JP2016539301A - ガスタービンエンジン燃焼ガスダクト用の構造的な取付装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の開発は、アメリカ合衆国エネルギー省により与えられた契約番号No.DE−FC26−05NT42644により一部で支援されている。したがって、アメリカ合衆国政府は、本発明に一定の権利を有することがある。
本発明は、ガスタービンエンジンのカニュラー型燃焼システム用の取付装置に関する。特に、この装置は、燃焼システムの環状チャンバと、環状チャンバが固定されたタービンベーンキャリアとの間の相対的な半径方向移動を許容するが、相対的な軸方向移動を阻止する。
慣用のカニュラー型ガスタービンエンジンは、複数の個別の燃焼器缶を有する。各缶は、それぞれのトランジションダクトに固定されている。トランジションダクトは、燃焼器缶から到来する燃焼ガスを案内し、入口ガイドベーンを通って、タービン入口環のそれぞれの部分に向けて案内する。燃焼ガスのそれぞれの流れは、燃焼器から、それぞれのトランジションダクトから退出するまで分離したままである。これに対して、缶型燃焼器を使用する所定の新しいガスタービンエンジンでは、トランジションダクトの列が、所定のダクト配列と交換されている。このダクト配列は、位置変更された燃焼器缶から到来する、個別の燃焼ガス流を受け取り、燃焼ガス流を、第1列のタービンブレードに供給するのに適当な速度に加速し、燃焼ガス流を、共通のダクト構造に送り込む。共通のダクト構造は、環状チャンバを有してよく、そこでは、燃焼ガス流が、もはや互いに分離されていない。環状チャンバは、タービン入口へ直接排出を行う(他の構成が存在し、そこでは共通のダクト構造内でさえも個別の流れが分離したままである)。適当な配向、およびこの配列により生成される速度は、慣用の配列に存在する第1列の入口ガイドベーンの必要性を排除する。この構成の一例が、2011年8月25日に公開された、Charron他の米国特許出願公開第2011/0203282号明細書に示されており、参照によりその全体が本明細書に含まれる。
本願発明者らは、新しい技術のカニュラー型の燃焼装置に関連するダクト装置の変形に対抗する革新的な取付装置を発明した。取付装置は、ダクト装置が取り付けられたタービンベーンキャリアに対するダクト装置の相対的な半径方向移動を許容する一方、相対的な軸方向移動を阻止する。さらに、取付装置は、ダクト装置を変形しようとする、圧力によって誘発された力にもかかわらず、ダクト装置がその形状/輪郭を保持するのを補助する補強機能を提供する。
Claims (20)
- ガスタービンエンジンダクト装置配列であって、
それぞれの缶型燃焼器内で生じる燃焼ガスの複数の個別の流れを受け取り、かつ該個別の流れをタービン入口環へ供給するように構成された共通のダクト構造であって、環状チャンバは内径部と外径部とを有する、ダクト構造と、
前記外径部とタービンベーンキャリアとの間の相対的な半径方向移動を許容し、かつ相対的な軸方向移動を阻止するように構成された、外径部取付装置と、
前記タービンベーンキャリアに固定されたブラケットを有する内径部取付装置であって、前記ブラケットは、前記内径部が前記外径部とともに半径方向に移動することを許容し、かつ前記外径部に対する前記内径部の軸方向たわみを阻止するように構成されている、内径部取付装置と、
を備えることを特徴とする、ガスタービンエンジンダクト装置配列。 - 前記外径部取付装置は、前記環状チャンバの、半径方向に配向された外径部フランジと、前記タービンベーンキャリアに対して固定された、半径方向に配向された外側取付溝とを有し、該外側取付溝に、前記環状チャンバの前記外径部フランジが収容されている、請求項1記載のガスタービンエンジンダクト装置配列。
- 前記内径部取付装置は、前記環状チャンバの内径部フランジと、前記タービンベーンキャリアに対して固定された、半径方向に配向された内側取付溝とを有し、前記ブラケットは、前記環状チャンバの前記内径部フランジと前記タービンベーンキャリアの前記内側取付溝とに固定されている、請求項1記載のガスタービンエンジンダクト装置配列。
- 前記ブラケットのベーンキャリア端部は、前記タービンベーンキャリアの前記内側取付溝に収容されるように構成された、半径方向に配向されたフランジを有する、請求項3記載のガスタービンエンジンダクト装置配列。
