JP2018504572A - 燃焼器ライナ弾性支持装置及び方法 - Google Patents

Abstract

ガスタービン用の燃焼器が説明されている。燃焼器は、燃焼器ライナ（３）、燃焼器ライナの端部に取り付けられた調量プレート（７）、及び燃焼器ライナ（３）を少なくとも部分的に囲む燃焼器ケーシング（５）を含む。エンドカバー（１８）が、燃焼器ケーシング（５）にさらに接続されている。燃焼器ライナ（３）は、調量プレート（７）とエンドカバー（１８）との間に配置され、かつ調量プレート及びエンドカバーに取り付けられた保持具（２１）により、燃焼器ケーシング（５）に接続されている。【選択図】図６

Description

本明細書に開示される主題の実施形態は一般に、ガスタービン燃焼器の改良に関する。

ガスタービンは通常、圧縮機セクション、燃焼器セクション、及びタービンセクションを含む。圧縮機セクションは、ガスタービン内に流れ込む空気に圧力をかける。圧縮機セクションから排出された加圧空気は、燃焼器セクション内に流れ込む。燃焼器セクションは一般に、ガスタービンの軸線を中心とした環状の配列で配置された複数の燃焼器から構成されている。複数の燃焼器のそれぞれは燃焼器ライナを含み、燃焼器ライナは燃焼器の燃焼室を定める。各燃焼器に入る空気は燃料と混ざり合い、燃焼器ライナ内で燃焼する。高温の燃焼ガスが、燃焼器ライナからトランジションピースを通ってガスタービンのタービンセクションに流れ、タービンを駆動し、機械的動力を生み出す。

燃焼器ライナは通常、燃焼器ケーシング内で同心状に配置され、燃焼器ケーシングから半径方向内向きに間隔を置いて配置されている。燃焼器ケーシングは、流れスリーブを含む場合がある。環状の空気流路が、燃焼器ケーシングと燃焼器ライナとの間に定められる。圧縮された空気が空気流路を通って流れ、調量開口を通って燃焼器ライナに入る。調量開口は、燃焼器ライナに設けられており、燃焼室の前端で燃焼室を閉じる調量プレートに通常は配置されている。

いくつかの知られている構成によれば、燃焼器ケーシング内に燃焼器ライナを取り付けるために、燃焼器ライナの前端には、複数の円周方向に間隔を置いて配置されたライナ止め具が設けられており、ライナ止め具は、燃焼器ケーシングに通常は固定された対応する数のライナガイド止め具に係合及び／又は嵌合している。このように、燃焼器ライナが燃焼器ケーシング内に設置される場合、ライナ止め具により、燃焼器ライナが燃焼器ケーシング内の半径方向及び軸方向の適切な位置に確実に配置され、かつ燃焼器ライナが軸方向下流に（即ちトランジションピースに向かって）動くことも防止される。

動作中、燃焼器ダイナミックス及び熱応力により、燃焼器ライナ、燃焼器ケーシング、及び燃焼器の他の部品が振動する可能性があり、振動しない場合でも互いに対して動く可能性がある。このためライナ止め具及び／又はライナガイド止め具の不具合が生じ、これにより結果として燃焼器ケーシング内の燃焼器ライナのずれ、及び／又は燃焼器ライナもしくは燃焼器ケーシングの損傷につながる恐れがある。

より詳細には、燃焼器は、耐久性に関する要求を満たすため、半径方向及び軸方向に自由に熱膨張することができるように通常は設計されている。したがって、燃焼器アセンブリは、ライナ止め具及びケーシング止め具、フラシール、火炎伝播管及びカラー、燃料バーナ及びスワラカラー等の、互いに摺動接触する多くの部品から構成される。動作中、機材は、燃焼ダイナミックス、ロータの不均衡等による圧力振動のような振動負荷を受ける。これらの振動負荷により燃焼器が振動し、結果として摺動面で相対運動が生じることになる。相対運動に（例えば組立体のずれによる）接触面での高接触荷重が組み合わされると、摩耗による材料の損失が生じ、摩耗はさらに進み、予定外の機能停止に陥る恐れがある。

損傷したライナガイド止め具を修理するためには、燃焼器を作動していない状態にしなければならず、少なくとも部分的に解体しなければならない。燃焼器ライナ及び／又は燃焼器ケーシングを取り外さなければならず、作業者が現場で損傷した部品を加工するか、修理のために現場外に部品を送らなければならない。結果として修理にコストがかかり、機能停止期間が延びてしまう。

上述の知られている取り付けシステムの欠点を少なくとも軽減する試みにおいて、他の知られている構成によれば、燃焼器ライナは、燃焼器ライナと燃焼器ケーシングとの間で燃焼器ライナの周囲に配置された環状の保持具により、燃焼器ケーシング内に支持される。環状の保持具は、燃焼器の部品間の相対運動を制限する弾性特性を有する。保持具はまた、コンパクトな解決策を提供するように製造される。

