gòu)中，在排氣機室、排氣室、排氣管的外側(cè)殼體 的兩側(cè)分別連結(jié)腿部，通過該多個腿部將排氣機室、排氣室、排氣管設(shè)置在地面上。由于排 氣機室、排氣室、排氣管是重物，因此在外側(cè)殼體的腿部的安裝部作用有彎曲應力，有可能 會導致變形等。因此，在該外側(cè)殼體的外周面上沿著周向設(shè)置肋部，經(jīng)由該肋部連結(jié)腿部但是，在渦輪運轉(zhuǎn)時，排氣機室、排氣室、排氣管的外側(cè)殼體因廢氣而變?yōu)楦邷?，產(chǎn) 生熱延伸。于是，該外側(cè)殼體中，在因肋部提高了強度的部分和其他部分上熱延伸量不同， 在其中產(chǎn)生熱應力，從而有可能會產(chǎn)生變形或損壞等。本發(fā)明用于解決上述問題，其目的在于提供能夠通過降低排氣室的連結(jié)部上的熱 應力來提高耐久性的排氣室的連結(jié)結(jié)構(gòu)及燃氣輪機。此外，本發(fā)明用于解決上述問題，其目的在于提供能夠通過降低作用在渦輪本體 上的彎曲應力、熱應力來提高耐久性的渦輪的支撐結(jié)構(gòu)及燃氣輪機。為了達到上述目的，技術(shù)方案1的發(fā)明的排氣室的連結(jié)結(jié)構(gòu)，通過能夠吸收熱延 伸的支架構(gòu)件將形成為圓筒形狀的排氣室、和相對于該排氣室配置在廢氣流動方向上游側(cè) 或下游側(cè)的形成為圓筒形狀的連結(jié)構(gòu)件連結(jié)，其特征在于，在所述排氣室的外周面安裝有 絕熱件，所述支架構(gòu)件形成為多個長方形狀并配置在所述絕熱件的外側(cè)，所述支架構(gòu)件的 一端部與所述排氣室的端部連結(jié)，而另一端部與所述連結(jié)構(gòu)件的端部連結(jié)。在技術(shù)方案2的發(fā)明的排氣室的連結(jié)結(jié)構(gòu)中，其特征在于，所述連結(jié)構(gòu)件是相對 于所述排氣室配置在廢氣流動方向上游側(cè)的排氣機室，在該排氣機室的外周面安裝有絕熱 件，所述排氣機室通過作為所述支架構(gòu)件的排氣室支架與所述排氣室連結(jié)。在技術(shù)方案3的發(fā)明的排氣室的連結(jié)結(jié)構(gòu)中，其特征在于，在所述排氣機室的內(nèi) 側(cè)配置有形成為圓筒形狀的排氣擴散器，所述排氣機室和所述排氣擴散器通過形成為多個 長方形狀且能夠吸收熱延伸的擴散器支架連結(jié)。在技術(shù)方案4的發(fā)明的排氣室的連結(jié)結(jié)構(gòu)中，其特征在于，在所述排氣室支架的 內(nèi)側(cè)設(shè)有用于連結(jié)所述排氣室和所述排氣機室的氣體密封墊。在技術(shù)方案5的發(fā)明的排氣室的連結(jié)結(jié)構(gòu)中，其特征在于，所述連結(jié)構(gòu)件是相對 于所述排氣室配置在廢氣流動方向下游側(cè)的排氣管，在該排氣管的內(nèi)周面安裝有絕熱件， 所述排氣管通過作為所述支架構(gòu)件的排氣管支架與所述排氣室連結(jié)。在技術(shù)方案6的發(fā)明的排氣室的連結(jié)結(jié)構(gòu)中，其特征在于，在所述排氣室的外周側(cè)配置有形成為環(huán)形狀的外殼構(gòu)件，與該外殼構(gòu)件相鄰地配置有所述排氣管，所述排氣室 和外殼構(gòu)件通過所述排氣管支架連結(jié)，所述外殼構(gòu)件和所述排氣管通過高溫伸縮接頭連結(jié)。在技術(shù)方案7的發(fā)明的排氣室的連結(jié)結(jié)構(gòu)中，其特征在于，在所述排氣管支架的 外側(cè)設(shè)有用于連結(jié)所述排氣室和所述排氣管的氣體密封墊。此外，技術(shù)方案8的發(fā)明的燃氣輪機，在燃燒器中對由壓縮機壓縮的壓縮空氣供 給燃料而進行燃燒，將產(chǎn)生的燃燒氣體供給至渦輪從而獲得旋轉(zhuǎn)動力，其特征在于，所述渦 輪中，排氣機室和排氣室通過能夠吸收熱延伸的排氣室支架連結(jié)，并且，所述排氣室和排氣 管通過能夠吸收熱延伸的排氣管支架連結(jié)，在所述排氣室的外周面安裝有絕熱件，所述排 氣室支架形成為多個長方形狀并配置在所述絕熱件的外側(cè)，所述排氣室支架的一端部與所 述排氣室的端部連結(jié)，而另一端部與所述排氣機室的 端部連結(jié)。此外，技術(shù)方案9的發(fā)明的燃氣輪機，在燃燒器中對由壓縮機壓縮的壓縮空氣供 給燃料而進行燃燒，將產(chǎn)生的燃燒氣體供給至渦輪從而獲得旋轉(zhuǎn)動力，其特征在于，所述渦 輪中，排氣機室和排氣室通過能夠吸收熱延伸的排氣室支架連結(jié)，并且，所述排氣室和排氣 管通過能夠吸收熱延伸的排氣管支架連結(jié)，在所述排氣室的外周面安裝有絕熱件，所述排 氣管支架形成為多個長方形狀并配置在所述絕熱件的外側(cè)，所述排氣管支架的一端部與所 述排氣室的端部連結(jié)，而另一端部與所述排氣管的端部連結(jié)。在技術(shù)方案10的發(fā)明的燃氣輪機中，其特征在于，在所述排氣室的外周側(cè)配置有 形成為環(huán)形狀的外殼構(gòu)件，與該外殼構(gòu)件相鄰地配置有所述排氣管，所述排氣室和外殼構(gòu) 件通過所述排氣管支架連結(jié)，所述外殼構(gòu)件和所述排氣管通過高溫伸縮接頭連結(jié)。此外，為了達到上述目的，技術(shù)方案11的發(fā)明的渦輪的支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于，通 過能夠吸收熱延伸的支架構(gòu)件將形成為圓筒形狀的渦輪本體、和相對于該渦輪本體配置在 其外周側(cè)的形成為環(huán)形狀的外殼構(gòu)件連結(jié)，在所述外殼構(gòu)件上連結(jié)有用于設(shè)置所述渦輪本 體的腿部。在技術(shù)方案12的發(fā)明的渦輪的支撐結(jié)構(gòu)中，其特征在于，所述渦輪本體具有流動 有燃燒氣體的排氣室，該排氣室和所述外殼構(gòu)件通過所述支架構(gòu)件連結(jié)，并且，在所述外殼 構(gòu)件上連結(jié)有排氣管。在技術(shù)方案13的發(fā)明的渦輪的支撐結(jié)構(gòu)中，其特征在于，在所述外殼構(gòu)件和所述 排氣管之間夾裝有高溫伸縮接頭。在技術(shù)方案14的發(fā)明的渦輪的支撐結(jié)構(gòu)中，其特征在于，所述支架構(gòu)件形成為多 個長方形狀，所述支架構(gòu)件的一端部與所述排氣室的端部連結(jié)，而另一端部與所述外殼構(gòu) 件的端部連結(jié)。在技術(shù)方案15的發(fā)明的渦輪的支撐結(jié)構(gòu)中，其特征在于，在所述支架構(gòu)件的外側(cè) 設(shè)有用于連結(jié)所述排氣室和所述外殼構(gòu)件的氣體密封墊。在技術(shù)方案16的發(fā)明的渦輪的支撐結(jié)構(gòu)中，其特征在于，所述支架構(gòu)件形成為圓 臺形狀，所述支架構(gòu)件的軸向的一端部與所述排氣室的端部連結(jié)，而另一端部與所述外殼 構(gòu)件的端部連結(jié)。此外，技術(shù)方案17的發(fā)明的燃氣輪機，在燃燒器中對由壓縮機壓縮的壓縮空氣供 給燃料而進行燃燒，將產(chǎn)生的燃燒氣體供給至渦輪從而獲得旋轉(zhuǎn)動力，其特征在于，所述渦輪中，排氣室和配置在其外周側(cè)的形成為環(huán)形狀的外殼構(gòu)件通過能夠吸收熱延伸的支架構(gòu) 件連結(jié)，所述外殼構(gòu)件和排氣管被連結(jié)，在所述外殼構(gòu)件上連結(jié)有用于設(shè)置所述排氣室的 腿部。