重型结构物的支持机构的制作方法

重型结构物的支持机构的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种重型结构物的支持机构，其能够吸收在高温状态下运转的装置的结构部件的热伸长变形。通过悬挂重型结构物来进行支持的支持机构(SA)，具备定滑轮(115)、动滑轮(119)、绳状连接件(103)和配重部件(109)，定滑轮(115)固定在收容支持对象的结构物的装箱(9)的内壁上，动滑轮(119)与该定滑轮(115)协同，绳状连接件(103)的一端与所述结构物连接，能够在所述定滑轮及动滑轮上移动地进行卷取，配重部件(109)安装在所述绳状连接件的另一端，通过能够调整重量的配重(CW)的重量，支持所述重型结构物；在所述配重部件(109)上，设置有将重型结构物以从通常的支持位置向上方提升的状态进行定位的吊运机(143)。
【专利说明】重型结构物的支持机构
[0001]相关申请
[0002]本申请要求2011年11月28日申请的日本专利申请2011-258828的优先权，将其全部内容以参照的方式引入作为本申请的一部分。
【技术领域】
[0003]本发明涉及一种机构，该机构支持如燃气涡轮发动机那样的在高温下使用并且由大重量的结构部件构成的装置。
【背景技术】
[0004]近年，建议一种贫燃料吸入燃气轮机，其将在煤矿产生的在煤矿产生的VAM(Ventilation Air Methane ;煤矿通风甲烧)和 CMM(Coal Mine Methane ;煤矿甲烧)中所含有的可燃成分用作燃料(例如，参照专利文献I)。贫燃料吸入燃气轮机具备催化燃烧器或高压用管道等相对于燃气轮机主体的重量比大的结构部件。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本专利公开2010-019247号公报
【发明内容】

[0008](一 )要解决的技术问题
[0009]为了节省空间地配置这些结构部件，例如，优选将作为重型结构物的催化燃烧器、启动用燃烧器、高压用管道等安装在燃气轮机主体(压缩机及涡轮)的上部。在这种情况下，需要辅助支持这些重型结构物的机构，以使燃气涡轮发动机的工作不受到由燃气轮机主体支持的重型结构物的影响。此外，作为支持如燃气涡轮发动机这样的在高温下使用的装置的机构，要求其为能够对应由于热的影响导致的各部件变形的结构。
[0010]因此，为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种重型结构物的支持机构，其能够吸收在高温状态下运转的装置的结构部件的热伸长变形。
[0011](二)技术方案
[0012]为了实现上述目的，本发明的支持机构是通过悬挂重型结构物来进行支持的支持机构，其具备定滑轮、动滑轮、绳状连接件和配重部件，所述定滑轮固定在收容支持对象的结构物的装箱的内壁上，所述动滑轮与所述定滑轮协同，所述绳状连接件的一端与所述结构物连接，能够在所述定滑轮及动滑轮上移动地进行卷取，所述配重部件安装在所述连接件的另一端，通过能够调整重量的配重的重量来支持所述重型结构物；在所述配重部件上，设置有将重型结构物以从通常的支持位置向上方提升的状态进行定位的吊运机。
[0013]根据该结构，能够在吸收由于热伸长导致的变形的同时支持重型结构物，所述重型结构物是如燃气涡轮发动机这样的在高温状态下运转的装置的结构单元。进而，能够容易地进行在装置维护时的结构单元的卸下及再安装。[0014]在本发明的一个实施方式中，作为所述吊运机，可以在所述配重部件上设置将所述绳状连接件卷取并固定的提升机。在这种情况下，所述提升机可以安装在将所述配重沿垂直方向引导的框架上，也可以安装在所述配重上。根据该结构，能够非常容易地进行在装置维护时的结构单元的卸下及再安装操作。
[0015]在本发明的一个实施方式中，作为所述吊运机，可以在所述配重部件上设置将所述配重的垂直方向位置从下方进行定位的重量限制器。根据该结构，能够通过简易的结构，容易地进行在装置维护时的结构单元的卸下及再安装操作。