- 前記ブラケットの環状チャンバ端部は、前記環状チャンバの前記内径部フランジにしっかりと固定されている、請求項4記載のガスタービンエンジンダクト装置配列。
- 前記ブラケットの環状チャンバ端部は、前記環状チャンバの前記内径部フランジを収容する溝を有する、請求項4記載のガスタービンエンジンダクト装置配列。
- 当該ダクト装置配列の追加的な位置に対する支持を提供するように構成された補足的な支持装置をさらに備え、前記追加的な位置は、前記ブラケットのベーンキャリア端部と環状チャンバ端部との間における補足的な支持箇所において前記ブラケットに固定されている、請求項1記載のガスタービンエンジンダクト装置配列。
- 前記追加的な位置は、前記補足的な支持箇所にしっかりと固定されている、請求項7記載のガスタービンエンジンダクト装置配列。
- 前記追加的な位置と、前記補足的な支持箇所とは、摺動接触している、請求項7記載のガスタービンエンジンダクト装置配列。
- 前記外径部取付装置は、回動防止装置をさらに有し、該回動防止装置は、前記タービンベーンキャリアに対して固定されかつ前記環状チャンバの前記外径部フランジに設けられたスプライン溝に収容されているスプラインを有する、請求項2記載のガスタービンエンジンダクト装置配列。
- 前記内径部取付装置における前記ブラケットの相対的な熱成長が、前記内径部に掛かる圧力によって生じる力に対抗するのに有効なかたちで前記内径部に予荷重を掛けるように、前記ブラケットが構成されている、請求項1記載のガスタービンエンジンダクト装置配列。
- ガスタービンエンジンダクト装置配列であって、
燃焼ガス流をタービン入口環に供給するように構成された、環状チャンバと、
外径部とタービンベーンキャリアとの間の相対的な半径方向移動を許容し、かつ軸方向移動を阻止するように構成された、外径部取付装置と、
ブラケットであって、該ブラケットと前記タービンベーンキャリアとの間の相対的な半径方向移動を許容し、かつ相対的な軸方向移動を阻止するように、前記タービンベーンキャリアに固定され、内径部のための片持ち支持部として構成された、ブラケットと、
を備える、ガスタービンエンジンダクト装置配列。 - 前記外径部取付装置は、前記環状チャンバの、半径方向に配向された外径部フランジと、前記タービンベーンキャリアに対して固定された、半径方向に配向された外側部取付溝とを有し、該外側部取付溝に、前記環状チャンバ外径部フランジが収容されている、請求項12記載のガスタービンエンジンダクト装置配列。
- 前記外径部取付装置は、回転防止装置をさらに有し、該回転防止装置は、前記タービンベーンキャリアに対して固定されかつ前記環状チャンバの前記外径部フランジに設けられたスプライン溝に収容されているスプラインを有する、請求項13記載のガスタービンエンジンダクト装置配列。
- 前記ブラケットは、前記環状チャンバの半径方向移動に応答して半径方向に移動する、請求項12記載のガスタービンエンジンダクト装置配列。
- 前記ブラケットのベーンキャリア端部は、前記タービンベーンキャリアに対して固定された内側取付溝に収容されるように構成された、半径方向に配向されたフランジを有する、請求項15記載のガスタービンエンジンダクト装置配列。
- 前記ブラケットの環状チャンバは、内径部にしっかりと固定されている、請求項15記載のガスタービンエンジンダクト装置配列。
- 前記ブラケットは、ベーンキャリア端部において前記タービンベーンキャリアに固定されており、環状チャンバ端部において前記環状チャンバに固定されており、前記ベーンキャリア端部と前記環状チャンバとの間における前記ブラケットの所定の箇所で当該ダクト装置配列にしっかりと固定されている、請求項15記載のガスタービンエンジンダクト装置配列。
- 前記環状チャンバに対する前記ブラケットの相対的な熱成長が、前記外径部に対して前記内径部を移動させるように作用する圧力によって生じる力に対抗するのに有効なかたちで前記内径部に予荷重を掛けるように、前記ブラケットが構成されている、請求項12記載のガスタービンエンジンダクト装置配列。
- 前記環状チャンバは、互いに固定された複数のチャンバアーチ形セクションを有し、当該ガスタービンエンジンダクト装置配列は、各前記チャンバアーチ形セクションに関連付けられたブラケットを有する、請求項12記載のガスタービンエンジンダクト装置配列。
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