發(fā)明效果 根據(jù)技術(shù)方案1的發(fā)明的排氣室的連結(jié)結(jié)構(gòu)，通過由能夠吸收熱延伸的支架構(gòu)件 將排氣室和配置在廢氣流動方向上游側(cè)或下游側(cè)的連結(jié)構(gòu)件連結(jié)而構(gòu)成。在排氣室的外周 面安裝有絕熱件。支架構(gòu)件形成為多個長方形狀并配置在絕熱件的外側(cè)，其一端部與排氣 室的端部連結(jié)，另一端部與連結(jié)構(gòu)件的端部連結(jié)。因此，由于支架構(gòu)件形成為長方形狀，所 以能夠高效地吸收在排氣室和連結(jié)構(gòu)件之間產(chǎn)生的熱延伸。此外，由于支架構(gòu)件配置在絕 熱件的外側(cè)，所以能夠充分地冷卻該支架構(gòu)件。結(jié)果，通過降低排氣室的連結(jié)部的熱應力能 夠?qū)崿F(xiàn)耐久性的提高。根據(jù)技術(shù)方案2的發(fā)明的排氣室的連結(jié)結(jié)構(gòu)，將連結(jié)構(gòu)件設(shè)為相對于排氣室配置 在廢氣流動方向上游側(cè)的排氣機室，在排氣機室的外周面安裝絕熱件，通過作為支架構(gòu)件 的排氣室支架將排氣機室與排氣室連結(jié)，因此，能夠高效地吸收因排氣室和排氣機室之間 的溫度差而產(chǎn)生的熱延伸，能夠?qū)崿F(xiàn)耐久性的提高。根據(jù)技術(shù)方案3的發(fā)明的排氣室的連結(jié)結(jié)構(gòu)，在排氣機室的內(nèi)側(cè)配置形成為圓筒 形狀的排氣擴散器，通過形成為多個長方形狀且能夠吸收熱延伸的擴散器支架連結(jié)排氣機 室和排氣擴散器，因此，能夠高效地吸收因排氣機室和排氣擴散器的溫度差而產(chǎn)生的熱延 伸，能夠?qū)崿F(xiàn)耐久性的提高。根據(jù)技術(shù)方案4的發(fā)明的排氣室的連結(jié)結(jié)構(gòu)，在排氣室支架的內(nèi)側(cè)設(shè)置用于連結(jié) 排氣室和排氣機室的氣體密封墊，因此能夠防止廢氣從排氣室和排氣機室之間的連結(jié)部泄漏。根據(jù)技術(shù)方案5的發(fā)明的排氣室的連結(jié)結(jié)構(gòu)，將連結(jié)構(gòu)件設(shè)為相對于排氣室配置 在廢氣流動方向下游側(cè)的排氣管，在排氣管的內(nèi)周面安裝絕熱件，通過作為支架構(gòu)件的排 氣管支架將排氣管與排氣室連結(jié)，因此，能夠高效地吸收因排氣室和排氣管之間的溫度差 而產(chǎn)生的熱延伸，能夠?qū)崿F(xiàn)耐久性的提高。根據(jù)技術(shù)方案6的發(fā)明的排氣室的連結(jié)結(jié)構(gòu)，在排氣室的外周側(cè)配置形成為環(huán)形 狀的外殼構(gòu)件，與外殼構(gòu)件相鄰地配置排氣管，排氣室和外殼構(gòu)件通過排氣管支架連結(jié)，夕卜 殼構(gòu)件和排氣管通過高溫伸縮接頭連結(jié)，因此，能夠適當?shù)乩鋮s高溫伸縮接頭，能夠?qū)崿F(xiàn)耐 久性的提高。根據(jù)技術(shù)方案7的發(fā)明的排氣室的連結(jié)結(jié)構(gòu)，在排氣管支架的外側(cè)設(shè)置用于連結(jié) 排氣室和排氣管的氣體密封墊，因此，能夠防止廢氣從排氣室和排氣管之間的連結(jié)部泄漏。此外，根據(jù)技術(shù)方案8的發(fā)明的燃氣輪機，由壓縮機、燃燒器、渦輪構(gòu)成，渦輪的排 氣機室和排氣室通過能夠吸收熱延伸的排氣室支架連結(jié)，并且，排氣室和排氣管通過能夠 吸收熱延伸的排氣管支架連結(jié)，在排氣室的外周面安裝有絕熱件，排氣室支架形成為多個 長方形狀并配置在絕熱件的外側(cè)，排氣室支架的一端部與排氣室的端部連結(jié)，而另一端部 與排氣機室的端部連結(jié)。因此，由于排氣室支架形成為長方形狀，所以能夠高效地吸收在排 氣機室和排氣室之間產(chǎn)生的熱延伸，此外，由于排氣室支架配置在絕熱件的外側(cè)，所以能夠 充分地冷卻該排氣室支架，能夠通過降低排氣室的連結(jié)部的熱應力來實現(xiàn)耐久性的提高，結(jié)果，能夠提高渦輪輸出及效率。此外，根據(jù)技術(shù)方案9的發(fā)明的燃氣輪機，由壓縮機、燃燒器和渦輪構(gòu)成，渦輪的 排氣機室和排氣室通過能夠吸收熱延伸的排氣室支架連結(jié)，并且，排氣室和排氣管通過能 夠吸收熱延伸的排氣管支架連結(jié)，在排氣室的外周面安裝有絕熱件，排氣管支架形成為多 個長方形狀并配置在絕熱件的外側(cè)，排氣管支架的一端部與排氣室的端部連結(jié)，而另一端 部與排氣管的端部連結(jié)。因此，由于排氣管支架形成為長方形狀，所以能夠高效地吸收在排 氣室和排氣管之間產(chǎn)生的熱延伸，此外，由于排氣管支架配置在絕熱件的外側(cè)，所以能夠充 分地冷卻該排氣管支架，能夠通過降低排氣室的連結(jié)部的熱應力來實現(xiàn)耐久性的提高，結(jié) 果，能夠提高渦輪輸出及 效率。根據(jù)技術(shù)方案10的發(fā)明的燃氣輪機，在排氣室的外周側(cè)配置形成為環(huán)形狀的外 殼構(gòu)件，與外殼構(gòu)件相鄰地配置排氣管，通過排氣管支架連結(jié)排氣室和外殼構(gòu)件，通過高溫 伸縮接頭連結(jié)外殼構(gòu)件和排氣管，因此，能夠適當?shù)乩鋮s高溫伸縮接頭，能夠?qū)崿F(xiàn)耐久性的提尚。此外，根據(jù)技術(shù)方案11的發(fā)明的渦輪的支撐結(jié)構(gòu)，通過能夠吸收熱延伸的支架構(gòu) 件將形成為圓筒形狀的渦輪本體、和相對于該渦輪本體配置在其外周側(cè)的形成為環(huán)形狀的 外殼構(gòu)件連結(jié)，外殼構(gòu)件上連結(jié)有用于設(shè)置渦輪本體的腿部。因此，由于外殼構(gòu)件及支架構(gòu) 件是高剛性構(gòu)件，所以能夠充分地支撐因渦輪本體的重量引起的彎曲應力，此外，能夠通過 支架構(gòu)件吸收渦輪本體的熱延伸，能夠通過降低作用于渦輪本體的彎曲應力、熱應力來實 現(xiàn)耐久性的提高。根據(jù)技術(shù)方案12的發(fā)明的渦輪的支撐結(jié)構(gòu)，設(shè)置流動有燃燒氣體的排氣室作為 渦輪本體，通過支架構(gòu)件連結(jié)排氣室和外殼構(gòu)件，并且，將排氣管與外殼構(gòu)件連結(jié)，因此，由 于外殼構(gòu)件及支架構(gòu)件是高剛性構(gòu)件，所以能夠充分地支撐因排氣室的重量引起的彎曲應 力，此外能夠通過支架構(gòu)件吸收排氣室及排氣管的熱延伸。根據(jù)技術(shù)方案13的發(fā)明的渦輪的支撐結(jié)構(gòu)，在外殼構(gòu)件和排氣管之間夾裝有高 溫伸縮接頭，因此，能夠通過高溫伸縮接頭高效地吸收排氣室和排氣管之間的熱延伸，能夠 實現(xiàn)耐久性的提高。根據(jù)技術(shù)方案14的發(fā)明的渦輪的支撐結(jié)構(gòu)，將支架構(gòu)件形成為多個長方形狀，其 一端部與排氣室的端部連結(jié)，而另一端部與外殼構(gòu)件的端部連結(jié)，因此，通過將支架構(gòu)件形 成為多個長方形狀而使其成為高剛性構(gòu)件，能夠適當?shù)刂我蚺艢馐业闹亓恳鸬膹澢鷳?力。根據(jù)技術(shù)方案15的發(fā)明的渦輪的支撐結(jié)構(gòu)，在支架構(gòu)件的外側(cè)設(shè)置用于連結(jié)排 氣室和外殼構(gòu)件的氣體密封墊，因此能夠防止廢氣從排氣室和排氣管之間的連結(jié)部泄漏。根據(jù)技術(shù)方案16的發(fā)明的渦輪的支撐結(jié)構(gòu)，將支架構(gòu)件形成為圓臺形狀，支架構(gòu) 件的軸向的一端部與排氣室的端部連結(jié)，而另一端部與外殼構(gòu)件的端部連結(jié)，因此，通過將 支架構(gòu)件形成為圓臺形狀而使其成為高剛性構(gòu)件，能夠適當?shù)刂我蚺艢馐业闹亓恳鸬?彎曲應力。此外，根據(jù)技術(shù)方案17的發(fā)明的燃氣輪機，由壓縮機、燃燒器和渦輪構(gòu)成，通過能 夠吸收熱延伸的支架構(gòu)件將渦輪的排氣室、和配置在其外周側(cè)的形成為環(huán)形狀的外殼構(gòu)件 連結(jié)，連結(jié)外殼構(gòu)件和排氣管，外殼構(gòu)件上連結(jié)有用于設(shè)置排氣室的腿部。因此，由于外殼構(gòu)件及支架構(gòu)件是高剛性構(gòu)件，所以能夠充分地支撐因渦輪本體的重量引起的彎曲應力，此外能夠通過支架構(gòu)件吸收渦輪本體的熱延伸，能夠通過降低作用于渦輪本體的彎曲應 力、熱應力來實現(xiàn)耐久性的提高。