[0016]本发明的燃气涡轮发动机用上述支持机构支持一部分结构单元，具备压缩机及涡轮、减速机、热交换器、主燃烧器、辅助燃烧器和送气管，所述压缩机及涡轮在轴心方向上排列配置，所述减速机放置于所述装箱的下底上，单柱支持所述压缩机，所述热交换器放置于所述装箱的下底上，在来自所述涡轮的废气与来自所述压缩机的压缩气体之间进行热交换，所述主燃烧器与所述涡轮的上部连接，所述辅助燃烧器与连接所述涡轮和所述燃烧器的涡轮排气管的上部连接，所述送气管连接所述热交换器和所述主燃烧器；所述主燃烧器、辅助燃烧器及送气管由所述支持机构支持。在这种情况下，例如，优选所述热交换器单柱支持所述涡轮排气管及所述辅助燃烧器。根据该结构，能够在吸收由于热伸长导致的变形的同时，支持没有放置于装箱下底上的重型结构物。由此，可以长期确保燃气涡轮发动机的正常工作，可靠性提高。
[0017]权利要求书和/或说明书和/或说明书附图所公开的至少两种结构的任意组合，也包含在本发明中。特别是权利要求书的各权利要求的两项以上的任意组合，也包含在本发明中。
【专利附图】

【附图说明】
[0018]图1是表示本发明的一个实施方式的支持机构的结构的立体图。
[0019]图2是表示图1的燃气涡轮发动机的简略结构的方框图。
[0020]图3是表示图1的支持机构中使用的配重部件的立体图。
[0021]图4是放大表示图3的配重部件的一部分的正面图。
[0022]图5是表示图3的配重部件的变形例的立体图。
【具体实施方式】
[0023]下面参照【专利附图】

【附图说明】本发明的优选实施方式。图1是表示本发明的一个实施方式的支持机构SA及由该支持机构SA支持的作为在高温状态下运转的装置的燃气涡轮发动机GT的立体图。该燃气涡轮发动机GT具备压缩机1、主燃烧器3、涡轮5及热交换器7。燃气涡轮发动机GT的整体被设置在装箱9内。另外，装箱9包围燃气涡轮发动机GT整体，但在图1中仅表示装箱9的下底、侧壁及上墙的一部分，省略除此以外的部分。
[0024]本实施方式的燃气涡轮发动机GT作为贫燃料吸入燃气涡轮发动机而构成，所述贫燃料吸入燃气涡轮发动机将在煤矿产生的CMM(Coal Mine Methane ;煤矿甲烷)等低热量气体与空气或从煤矿排出的VAM(Ventilation Air Methane ;煤矿通风甲烧)混合并吸入至发动机，将所含有的可燃成分用作燃料，主燃烧器3作为含有钼或钯等催化剂的催化燃烧器而构成。此外，作为本实施方式的热交换器7，使用使加热介质的流向与冷却介质的流向互相垂直的交叉式热交换器。
[0025]图2表示燃气涡轮发动机GT的简略结构。作为在该燃气涡轮发动机GT中使用的低热量气体，例如，将在煤矿产生的VAM与可燃成分(甲烷)浓度高于VAM的CMM这样的两种不同燃料浓度的染料气体混合得到工作气体G1，将该工作气体Gl通过压缩机I的吸气入口导入燃气涡轮发动机GT内。工作气体Gl在压缩机I被压缩，该高压的压缩气体G2输送至主燃烧器3。压缩气体G2通过由主燃烧器3的钼或钯等催化剂进行的催化剂反应而燃烧，将由此生成的高温/高压的燃烧气体G3供给涡轮5，从而驱动涡轮5。涡轮5通过旋转轴15与压缩机I及发电机11连接，通过涡轮5来驱动压缩机I及发电机11。
[0026]热交换器7通过来自涡轮5的涡轮废气G4来加热从压缩机I导入主燃烧器3的压缩气体G2。来自压缩机I的压缩气体G2通过压缩气体通路21输送至热交换器7，在这里加热后，通过高温压缩气体通路25输送至主燃烧器3。经过了主燃烧器3及涡轮5的涡轮废气G4通过涡轮废气通路29流入热交换器7。从热交换器7流出的废气G5通过没有图示的消声器被消声后，排出至外部。进而，压缩气体通路21与高温压缩气体通路25通过在中途具备开关阀31的热交换器旁通路35相连通。为了防止主燃烧器3被过度加热而烧坏，根据需要打开开关阀31，使压缩气体G2从热交换器7迂回。
[0027]此外，燃气涡轮发动机GT除了具有主燃烧器3以外，还具有辅助燃烧器39。辅助燃烧器39从燃气涡轮发动机GT启动时开始直至主燃烧器3达到规定的工作温度，向热交换器7供给高温的燃烧气体，对热交换器7进行暖机。对辅助燃烧器39，在从专用的燃料供给路41供给燃料(本实施方式中为CMM)的同时，由从压缩气体通路21分支设置的启动用排气路45供给空气。
[0028]接着，说明燃气涡轮发动机GT的具体结构。如图1所示，压缩机1、涡轮5及热交换器7沿燃气涡轮发动机GT的轴心Cl方向，以该顺序排列配置。另外，在以下的说明中，有时也将与轴心Cl方向及垂直方向中的任意一个均直行的方向称为横向T。
[0029]进而，在压缩机I的轴心Cl方向上涡轮5的相反侧，配置减速机49，其通过多个螺栓与压缩机I直接连接。在涡轮5的上部连接主燃烧器3，此外，形成涡轮废气通路29的涡轮排气管53介于涡轮5与热交换器7之间。在该涡轮排气管53的上部设置辅助燃烧器39。