図１は、この知られている構成の実施形態を示している。燃焼器４００は、燃焼器ケーシング４０６内で実質的に同心状に配置された燃焼器ライナ４０４を含む。燃焼器ライナは、燃焼器ケーシング４０６に接続された前方の第１端４０４Ａと、トランジションピース４０５に接続された後方の第２端４０４Ｂを有し、トランジションピース４０５は、図示されていないタービンホイールに向かって延びている。燃焼ガスが、トランジションピース４０５により燃焼器からタービンホイールに向かって運ばれ、そこで燃焼ガスは膨張し、タービン軸において利用可能になる機械的動力を生み出す。燃焼器ライナ４０４の第１端４０４Ａは、保持具４０２に取り付けられている。保持具４０２は、燃焼器ライナ４０４の第１端４０４Ａを囲んでいる。保持具４０２は、燃焼器ケーシング４０６に取り付けられており、燃焼器ライナ４０４と燃焼器ケーシング４０６との間でばねとして機能するように構成されている。

より詳細には、保持具４０２は、燃焼器ライナ４０４の外側への取り付けのための部分４１２、ばね状部分４１０、及び燃焼器ケーシング４０６への取り付けのための部分４０８から構成されている。部分４１２は、燃焼器ケーシング４０６のフランジ部分４１４との間に挟まれている。燃焼器ライナ４０４から突出するいわゆる火炎伝播管が、１つの燃焼器のライナを隣の燃焼器のライナに接続している。火炎伝播管により、１つの燃焼器からの高温の燃焼生成物が火炎伝播管を通って移動し、隣の燃焼器内に点火源をもたらすことが可能になる。火炎伝播管は、１つのライナから隣のライナに延び、それぞれの燃焼器ケーシングを横切って延びている。

バーナ４１８が、エンドプレート４１６に支持されている。ガスタービン（不図示）の圧縮機によって送られる高圧燃焼空気Ａが、燃焼器ライナ４０４と燃焼器ケーシング４０６との間の環状の流路、即ちこれらに接している流れスリーブを通って流れ、調量プレート４２０の孔を通って燃焼器ライナ４０４により境界が定められた燃焼室に入る。バーナ４１８を通って燃料が燃焼室内に送り込まれ、空気と共に燃焼し、トランジションピース４０５を通ってタービンに流れ込む燃焼ガスが生成される。

保持具４０２により、振動性の運動が効果的に隔てられてきた。しかしながら、特に製造及び組み立ての簡便さ、並びに熱負荷及び熱膨張差の減少に関する限り、依然として改善の余地が存在する。

したがって、燃焼器ケーシングに燃焼器ライナを接続する改善されたシステム、及び燃焼器ケーシングに燃焼器ライナを取り付ける方法が望まれている。

米国特許出願公開第２００４／２０００６９号明細書

ガスタービン用の燃焼器が本明細書に開示されており、この燃焼器は、燃焼室を囲む側壁を有し、かつ燃焼器ケーシングにより少なくとも部分的に囲まれた燃焼器ライナを含んでいる。燃焼器ライナの一端には調量プレートが取り付けられている。エンドカバーが、燃焼器ケーシングに接続されている。燃焼器ケーシングに燃焼器ライナを接続する保持具がさらに設けられている。保持具は、調量プレートとエンドカバーとの間に配置され、調量プレート及びエンドカバーに取り付けられている。したがって燃焼器ライナは、燃焼器ケーシング内で、実質的に軸線を共有した位置に支持されている。燃焼器ケーシング及び燃焼器ライナは両方とも、断面が一般に円形であり、形状が実質的に円筒状である可能性がある。

したがって保持具は、燃焼器ライナの後方で、燃焼器ライナの調量プレートと燃焼器ケーシングを閉じるエンドカバーとの間に配置されている。したがって燃焼器ケーシングと燃焼器ライナとの間の空間が、いかなる保持部材も実質的に有さなくてよいことが有効である。

いくつかの実施形態では、保持具は、調量プレートとエンドカバーとの間に配置された少なくとも１つの弾力装置を含む。弾力装置は、１つ以上の弾性部材即ち弾力部材から構成され得る。いくつかの実施形態では、板ばね等の撓み変形可能なばねが、弾力部材として使用される可能性がある。例示的な実施形態は、弾力部材として皿ばね即ち座金を含む。

保持具は、調量プレートとエンドカバーとの間に様々に配置された、１セット以上の弾性部材を有する場合がある。いくつかの実施形態では、弾力装置の部材が、エンドカバーと面接触している。