圖1是表示本發(fā)明的實施例1所涉及的燃氣輪機中的排氣室的連結(jié)結(jié)構(gòu)的渦輪主 要部分剖視圖。圖2是表示實施例1的燃氣輪機中的排氣機室和排氣室之間的連結(jié)部的剖視圖。圖3是表示排氣機室和排氣室之間的連結(jié)部的俯視圖。圖4是表示實施例1的燃氣輪機中的排氣室和排氣管之間的連結(jié)部的剖視圖。圖5是實施例1的燃氣輪機的概略結(jié)構(gòu)圖。圖6是表示本發(fā)明的實施例2所涉及的燃氣輪機中的渦輪的支撐結(jié)構(gòu)的渦輪主要 部分剖視圖。圖7是表示實施例2的渦輪的支撐結(jié)構(gòu)的圖1的A-A剖視圖。圖8是表示實施例2的燃氣輪機中的排氣室和排氣管之間的連結(jié)部的剖視圖。圖9是表示排氣室和排氣管之間的連結(jié)部的俯視圖。圖10是實施例2的燃氣輪機的概略結(jié)構(gòu)圖。圖11是表示本發(fā)明的實施例3所涉及的燃氣輪機中的渦輪的支撐結(jié)構(gòu)的渦輪主 要部分剖視圖。附圖標記說明11壓縮機12燃燒器13 渦輪14、101排氣室(渦輪本體)20渦輪機室23、41排氣擴散器27排氣機室(連結(jié)構(gòu)件、渦輪本體)31排氣管(連結(jié)構(gòu)件、渦輪本體)32排氣室支架(支架構(gòu)件)33、103排氣管支架(支架構(gòu)件)34、105膨脹節(jié)(高溫伸縮接頭)41排氣擴散器48擴散器支架51、59、60、74 氣體密封墊62、63、80、86、87、88 絕熱件71、102外殼構(gòu)件92排氣室腿部
具體實施例方式以下，參照附圖，詳細地對本發(fā)明所涉及的排氣室的連結(jié)結(jié)構(gòu)、渦輪的支撐結(jié)構(gòu)以 及燃氣輪機的優(yōu)選實施例進行說明。另外，本發(fā)明不受該實施例的限定。實施例1圖1是表示本發(fā)明的實施例1所涉及的燃氣輪機中的排氣室的連結(jié)結(jié)構(gòu)的渦輪主 要部分剖視圖，圖2是表示實施例1的燃氣輪機中的排氣機室和排氣室之間的連結(jié)部的剖 視圖，圖3是表示排氣機室和排氣室之間的連結(jié)部的俯視圖，圖4是表示實施例1的燃氣輪 機中的排氣室和排氣管之間的連結(jié)部的剖視圖，圖5是實施例1的燃氣輪機的概略結(jié)構(gòu)圖。如圖5所示，本實施例的燃氣輪機由壓縮機11、燃燒器12、渦輪13、和排氣室14構(gòu) 成。該燃氣輪機13連結(jié)有未圖示的發(fā)電機。該壓縮機11具有用于吸入空氣的空氣吸入口 15，在壓縮機機室16內(nèi)交替地配置有多個靜葉片17和多個動葉片18，在其外側(cè)設(shè)有抽氣歧 管19。燃燒器12中，對被壓縮機11壓縮的壓縮空氣供給燃料，用燃燒嘴進行點火，從而能 夠燃燒。渦輪13在渦輪機室20內(nèi)交替配置有多個靜葉片21和多個動葉片22。在該渦輪 機室20的下游側(cè)隔著排氣機室27配置有排氣室14。排氣室14具有與渦輪13連續(xù)的排氣 擴散器23。此外，轉(zhuǎn)子(渦輪軸)24位于貫通壓縮機11、燃燒器12、渦輪13、排氣室14的 中心部的位置。轉(zhuǎn)子24中，壓縮機11側(cè)的端部被軸承部25旋轉(zhuǎn)自如地支撐，而排氣室14 側(cè)的端部被軸承部26旋轉(zhuǎn)自如地支撐。并且，該轉(zhuǎn)子24通過重疊多個裝有各動葉片18、22 的輪盤而構(gòu)成，排氣室14側(cè)的端部連結(jié)有未圖示的發(fā)電機的驅(qū)動軸。因此，從壓縮機11的空氣吸入口 15吸入的空氣經(jīng)過多個靜葉片21和多個動葉片 22被壓縮而成為高溫高壓的壓縮空氣。通過燃燒器12，對該壓縮空氣供給規(guī)定的燃料，進 行燃燒。并且，由該燃燒器12生成的工作流體即高溫高壓的燃燒氣體經(jīng)過構(gòu)成渦輪13的 多個靜葉片21和多個動葉片22，從而驅(qū)動轉(zhuǎn)子24旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動與該轉(zhuǎn)子24連結(jié)的發(fā)電機。 廢氣在排氣室14的排氣擴散器23變換成靜壓之后被放出至大氣。如圖1所示，在上述的渦輪13中，具有交替配置有多個靜葉片21和多個動葉片22 的渦輪機室20，在該渦輪機室20的下游側(cè)具有排氣機室27。排氣機室27形成為圓筒形狀。 在排氣機室27的廢氣流動方向下游側(cè)配置有排氣室14。該排氣室14形成為圓筒形狀。在 排氣室14的廢氣流動方向下游側(cè)配置有排氣管31。排氣管31形成為圓筒形狀。并且，排 氣機室27和排氣室14通過能夠吸收熱延伸的排氣室支架(支架構(gòu)件)32連結(jié)。此外，排 氣室14和排氣管31通過能夠吸收熱延伸的排氣管支架(支架構(gòu)件)33及能夠吸收熱延伸 的膨脹節(jié)(高溫伸縮接頭)34連結(jié)。排氣機室27中，在其內(nèi)側(cè)配置有形成為圓筒形狀的排氣擴散器41。該排氣擴散器 41通過形成為圓筒形狀的外側(cè)擴散器42和內(nèi)側(cè)擴散器43由支撐件護罩44連結(jié)而構(gòu)成。 該支撐件護罩44形成為圓筒形狀或橢圓筒狀等的中空結(jié)構(gòu)，并在排氣擴散器41的周向以 均等間隔設(shè)有多個。并且，在內(nèi)側(cè)擴散器43的內(nèi)周部上，經(jīng)由軸承45旋轉(zhuǎn)自如地支撐轉(zhuǎn)子 24，該軸承45上配置有用于供給潤滑油的油配管46。另外，支撐件護罩44內(nèi)配置有支撐件 47。對于支撐件護罩44內(nèi)部的空間，能夠從外部向排氣擴散器41內(nèi)側(cè)的空間、或排氣機室 27與排氣擴散器41之間的空間供給冷卻空氣。通過該冷卻空氣，還能夠冷卻后述的擴散器 支架48。另外，支撐件47中，一端固定于排氣機室27，另一端固定于軸承箱。排氣機室27和排氣擴散器41通過擴散器支架48連結(jié)。該擴散器支架48形成為長方形狀，沿著渦輪13的軸向延伸設(shè)置，并且，在周向上以規(guī)定間隔并列設(shè)置多個。此外， 當在排氣機室27和排氣擴散器41之間因溫度差而產(chǎn)生熱延伸時，該擴散器支架48能夠通 過變形而吸收該熱延伸。特別是，在渦輪13的啟動時等過渡期，容易產(chǎn)生熱延伸。擴散器 支架48中，一端部通過螺栓49緊固在排氣機室27上，另一端部通過螺栓50緊固在外側(cè)擴 散器42上。以從外側(cè)覆蓋該擴散器支架48的方式設(shè)置排氣機室27。