[0030]在减速机49的下部，设置兼作减速机49的油罐并形成减速机49的设置面的减速机支持台57。另一方面，在长方体形状的热交换器主体部7a的底部上，连接有形成热交换器7的设置面的热交换器支持台59。通过这些减速机支持台57及热交换器支持台59，燃气涡轮发动机GT定位在轴心Cl方向上。此外，由压缩机1、主燃烧器3及涡轮5构成的燃气轮机主体由减速机49单柱支持，涡轮排气管53及辅助燃烧器39由热交换器7单柱支持。
[0031]横流式的热交换器7配置为，使其重心位置与旋转轴15的轴心Cl大致一致。成为加热介质的涡轮废气G4沿轴心Cl方向通过热交换器7内，另一方面，成为冷却介质的压缩气体G2从热交换器7的一侧(图1的里侧)向另一侧(图1的跟前侧)沿横向T在热交换器7内移动。
[0032]热交换器主体部7a的出口侧的侧部7b与主燃烧器3的上部，通过形成高温压缩气体通路25的高温压缩气体送气管73连接。高温压缩气体送气管73具有将从热交换器7向垂直方向上方排出的高温压缩气体G3(图2)导入主燃烧器3的L字形状。高温压缩气体送气管73朝向主燃烧器3的部分，在俯视上，从偏离轴心Cl的位置的热交换器主体部7a的出口侧侧部7b，朝向位于轴心Cl上的主燃烧器3，相对于轴心Cl倾斜延伸。
[0033]在这样构成的燃气涡轮发动机GT的结构单元中，未被直接放置于装箱9的下底上的结构物直接支持，并且相对于燃气轮机主体重量的重量所占比例大的结构物，由支持机构SA支持。在图1的例子中，主燃烧器3、辅助燃烧器39及高温压缩气体送气管73由支持机构SA支持。
[0034]支持机构SA通过安装在装箱9的内壁(在图示的例子中为上墙)上的定滑轮及与定滑轮协同的动滑轮，利用配重CW的重量，提升作为支持对象的在高温下使用而产生热伸长变形的重型结构物，由此进行支持。更加具体地，作为绳状连接件的钢丝绳103的一端通过结合部件105A?C安装在支持对象结构物上，钢丝绳103的另一端连接在配重部件109上。在作为装箱9的内壁的上墙上，安装有单体的定滑轮113和将多个(图1的例子中为五个)定滑轮115沿其轴心方向排列组合而成的定滑轮部件117。钢丝绳103从配重部件109开始，通过定滑轮113及定滑轮部件117，进一步通过将多个(与定滑轮部件117的定滑轮115的数量相同)动滑轮119沿其轴心方向排列组合而成的动滑轮部件121，延伸设置到各支持对象结构物的设置位置。钢丝绳103卷取在定滑轮113、115或动滑轮119的外周沟槽上，卷取长度可以短于各滑轮的外周沟槽的一周周长，例如为1/4周长，也可以大于等于一周周长。
[0035]结合部件105A?105C可以根据支持对象结构物的重量、形状及尺寸进行适当选择。在本实施方式的例子中，分别对主燃烧器3使用矩形的框形的结合部件105A，对辅助燃烧器39使用十字形的结合部件105B，对高温压缩气体送气管73使用钩形的结合部件105C。
[0036]接着，详细说明配重部件109的结构。如图3所示，配重部件109通过能够调整重量的配重CW的重量，来提升支持对象结构物而进行支持。在图示的例子中，作为配重CW，通过增减具有规定重量的长方体形的重量单元125的个数，来调整配重CW的重量。
[0037]如图4所示，在重量单元125的水平方向的中央部分形成通孔129，在该通孔129中，作为能够支持多个重量单元125的支持部件，插入重量支持棒131。作为重量支持棒131，例如，使用在一端(上端)具有环状头部131a的吊环螺栓，通过如钩环这样的连接件133在环状的头部131a上连接钢丝绳103的另一端。在重量支持棒(吊环螺栓)131的另一端(下端)拧上螺母135，从而支持重量单元125。通过改变在重量支持棒131上插入使用的重量单元125的数量，能够调整支持支持对象结构物所需要的重量。除此之外，也可以预先准备与支持对象结构物相对应的不同重量的配重CW。
[0038]如图3所示，重量单元125的长度方向的两端部通过框架139沿垂直方向引导。在框架139的下部，设置有限制重量单元125的垂直方向下方位置的平板状定位板141。设定这些部件的位置及尺寸，使得在燃气涡轮发动机停止时，重量单元125的下端仅从定位板141分开对吸收支持对象物的热伸长变形足够的距离。
[0039]此外，在计数器部件109上，设置有将重型结构物以从通常的支持位置向上方提升的状态进行定位的吊运机。在图示例子中，作为该吊运机，根据需要，框架139在其前部具备卷起钢丝绳103的提升机143。为了燃气涡轮发动机GT的维护检查或部件更换等，在将作为结构单元的重型结构物从燃气涡轮发动机GT卸下的情况下，将钢丝绳103的另一端安装在提升机143上，来取代与重量支持棒131连接。由此，能够容易地提升作为燃气涡轮发动机GT的结构单元的重型结构物。