在外側(cè)擴散器42和 排氣機室27之間設(shè)有氣體密封墊51，用于將排氣機室和渦輪機室隔斷。排氣室14通過由隨附支撐件(follow strut) 54將形成為圓筒形狀的外筒52和 內(nèi)筒53連結(jié)而構(gòu)成，該隨附支撐件54具有圓筒形狀或橢圓筒狀等的中空結(jié)構(gòu)，在排氣室14 的周向上以均等間隔設(shè)有多個。隨附支撐件54在排氣室14的外筒52側(cè)開口，隨附支撐件 54的內(nèi)部與大氣連通。排氣機室27和排氣室14之間通過排氣室支架32連結(jié)。排氣擴散器41和排氣室 14中，外側(cè)擴散器42和外筒52的端部、內(nèi)側(cè)擴散器43和內(nèi)筒53的端部分別彼此靠近且相 對。外側(cè)擴散器42和外筒52朝向廢氣流動方向下游側(cè)擴徑，而內(nèi)側(cè)擴散器43、內(nèi)筒53朝 向廢氣流動方向下游側(cè)形成為相同的直徑。并且，相比排氣擴散器41的外側(cè)擴散器42位 于外周側(cè)的排氣機室27的端部、與排氣室14的外筒52的端部通過排氣室支架32連結(jié)。該排氣室支架32形成為長方形狀，沿著渦輪13的軸向延伸設(shè)置，并且，在周向以 規(guī)定間隔并列設(shè)置有多個。此外，當在排氣機室27和排氣室14之間因溫度差而產(chǎn)生熱延 伸時，該排氣室支架32能夠通過變形而吸收該熱延伸。另外，熱延伸在渦輪13啟動時等過 渡期或高負荷時容易產(chǎn)生。如圖2和圖3所示，在排氣機室27的端部通過螺栓56固定有連結(jié)環(huán)55。排氣室 支架32中，一端部的連結(jié)凸緣32a通過螺栓57緊固在該連結(jié)環(huán)55上，另一端部的連結(jié)凸 緣32b通過螺栓58緊固在排氣室14中的外筒52的安裝凸緣52a上。此外，在排氣機室27 的下游側(cè)端部和外側(cè)擴散器42的下游側(cè)端部之間設(shè)有氣體密封墊59。在連結(jié)環(huán)55和外筒 52的上游側(cè)端部之間位于排氣室支架32的內(nèi)側(cè)而設(shè)有氣體密封墊60。進而，在內(nèi)側(cè)擴散 器43、53的端部之間設(shè)有橡膠密封墊61。氣體密封墊59具有使經(jīng)過支撐件護罩44內(nèi)部而被供給的冷卻空氣停留在外側(cè)擴 散器41和排氣機室27之間的功能。在排氣機室27的外周面裝有絕熱件62。同樣地，在排氣室14的外周面裝有絕熱 件63。排氣室支架32設(shè)置在排氣室14的外筒52的外側(cè)，排氣室支架32配置在該絕熱件 63的外側(cè)。排氣室支架32能夠被外部空氣冷卻。此外，絕熱件63以避開隨附支撐件54的 開口部的方式配置。這樣配置是為了不阻礙大氣的吸入。圖1及圖4所示的排氣管31形成為圓筒形狀，與排氣室14之間通過排氣管支架 33和膨脹節(jié)34連結(jié)。在排氣室14的端部的外周側(cè)配置有形成為環(huán)形狀的外殼構(gòu)件71。 排氣室14的端部和外殼構(gòu)件71的內(nèi)周部通過排氣管支架33連結(jié)。該排氣管支架33形成 為長方形狀，沿著渦輪13的軸向延伸設(shè)置并且在周向以規(guī)定間隔并列設(shè)置有多個。此外， 當在排氣室14和排氣管31之間因溫度差而產(chǎn)生熱延伸時，該排氣管支架33能夠通過變形 而吸收該熱延伸。特別是，熱延伸在渦輪13啟動時等過渡期或高負荷時容易產(chǎn)生。另一方 面，對于外殼構(gòu)件71，截面形成為向外側(cè)開口的“二 ”字形狀，在內(nèi)周面形成安裝凸緣71a， 并且在外周部形成連結(jié)凸緣71b。
并且，排氣管支架33中，一端部的連結(jié)凸緣33a通過螺栓72緊固在外殼構(gòu)件71 的安裝凸緣71a上，另一端部的連結(jié)凸緣33b通過螺栓73緊固在排氣室14中的外筒52的 連結(jié)凸緣52b上。此外，在外殼構(gòu)件71的安裝凸緣71a和外筒52之間位于排氣管支架33 的外側(cè)而設(shè)有氣體密封墊74。此外，通過膨脹節(jié)34，在形成為環(huán)形狀的一對安裝凸緣75、76上直立設(shè)置有支撐 凸緣77、78，并且，以架設(shè)在該安裝凸緣75、76之間的方式連結(jié)有形成為環(huán)形狀的放松密封 墊79。在由支撐凸緣77、78及放松密封墊79形成的空間部內(nèi)填充絕熱件80。保護罩81 覆蓋該絕熱件80。保護罩81的端部通過螺栓82、83緊固在支撐凸緣77、78上。并且，一個 安裝凸緣75通過螺栓84緊固在外殼構(gòu)件71的連結(jié)凸緣71b上，另一個安裝凸緣76通過 螺栓85緊固在排氣管31的端部上。該膨脹節(jié)34在渦輪13的高負荷時，在排氣室14和排 氣管31之間進行絕熱，并且，在因溫度差產(chǎn)生熱延伸時，能夠通過變形而吸收該熱延伸。在各安裝凸緣75、76的內(nèi)周面裝有絕熱件86、87，并且在排氣管31的內(nèi)周面裝有 絕熱件88。膨脹節(jié)34配置在該絕熱件86、87、88的外側(cè)，能夠被外部空氣冷卻。這樣，本實施例的排氣室的連結(jié)結(jié)構(gòu)，通過用能夠吸收熱延伸的排氣室支架32將 排氣室14和相對于排氣室14在廢氣流動方向上游側(cè)配置的排氣機室27連結(jié)而構(gòu)成，在排 氣室14的外周面裝有絕熱件63，排氣室支架32形成為多個長方形狀并配置在絕熱件63的 外側(cè)，將排氣室支架32的一端部與排氣室14的端部連結(jié)，而將其另一端部與排氣機室27 的端部連結(jié)。因此，排氣室支架32由于形成為長方形狀，因此容易變形，從而能夠高效地吸收 在排氣室14和排氣機室27之間產(chǎn)生的熱延伸。此外，由于排氣室支架32配置在絕熱件63 的外側(cè)，因此該排氣室支架32能夠被外部空氣充分地冷卻。結(jié)果，能夠降低排氣室14和排 氣機室27之間的連結(jié)部即排氣室支架32處的熱應力，由此能夠?qū)崿F(xiàn)耐久性的提高。在該情況下，在排氣室支架32的內(nèi)側(cè)設(shè)有用于連結(jié)排氣室14和排氣機室27的氣 體密封墊59、60，能夠防止廢氣從排氣室14和排氣機室27之間的連結(jié)部向外部泄漏。此 外，排氣室支架32、排氣機室27與高溫的排氣隔離，因此，能夠抑制各自的熱延伸。此外，在本實施例的排氣室的連結(jié)結(jié)構(gòu)中，在排氣機室27的內(nèi)側(cè)配置形成為圓筒 形狀的排氣擴散器41，排氣機室27和排氣擴散器41通過形成為多個長方形狀而能夠吸收 熱延伸的多個擴散器支架48連結(jié)。因此，能夠高效地吸收排氣機室27和排氣擴散器41因 溫度差而產(chǎn)生的熱延伸，能夠?qū)崿F(xiàn)耐久性的提高。此外，本實施例的排氣室的連結(jié)結(jié)構(gòu)通過用能夠吸收熱延伸的排氣管支架33將 排氣室14和相對于排氣室14在廢氣流動方向下游側(cè)配置的排氣管31連結(jié)而構(gòu)成，在排氣 室14的外周面裝有絕熱件63，排氣管支架33形成為多個長方形狀并配置在絕熱件63的外 側(cè)，其一端部與排氣室14的端部連結(jié)，而另一端部與排氣管31的端部連結(jié)。因此，排氣管支架33形成為長方形狀而容易變形，從而能夠高效地吸收在排氣室 14和排氣管31之間產(chǎn)生的熱延伸。膨脹節(jié)34由于配置在排氣管支架33的外側(cè)，因此該膨 脹節(jié)34能夠通過外部空氣充分地冷卻。此外，膨脹節(jié)34被設(shè)置在內(nèi)側(cè)的排氣管支架33保 護而不受熱。在該情況下，在排氣管支架33的外側(cè)設(shè)置用于連結(jié)排氣室14和排氣管31的氣體 密封墊74，能夠防止廢氣從排氣室14和排氣管31之間的連結(jié)部向外部泄漏。
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此外，在本實施例的排氣室的連結(jié)結(jié)構(gòu)中，在排氣室14的外周側(cè)配置形成為環(huán)形 狀的外殼構(gòu)件71，與外殼構(gòu)件71相鄰地配置排氣管31，排氣室14和外殼構(gòu)件71通過排氣 管支架33連結(jié)，外殼構(gòu)件71和排氣管31通過膨脹節(jié)34連結(jié)。因此，能夠適當?shù)乩鋮s膨脹 節(jié)34，能夠?qū)崿F(xiàn)耐久性的提高。在該情況下，通過在排氣管31的內(nèi)周面裝有絕熱件88，對內(nèi)表面保溫，能夠降低 排氣管31的溫度，抑制膨脹節(jié)34的高溫化，能夠提高耐久性。并且，本實施例的燃氣輪機由壓縮機11、燃燒器12和渦輪13構(gòu)成，渦輪13的排氣 機室27和排氣室14通過排氣室支架32連結(jié)，并且，排氣室14和排氣管31通過排氣管支 架33連結(jié)，在排氣室14的外周面裝有絕熱件63，排氣室支架32及排氣管支架33形成為多 個長方形狀而配置在絕熱件63的外側(cè)。因此，由于排氣室支架32及排氣管支架33形成為長方形狀，因此能夠容易地變 形，能夠高效地吸收在排氣機室27、排氣室14、排氣管31之間產(chǎn)生的熱延伸。此外，由于排 氣室支架32及排氣管支架33配置在絕熱件63的外側(cè)，因此各支架32、33能夠被外部空氣 充分地冷卻。結(jié)果，通過降低排氣機室27、排氣室14、排氣管31之間的連結(jié)部、即各支架 32,33的熱應力，能夠?qū)崿F(xiàn)耐久性的提高，結(jié)果能夠提高渦輪輸出及效率。實施例2圖6是表示本發(fā)明的實施例2所涉及的燃氣輪機中的渦輪的支撐結(jié)構(gòu)的渦輪主要 部分剖視圖，圖7是表示實施例2的渦輪的支撐結(jié)構(gòu)的圖6的A-A剖視圖，圖8是表示實施 例2的燃氣輪機中的排氣室和排氣管之間的連結(jié)部的剖視圖，圖9是表示排氣室和排氣管 之間的連結(jié)部的俯視圖，圖10是實施例2的燃氣輪機的概略結(jié)構(gòu)圖。如圖10所示，本實施例的燃氣輪機由壓縮機11、燃燒器12、渦輪13和排氣室14 構(gòu)成。在該燃氣輪機13上連結(jié)有未圖示的發(fā)電機。該壓縮機11具有用于吸入空氣的空氣 吸入口 15，在壓縮機機室16內(nèi)交替配置有多個靜葉片17和多個動葉片18，在其外側(cè)設(shè)有 抽氣歧管19。燃燒器12對由壓縮機11壓縮的壓縮空氣供給燃料，用燃燒嘴點火從而能夠 燃燒。渦輪13中，在渦輪機室20內(nèi)交替配置有多個靜葉片21和多個動葉片22。在該渦輪 機室20的下游側(cè)隔著排氣機室27配置有排氣室14。排氣室14具有與渦輪13連續(xù)的排氣 擴散器23。此外，轉(zhuǎn)子(渦輪軸)24位于貫通壓縮機11、燃燒器12、渦輪13、排氣室14的 中心部的位置。轉(zhuǎn)子24中，壓縮機11側(cè)的端部被軸承部25旋轉(zhuǎn)自如地支撐，而排氣室14 側(cè)的端部被軸承部26旋轉(zhuǎn)自如地支撐。并且，該轉(zhuǎn)子24通過重疊多個安裝有各動葉片18、 22的輪盤而構(gòu)成，排氣室14側(cè)的端部連結(jié)有未圖示的發(fā)電機的驅(qū)動軸。因此，從壓縮機11的空氣吸入口 15吸入的空氣經(jīng)過多個靜葉片17和多個動葉片 18被壓縮而成為高溫高壓的壓縮空氣。通過燃燒器12，對該壓縮空氣供給規(guī)定的燃料，進 行燃燒。并且，由該燃燒器12生成的工作流體即高溫高壓的燃燒氣體經(jīng)過構(gòu)成渦輪13的 多個靜葉片21和多個動葉片22，從而驅(qū)動轉(zhuǎn)子24旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動與該轉(zhuǎn)子24連結(jié)的發(fā)電機。 廢氣在排氣室14的排氣擴散器23變換成靜壓之后被放出至大氣。如圖6及圖7所示，在上述的渦輪13中，具有交替配置有多個靜葉片21和多個動 葉片22(均參照圖10)的渦輪機室20，在其下游側(cè)具有排氣機室27。排氣機室27形成為 圓筒形狀。在排氣機室27的廢氣流動方向下游側(cè)配置有排氣室14。該排氣室14形成為圓 筒形狀。在排氣室14的廢氣流動方向下游側(cè)配置有排氣管31。排氣管31形成為圓筒形狀。并且，排氣機室27和排氣室14通過能夠吸收熱延伸的排氣室支架32連結(jié)。此外，排 氣室14和排氣管31通過能夠吸收熱延伸的排氣管支架(支架構(gòu)件)33及能夠吸收熱延伸 的膨脹節(jié)(高溫伸縮接頭)34連結(jié)。在該情況下，在本實施例中，相對于作為渦輪本體的排氣室14中的廢氣流動方向 下游側(cè)的端部，在其外周側(cè)配置有形成為環(huán)形狀的外殼構(gòu)件71。排氣室14和外殼構(gòu)件71 通過排氣管支架33連結(jié)，外殼構(gòu)件71和排氣管31通過膨脹節(jié)34連結(jié)，在外殼構(gòu)件71上 連結(jié)有用于設(shè)置排氣室14的排氣室腿部92。排氣機室27中，在其內(nèi)側(cè)配置有形成為圓筒形狀的排氣擴散器41。該排氣擴散器 41通過由支撐件護罩44連結(jié)形成為圓筒形狀的外側(cè)擴散器42和內(nèi)側(cè)擴散器43而構(gòu)成。 該支撐件護罩44形成為圓筒形狀或橢圓形狀等的中空形狀，并在排氣擴散器41的周向以 均等間隔設(shè)有多個。并且，在內(nèi)側(cè)擴散器43的內(nèi)周部上，經(jīng)由軸承45旋轉(zhuǎn)自如地支撐轉(zhuǎn)子 24，該軸承45上配置有用于供給潤滑油的油配管46。另外，在支撐件護罩44內(nèi)配置有支撐 件47。對于支撐件護罩44的內(nèi)部空間，能夠從外部向排氣擴散器41的內(nèi)側(cè)的空間、排氣機 室27與排氣擴散器41之間的空間供給冷卻空氣。通過該冷卻空氣，還能夠冷卻后述的擴 散器支架48。另外，支撐件47中，一端固定于排氣機室27，另一端固定于軸承箱。排氣機室27和排氣擴散器41通過擴散器支架48連結(jié)。該擴散器支架48形成為 長方形狀，沿著渦輪13的軸向延伸設(shè)置，并且，在周向上以規(guī)定間隔并列設(shè)置有多個。此 外，當在排氣機室27和排氣擴散器41之間因溫度差而產(chǎn)生熱延伸時，該擴散器支架48能 夠通過變形而吸收該熱延伸。特別是，在渦輪13的啟動時等過渡期，容易產(chǎn)生熱延伸。擴 散器支架48中，一端部通過螺栓49緊固在排氣機室27上，另一端部通過螺栓50緊固在外 側(cè)擴散器42上。以從外側(cè)覆蓋該擴散器支架48的方式設(shè)置排氣機室27。在外側(cè)擴散器 42和排氣機室27之間設(shè)有氣體密封墊51，用于將排氣機室27和渦輪機室20隔斷。排氣室14通過由隨附支撐件54將形成為圓筒形狀的外筒52和內(nèi)筒53連結(jié)而構(gòu) 成，該隨附支撐件54形成為圓筒形狀或橢圓形狀等的中空形狀，在排氣室14的周向上以均 等間隔設(shè)有多個。隨附支撐件54在排氣室14的外筒52側(cè)開口，隨附支撐件54的內(nèi)部與 大氣連通。排氣機室27和排氣室14通過排氣室支架32連結(jié)。