[0040]提升机143可以安装在框架139的上部，进而，也可以取代设置在框架139上，而直接安装在配置在最上部的重量单元125上。在这种情况下，关于燃气涡轮发动机GT运转时的重型结构物的支持，钢丝绳103的另一端通过提升机143连结在重量支持棒131上。
[0041]作为设置在配重部件109上的吊运机的变形例，也可以取代使用提升机143，如图5所示，使用从下方对重量单元125进行定位的重量限制器147。即，在定位板141的中央部设置通孔，在该通孔中插入重量限制器147，该重量限制器147由定位螺母155及被定位螺母155拧上的全螺纹的限制器部件159构成。通过在限制器部件159上旋转定位螺母155，改变与限制器部件159间的相对位置，从而能够调整重量单元125的垂直方向的位置。
[0042]这样，根据本实施方式的支持机构SA，能够在吸收由于热伸长导致的变形的同时，支持作为在高温状态下运转的装置(燃气涡轮发动机GT)的结构单元的重型结构物。进而，能够容易地进行在装置维护时的结构单元的卸下及再安装。
[0043]如上所述，参照附图对本发明的优选实施方式进行了说明，但在不脱离本发明的主旨的范围内，能够进行各种补充、改变或删除。因此，这样的补充、改变及删除也包含在本发明的范围内。
[0044]附图标记说明
[0045]I压缩机
[0046]3主燃烧器
[0047]5 涡轮
[0048]7热交换器
[0049]9 装箱
[0050]39辅助燃烧器
[0051]49减速机
[0052]73高温压缩气体送气管
[0053]109配重部件
[0054]113定滑轮
[0055]117定滑轮部件
[0056]119动滑轮
[0057]121动滑轮部件
[0058]143提升机(吊运机)
[0059]147重量限制器(吊运机)
[0060]Cff 配重
[0061]GT燃气涡轮发动机
[0062]SA支持机构
【权利要求】
1.一种重型结构物的支持机构，通过悬挂重型结构物来进行支持， 具备定滑轮、动滑轮、绳状连接件和配重部件； 所述定滑轮固定在收容支持对象的结构物的装箱的内壁上，所述动滑轮与所述定滑轮协同； 所述绳状连接件的一端与所述结构物连接，能够在所述定滑轮及动滑轮上移动地进行卷取； 所述配重部件安装在所述连接件的另一端，通过能够调整重量的配重的重量来支持所述重型结构物； 在所述配重部件上，设置有将重型结构物以从通常的支持位置向上方提升的状态进行定位的吊运机。
2.根据权利要求1所述的重型结构物的支持机构，其特征在于，作为所述吊运机，在所述配重部件上设置将所述绳状连接件卷取并固定的提升机。
3.根据权利要求2所述的重型结构物的支持机构，其特征在于，所述提升机安装在将所述配重沿垂直方向引导的框架上。
4.根据权利要求3所述的重型结构物的支持机构，其特征在于，所述提升机安装在所述配重上。
5.根据权利要求1所述的重型结构物的支持机构，其特征在于，作为所述吊运机，在所述配重部件上设置将所述配重的垂直方向位置从下方进行定位的重量限制器。
6.一种燃气涡轮发动机，用权利要求1至5中任意一项所述的重型结构物的支持机构支持一部分结构单元， 具备压缩机及涡轮、减速机、热交换器、主燃烧器、辅助燃烧器和送气管； 所述压缩机及涡轮在轴心方向上排列配置； 所述减速机放置于所述装箱的下底上，单柱支持所述压缩机； 所述热交换器放置于所述装箱的下底上，在来自所述涡轮的废气与来自所述压缩机的压缩气体之间进行热交换； 所述主燃烧器与所述涡轮的上部连接； 所述辅助燃烧器与连接所述涡轮和所述燃烧器的涡轮排气管的上部连接； 所述送气管连接所述热交换器和所述主燃烧器； 所述主燃烧器、辅助燃烧器及送气管由所述支持机构支持。
7.根据权利要求6所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述热交换器单柱支持所述涡轮排气管及所述辅助燃烧器。
【文档编号】F01D25/00GK103958855SQ201280057977
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2012年11月20日 优先权日:2011年11月28日
【发明者】田中克典, 大原信哉 申请人:川崎重工业株式会社