排氣擴散器41和排氣室14 中，外側(cè)擴散器42、外筒52、內(nèi)側(cè)擴散器43、內(nèi)筒53的端部分別彼此靠近且相對。外側(cè)擴散 器42和外筒52朝向廢氣流動方向下游側(cè)擴徑，而內(nèi)側(cè)擴散器43和內(nèi)筒53朝向廢氣流動 方向下游側(cè)形成為相同的直徑。并且，相比排氣擴散器41的外側(cè)擴散器42位于外周側(cè)的 排氣機室27的端部、與排氣室14的外筒52的端部通過排氣室支架32連結(jié)。該排氣室支架32形成為長方形狀，沿著渦輪13的軸向延伸設(shè)置，并且，在周向以 規(guī)定間隔并列設(shè)置有多個。此外，當在排氣機室27和排氣室14之間因溫度差而產(chǎn)生熱延 伸時，該排氣室支架32能夠通過變形而吸收該熱延伸。另外，熱延伸在渦輪13啟動時等過 渡期或高負荷時容易產(chǎn)生。在排氣機室27的端部通過螺栓56固定有連結(jié)環(huán)55。排氣室支架32中，一端部的 連結(jié)凸緣32a通過螺栓57緊固在該連結(jié)環(huán)55上，另一端部的連結(jié)凸緣32b通過螺栓58緊 固在排氣室14中的外筒52的安裝凸緣52a上。此外，在排氣機室27的下游側(cè)端部和外側(cè) 擴散器42的下游側(cè)端部之間設(shè)有氣體密封墊59。在連結(jié)環(huán)55和外筒52的上游側(cè)端部之間位于排氣室支架32的內(nèi)側(cè)而設(shè)有氣體密封墊60。進而，在內(nèi)側(cè)擴散器43和內(nèi)筒53的端 部之間設(shè)有橡膠密封墊61。氣體密封墊59具有使經(jīng)過支撐件護罩44的內(nèi)部而被供給的冷卻空氣停留在外側(cè) 擴散器41和排氣機室27之間的功能。在排氣機室27的外周面裝有絕熱件62。同樣地，在排氣室14的外周面裝有絕熱 件63。排氣室支架32設(shè)置在排氣室14的外筒52的外側(cè)，排氣室支架32配置在該絕熱件 63的外側(cè)。排氣室支架32能夠通過外部空氣冷卻。此外，絕熱件63以避開隨附支撐件54 的開口部的方式而配置。這樣配置是為了不阻礙大氣的吸入。圖6至圖10所示的排氣管31形成為圓筒形狀，與排氣室14之間通過排氣管支架 33和膨脹節(jié)34連結(jié)。在排氣室14的端部的外周側(cè)配置有形成為環(huán)形狀的外殼構(gòu)件71。排 氣室14的端部和外殼構(gòu)件71的內(nèi)周部通過排氣管支架33連結(jié)。該排氣管支架33形成為 長方形狀，沿著渦輪13的軸向延伸設(shè)置并且在周向以規(guī)定間隔并列設(shè)置有多個。此外，當 在排氣室14和排氣管31之間因溫度差而產(chǎn)生熱延伸時，該排氣管支架33能夠變形而吸收 該熱延伸。特別是，熱延伸在渦輪13啟動時等過渡期或高負荷時容易產(chǎn)生。另一方面，外 殼構(gòu)件71中，截面形成為向外側(cè)開口的“ 二 ”字形狀，該外殼構(gòu)件71具有與排氣室14的外 周面大致平行的外殼本體71a ；從該外殼本體71a的兩側(cè)與排氣室14的外周面大致正交地立 起的連結(jié)凸緣71b、71c ；和從外殼本體71a向排氣室14的外周面?zhèn)韧怀龅倪B結(jié)凸緣71d。并且，排氣管支架33中，一端部的連結(jié)凸緣33a通過螺栓72緊固在外殼構(gòu)件71 的安裝凸緣71d上，另一端部的連結(jié)凸緣33b通過螺栓73緊固在排氣室14中的外筒52的 連結(jié)凸緣52b上。此外，在外殼構(gòu)件71的安裝凸緣71b和外筒52之間位于排氣管支架33 的外側(cè)而設(shè)有氣體密封墊74。此外，通過膨脹節(jié)34，在形成為環(huán)形狀的一對安裝凸緣75、76上直立設(shè)置支撐凸 緣77、78，并且，以架設(shè)在該安裝凸緣75、76之間的方式連結(jié)有形成為環(huán)形狀的放松密封墊 79。在由支撐凸緣77、78及放松密封墊79形成的空間部內(nèi)填充絕熱件80。保護罩81覆蓋 該絕熱件80。保護罩81的端部通過螺栓82、83緊固在支撐凸緣77、78上。并且，一個安裝 凸緣75通過螺栓84緊固在外殼構(gòu)件71的連結(jié)凸緣71b上，另一個安裝凸緣76通過螺栓 85緊固在排氣管31的端部上。該膨脹節(jié)34在渦輪13的高負荷時，在排氣室14和排氣管 31之間進行絕熱，并且，在因溫度差產(chǎn)生熱延伸時，能夠通過變形而吸收該熱延伸。在各安裝凸緣75、76的內(nèi)周面裝有絕熱件86、87并且在排氣管31的內(nèi)周面裝有 絕熱件88。膨脹節(jié)34配置在該絕熱件86、87、88的外側(cè)，能夠通過外部空氣冷卻。并且，如圖6及圖7所示，在通過由多個長方形狀構(gòu)成的多個排氣管支架33與排 氣室14連結(jié)的外殼構(gòu)件71上，在外殼本體71a的兩側(cè)分別固定有安裝托架91，在該各安裝 托架91上分別連結(jié)有排氣室腿部92。因此，排氣室14通過2個排氣室腿部92設(shè)置在未圖 示的渦輪廠房的地面上。即，排氣室14通過在周向并列設(shè)置的多個排氣管支架33支撐于 外殼構(gòu)件71，該外殼構(gòu)件71通過排氣室腿部92設(shè)置在地面上。在該情況下，排氣管支架33具有規(guī)定寬度而形成為長方形狀，沿著排氣室14的長 度方向(廢氣流動方向)安裝。此外，排氣管支架33由于在排氣室14的周向并列設(shè)置，因 此成為相對于上下(周)方向具有高剛性的構(gòu)件。此外，外殼構(gòu)件71形成為在由外殼本體 71a和連結(jié)凸緣71b、71c構(gòu)成的“ 二 ”字形截面上加上連結(jié)凸緣71d而成的不規(guī)則截面，因
15此成為相對于上下(周)方向具有高剛性的構(gòu)件。因此，排氣管支架33和外殼構(gòu)件71是 高剛性構(gòu)件，因此，能夠充分地支撐排氣室14的重量。此外，能夠通過排氣管支架33的變 形充分地吸收排氣室14的熱延伸。另外，如圖6所示，排氣管31通過多個排氣管腿部93、94設(shè)置在廠房的地面上，雖 未圖示但排氣機室27通過排氣機室腿部設(shè)置在廠房的地面上。這樣，在本實施例的渦輪的支撐結(jié)構(gòu)中，在形成為圓筒形狀的作為渦輪本體的排 氣室14的外周側(cè)配置形成為環(huán)形狀的外殼構(gòu)件71，通過能夠吸收熱延伸的排氣管支架33 連結(jié)排氣室14和外殼構(gòu)件71，在外殼構(gòu)件71上連結(jié)用于將排氣室14設(shè)置于廠房的排氣室 腿部92。因此，外殼構(gòu)件71及排氣管支架33是高剛性構(gòu)件，所以，能夠充分地支撐因排氣 室14的重量引起的彎曲應力，此外能夠通過排氣管支架33吸收排氣室14的熱延伸，通過 降低作用于排氣室14的彎曲應力及熱應力能夠?qū)崿F(xiàn)耐久性的提高。此外，在本實施例的渦輪的支撐結(jié)構(gòu)中，在外殼構(gòu)件71和排氣管31之間夾裝有膨 脹節(jié)34。因此，能夠通過該膨脹節(jié)34高效地吸收排氣室14和排氣管31之間的熱延伸，能 夠?qū)崿F(xiàn)耐久性的提高。此外，在本實施例的渦輪的支撐結(jié)構(gòu)中，將排氣管支架33形成為多個長方形狀， 排氣管支架33的一端部與排氣室14的端部連結(jié)，而另一端部與外殼構(gòu)件71的端部連結(jié)。 因此，通過將排氣管支架33形成為多個長方形狀而使其成為高剛性構(gòu)件，能夠適當?shù)刂?因排氣室14的重量引起的彎曲應力。此外，在本實施例的渦輪的支撐結(jié)構(gòu)中，在排氣管支架33的外側(cè)設(shè)置用于連結(jié)排 氣室14和外殼構(gòu)件71的氣體密封墊74，能夠防止廢氣從排氣室14和排氣管31之間的連 結(jié)部泄漏。并且，本實施例的燃氣輪機由壓縮機11、燃燒器12和渦輪13構(gòu)成，通過能夠吸收 熱延伸的排氣管支架33連結(jié)渦輪13的排氣室14和配置在其外周側(cè)的形成為環(huán)形狀的外 殼構(gòu)件71，經(jīng)由膨脹節(jié)34連結(jié)外殼構(gòu)件71和排氣管31，外殼構(gòu)件71上連結(jié)有用于設(shè)置排 氣室14的排氣室腿部92。因此，外殼構(gòu)件71及排氣管支架33是高剛性構(gòu)件，所以，能夠充分地支撐因排氣 室14的重量引起的彎曲應力，此外能夠通過排氣管支架33吸收排氣室14的熱延伸，通過 降低作用于排氣室14的彎曲應力及熱應力，能夠?qū)崿F(xiàn)渦輪整體的耐久性的提高。實施例3圖11是表示本發(fā)明的實施例3所涉及的燃氣輪機中的渦輪的支撐結(jié)構(gòu)的渦輪主 要部分剖視圖。如圖11所示，在本實施例的燃氣輪機中的渦輪的支撐結(jié)構(gòu)中，作為渦輪本體的排 氣室101形成為圓筒形狀。相對于該排氣室101的廢氣流動方向下游側(cè)的端部，在其外周 側(cè)配置有形成為環(huán)形狀的外殼構(gòu)件102，排氣室101和外殼構(gòu)件102通過排氣管支架(支 架構(gòu)件)103連結(jié)。此外，在排氣室101的廢氣流動方向下游側(cè)配置有排氣管104。排氣管 104形成為圓筒形狀，外殼構(gòu)件102和排氣管104通過膨脹節(jié)(高溫伸縮接頭)105連結(jié)。 并且，外殼構(gòu)件102上連結(jié)有用于設(shè)置排氣室101的未圖示的排氣室腿部。S卩，在排氣室101的端部的外周側(cè)配置有形成為環(huán)形狀的外殼構(gòu)件102。排氣室101的端部和外殼構(gòu)件102的內(nèi)周部通過排氣管支架103連結(jié)。該排氣管支架103形成為 圓臺形狀。當在排氣室101和排氣管104之間因溫度差而產(chǎn)生熱延伸時，該排氣管支架103 能夠通過變形而吸收該熱延伸。特別是，該熱延伸在渦輪啟動時等過渡期或高負荷時容易 產(chǎn)生。另一方面，外殼構(gòu)件102的截面形成為向外側(cè)開口的“ 二”字形狀。該外殼構(gòu)件102 具有與排氣室101的外周面大致平行的外殼本體102a ；從該外殼本體102a的兩側(cè)與排氣 室101的外周面大致正交地立起的連結(jié)凸緣102b、102c ；和從外殼本體102a向排氣室101 的外周面?zhèn)韧怀龅倪B結(jié)凸緣102d。并且，排氣管支架103中，一端部通過螺栓106緊固在外 殼構(gòu)件102的安裝凸緣102d上，另一端部固定在排氣室101上。此外，通過膨脹節(jié)105，在形成為環(huán)形狀的一對安裝凸緣107、108上直立設(shè)置有支 撐凸緣109、110。并且，在由該支撐凸緣109、110形成的空間部內(nèi)填充絕熱件111，并通過 波紋管112進行覆蓋，通過螺栓114、115將外殼113緊固。并且，一個安裝凸緣107通過螺 栓116緊固在外殼構(gòu)件102的連結(jié)凸緣102b上，另一個安裝凸緣108通過螺栓117緊固在 排氣管104的端部上。該膨脹節(jié)105在渦輪13的高負荷時，在排氣室101和排氣管104之 間進行絕熱，并且，在因溫度差產(chǎn)生熱延伸時，通過變形而能夠吸收該熱延伸。并且，雖未進行圖示，但是，在外殼構(gòu)件102的兩側(cè)經(jīng)由各個安裝托架連結(jié)有各個 排氣室腿部。因此，排氣室101通過2個排氣室腿部設(shè)置在渦輪廠房的地面上。S卩，排氣室 101經(jīng)由排氣管支架103支撐于外殼構(gòu)件102，該外殼構(gòu)件102通過排氣室腿部設(shè)置在地面 上。在該情況下，排氣管支架103形成為圓臺形狀，沿著排氣室101的長度方向(廢氣 流動方向)安裝，因而成為相對于上下(周)方向具有高剛性的構(gòu)件。此外，外殼構(gòu)件102 是在由外殼本體102a和連結(jié)凸緣102b、102c構(gòu)成的“ 二 ”字形截面上加上連結(jié)凸緣102d 而成的不規(guī)則截面，因此成為相對于上下(周)方向具有高剛性的構(gòu)件。因此，排氣管支架 103和外殼構(gòu)件102是高剛性構(gòu)件，因此能夠充分地支撐排氣室101的重量。此外，通過排 氣管支架103的變形能夠充分地吸收排氣室101的熱延伸。這樣，在本實施例的渦輪的支撐結(jié)構(gòu)中，在形成為圓筒形狀的作為渦輪本體的排 氣室101的外周側(cè)配置形成為環(huán)形狀的外殼構(gòu)件102，通過能夠吸收熱延伸的排氣管支架 103連結(jié)排氣室101和外殼構(gòu)件102，在外殼構(gòu)件102上連結(jié)用于將排氣室101設(shè)置于廠房 的排氣室腿部。因此，外殼構(gòu)件102及排氣管支架103是高剛性構(gòu)件，所以能夠充分地支撐因排氣 室101的重量引起的彎曲應力，此外能夠通過排氣管支架103吸收排氣室101的熱延伸，通 過降低作用于排氣室101的彎曲應力及熱應力，能夠?qū)崿F(xiàn)耐久性的提高。此外，在本實施例的渦輪的支撐結(jié)構(gòu)中，將排氣管支架103形成為圓臺形狀，其軸 向的一端部與排氣室101的端部連結(jié)，而另一端部與外殼構(gòu)件102的端部連結(jié)，通過將排氣 管支架103形成為圓臺形狀而使其成為高剛性構(gòu)件，能夠適當?shù)刂我蚺艢馐?01的重量 產(chǎn)生的彎曲應力。另外，在上述的各實施例中，將本發(fā)明的渦輪本體作為排氣室14，通過排氣管支架 33連結(jié)該排氣室14和外殼構(gòu)件71，在外殼構(gòu)件71上連結(jié)有排氣室腿部92，但是本發(fā)明不 限于該結(jié)構(gòu)。即，也可以是，將本發(fā)明的渦輪本體作為排氣機室27，在該排氣室14的外側(cè)經(jīng) 由支架構(gòu)件設(shè)置外殼構(gòu)件，在該外殼構(gòu)件上連結(jié)排氣機室腿部，或者也可以是，將本發(fā)明的渦輪本體作為排氣管31，在該排氣管31的外側(cè)經(jīng)由支架構(gòu)件設(shè)置外殼構(gòu)件，在該外殼構(gòu)件 上連結(jié)排氣管腿部。產(chǎn)業(yè)實用性本發(fā)明所涉及的排氣室的連結(jié)結(jié)構(gòu)及燃氣輪機，在排氣室的外周面裝有絕熱件， 將支架構(gòu)件形成為多個長方形狀并配置在絕熱件的外側(cè)，由此降低排氣室的連結(jié)部的熱應 力，從而實現(xiàn)耐久性的提高，本發(fā)明能夠適用于任何種類的燃氣輪機。此外，本發(fā)明所涉及的渦輪的支撐結(jié)構(gòu)及燃氣輪機，在通過能夠吸收熱延伸的支 架構(gòu)件與渦輪本體連結(jié)的外殼構(gòu)件上連結(jié)腿部，由此降低了作用于渦輪本體的彎曲應力及 熱應力，從而能夠?qū)崿F(xiàn)耐久性的提高，本發(fā)明能夠適用于任何種類的燃氣輪機。
權(quán)利要求
一種排氣室的連結(jié)結(jié)構(gòu)，通過能夠吸收熱延伸的支架構(gòu)件將形成為圓筒形狀的排氣室、和相對于該排氣室配置在廢氣流動方向上游側(cè)或下游側(cè)的形成為圓筒形狀的連結(jié)構(gòu)件連結(jié)，其特征在于，在所述排氣室的外周面安裝有絕熱件，所述支架構(gòu)件形成為多個長方形狀并配置在所述絕熱件的外側(cè)，所述支架構(gòu)件的一端部與所述排氣室的端部連結(jié)，而另一端部與所述連結(jié)構(gòu)件的端部連結(jié)。
2.如權(quán)利要求1所述的排氣室的連結(jié)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述連結(jié)構(gòu)件是相對于所述 排氣室配置在廢氣流動方向上游側(cè)的排氣機室，在該排氣機室的外周面安裝有絕熱件，所 述排氣機室通過作為所述支架構(gòu)件的排氣室支架與所述排氣室連結(jié)。
3.如權(quán)利要求2所述的排氣室的連結(jié)結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述排氣機室的內(nèi)側(cè)配置 有形成為圓筒形狀的排氣擴散器，所述排氣機室和所述排氣擴散器通過形成為多個長方形 狀且能夠吸收熱延伸的擴散器支架連結(jié)。
4.如權(quán)利要求2或3所述的排氣室的連結(jié)結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述排氣室支架的內(nèi)側(cè) 設(shè)有用于連結(jié)所述排氣室和所述排氣機室的氣體密封墊。
5.如權(quán)利要求1所述的排氣室的連結(jié)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述連結(jié)構(gòu)件是相對于所述 排氣室配置在廢氣流動方向下游側(cè)的排氣管，在該排氣管的內(nèi)周面安裝有絕熱件，所述排 氣管通過作為所述支架構(gòu)件的排氣管支架與所述排氣室連結(jié)。
6.如權(quán)利要求5所述的排氣室的連結(jié)結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述排氣室的外周側(cè)配置 有形成為環(huán)形狀的外殼構(gòu)件，與該外殼構(gòu)件相鄰地配置有所述排氣管，所述排氣室和外殼 構(gòu)件通過所述排氣管支架連結(jié)，所述外殼構(gòu)件和所述排氣管通過高溫伸縮接頭連結(jié)。
7.如權(quán)利要求5或6所述的排氣室的連結(jié)結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述排氣室支架的外側(cè) 設(shè)有用于連結(jié)所述排氣室和所述排氣管的氣體密封墊。
8.一種燃氣輪機，在燃燒器中對由壓縮機壓縮的壓縮空氣供給燃料而進行燃燒，將產(chǎn) 生的燃燒氣體供給至渦輪從而獲得旋轉(zhuǎn)動力，其特征在于，所述渦輪中，排氣機室和排氣室通過能夠吸收熱延伸的排氣室支架連結(jié)，并且，所述排 氣室和排氣管通過能夠吸收熱延伸的排氣管支架連結(jié)，在所述排氣室的外周面安裝有絕熱件，所述排氣室支架形成為多個長方形狀并配置在所述絕熱件的外側(cè)，所述排氣室支架的 一端部與所述排氣室的端部連結(jié)，而另一端部與所述排氣機室的端部連結(jié)。
9.一種燃氣輪機，在燃燒器中對由壓縮機壓縮的壓縮空氣供給燃料而進行燃燒，將產(chǎn) 生的燃燒氣體供給至渦輪從而獲得旋轉(zhuǎn)動力，其特征在于，所述渦輪中，排氣機室和排氣室通過能夠吸收熱延伸的排氣室支架連結(jié)，并且，所述排 氣室和排氣管通過能夠吸收熱延伸的排氣管支架連結(jié)，在所述排氣室的外周面安裝有絕熱件，所述排氣管支架形成為多個長方形狀并配置在所述絕熱件的外側(cè)，所述排氣管支架的 一端部與所述排氣室的端部連結(jié)，而另一端部與所述排氣管的端部連結(jié)。
10.如權(quán)利要求9所述的燃氣輪機，其特征在于，在所述排氣室的外周側(cè)配置有形成為 環(huán)形狀的外殼構(gòu)件，與該外殼構(gòu)件相鄰地配置有所述排氣管，所述排氣室和外殼構(gòu)件通過 所述排氣管支架連結(jié)，所述外殼構(gòu)件和所述排氣管通過高溫伸縮接頭連結(jié)。
11.一種渦輪的支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于，通過能夠吸收熱延伸的支架構(gòu)件將形成為圓筒 形狀的渦輪本體、和相對于該渦輪本體配置在其外周側(cè)的形成為環(huán)形狀的外殼構(gòu)件連結(jié)， 在所述外殼構(gòu)件上連結(jié)有用于設(shè)置所述渦輪本體的腿部。
12.如權(quán)利要求11所述的渦輪的支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述渦輪本體具有流動有燃 燒氣體的排氣室，該排氣室和所述外殼構(gòu)件通過所述支架構(gòu)件連結(jié)，并且，在所述外殼構(gòu)件 上連結(jié)有排氣管。
13.如權(quán)利要求12所述的渦輪的支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述外殼構(gòu)件和所述排氣 管之間夾裝有高溫伸縮接頭。
14.如權(quán)利要求12或13所述的渦輪的支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述支架構(gòu)件形成為多 個長方形狀，所述支架構(gòu)件的一端部與所述排氣室的端部連結(jié)，而另一端部與所述外殼構(gòu) 件的端部連結(jié)。
15.如權(quán)利要求12 14中任一項所述的渦輪的支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述支架構(gòu) 件的外側(cè)設(shè)有用于連結(jié)所述排氣室和所述外殼構(gòu)件的氣體密封墊。
16.如權(quán)利要求12或13所述的渦輪的支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述支架構(gòu)件形成為圓 臺形狀，所述支架構(gòu)件的軸向的一端部與所述排氣室的端部連結(jié)，而另一端部與所述外殼 構(gòu)件的端部連結(jié)。
17.一種燃氣輪機，在燃燒器中對由壓縮機壓縮的壓縮空氣供給燃料而進行燃燒，將產(chǎn) 生的燃燒氣體供給至渦輪從而獲得旋轉(zhuǎn)動力，其特征在于，所述渦輪中，排氣室和配置在其外周側(cè)的形成為環(huán)形狀的外殼構(gòu)件通過能夠吸收熱延 伸的支架構(gòu)件連結(jié)，所述外殼構(gòu)件和排氣管被連結(jié)，在所述外殼構(gòu)件上連結(jié)有用于設(shè)置所述排氣室的腿部。
全文摘要
渦輪中，排氣機室(27)和排氣室(14)通過能夠吸收熱延伸的排氣室支架(32)連結(jié)，排氣室(14)和排氣管(31)通過能夠吸收熱延伸的排氣管支架(33)連結(jié)，在排氣室(14)的外周面安裝有絕熱件(63)，排氣室支架(32)和排氣管支架(33)形成為多個長方形狀并配置在絕熱件(63)的外側(cè)，通過降低排氣室的連結(jié)部的熱應力來實現(xiàn)耐久性的提高。
文檔編號F01D25/24GK101960101SQ20098010687
公開日2011年1月26日 申請日期2009年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月27日
發(fā)明者橋本真也, 荒瀨謙一 申請人:三菱重工業(yè)株式會社