いくつかの実施形態では、保持具は、調量プレートに固定された第１リング要素、及び第１リング要素とエンドカバーとの間に配置された第２リング要素を含む。

ガスタービン燃焼器の燃焼器ケーシング内に燃焼器ライナを取り付ける方法であって、以下の
・燃焼器ライナ、及び燃焼器ライナに対して取り付け可能な調量プレートを設けるステップと、
・燃焼器ケーシングを設けるステップと、
・燃焼器ケーシングの端部に対して取り付け可能なエンドカバーを設けるステップと、
・保持具に燃焼器ライナの調量プレートを取り付けるステップと、
・燃焼器ケーシング内に燃焼器ライナを挿入するステップと、
・エンドカバー及び調量プレートに保持具を取り付けるステップと、
・燃焼器ライナが燃焼器ケーシング内でほぼ同心状に支持されるように、燃焼器ケーシングにエンドカバーを接続するステップとを含む方法がまた、本明細書に開示されている。

特徴及び実施形態が、本明細書で以下に開示されており、添付の特許請求の範囲においてさらに説明されている。添付の特許請求の範囲は、本明細書の必須の部分を形成する。上の簡単な説明は、以下に続く詳細な説明がよりよく理解され、技術に対する本発明の貢献がよりよく認識されるように、本発明の様々な実施形態の特徴を説明している。もちろん本発明には他にも特徴があり、他の特徴は以下に説明され、添付の特許請求の範囲に記載される。この点において、本発明のいくつかの実施形態を詳細に説明する前に、本発明の様々な実施形態が、その応用において、以下の説明に記載されるか、又は図面に示される構造の詳細、及び部品の構成に限定されるものではないことを理解されたい。本発明は他の実施形態も可能であり、様々な方法で実践及び実行され得る。また、本明細書で用いられる表現及び用語は説明を目的とするものであり、限定と見なされるべきではないことを理解されたい。

このように当業者ならば、本開示が基づく構想が、本発明のいくつかの目的を実行するための他の構造体、方法、及び／又はシステムを設計する基礎として容易に利用され得ることを理解するであろう。したがって、特許請求の範囲が、本発明の趣旨及び範囲から逸脱しない限り、そのような均等の構造を含むと見なされることが重要である。

本発明の開示された実施形態、及び本発明の多くの付随する利点のより全面的な理解は、添付の図面と結び付けて検討される際、以下の詳細な説明を参照することにより、これらがよりよく理解される場合に容易に得られる。

現在の技術によるガスタービンの燃焼器の概略断面図である。 本明細書に開示される主題による、燃焼器の主要機能要素、及び関連する弾力ライナ取り付けシステムを示す概略断面図である。 燃焼器ケーシングに燃焼器ライナを接続する弾力的取り付けシステムの一修正形態を示す概略図である。 燃焼器ケーシングに燃焼器ライナを接続する弾力的取り付けシステムの別の修正形態を示す概略図である。 燃焼器ケーシングに燃焼器ライナを接続する弾力的取り付けシステムのさらに別の修正形態を示す概略図である。 本明細書に開示される主題による燃焼器の例示的な実施形態を示す断面図である。 図６の燃焼器の主要な部品を示す分解図である。 図６及び図７の保持具の不等角投影図である。 図６及び図７の保持具の不等角投影図である。 図６の拡大図である。 本開示による保持具のさらなる実施形態を示す図である。 本開示による保持具のさらに別の実施形態を示す図である。 本開示による保持具のさらに別の実施形態を示す図である。 本開示による保持具のさらに別の実施形態を示す図である。 本開示による保持具のさらなる実施形態の断面図である。 本開示による保持具のさらに別の実施形態の断面図である。 図１６の保持具の弾力部材を示す不等角投影図である。 図１６の保持具の弾力部材を示す不等角投影図である。 本開示による燃焼器のさらなる実施形態の断面図である。 図１９の保持具の不等角投影図である。

例示的な実施形態についての以下の詳細な説明では、添付の図面を参照する。別々の図面における同じ参照番号は、同じか又は同様の要素を表す。なお、図面は、必ずしも一定の縮尺で描かれているわけではない。また、以下の詳細な説明は、本発明を限定するものではない。代わりに、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定められる。

本明細書全体を通して「一実施形態」「実施形態」又は「いくつかの実施形態」への言及は、ある実施形態と結び付けて説明される特定の特徴、構造、又は特性が、開示される主題の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体の様々な場所で「一実施形態では」「実施形態では」又は「いくつかの実施形態では」という表現が現れても、必ずしも同じ実施形態（単数及び複数）を指すものではない。また、特定の特徴、構造、又は特性が、任意の適切な方式で１つ以上の実施形態と組み合わされる場合がある。

図２は、本明細書に開示される主題による燃焼器の概略断面図である。この断面図は、燃焼室の軸線を含む平面に沿って切り取られている。燃焼器１は、燃焼器ライナ３及び燃焼器ケーシング５を含む。燃焼器ライナ３は、燃焼器ケーシング５内で少なくとも部分的に支持されている。燃焼器ライナ３及び燃焼器ケーシング５は、実質的に互いに中心を共有している。燃焼器ケーシング５は、流れスリーブから構成されてもよいが、流れスリーブは詳細には示されていない。

燃焼器ライナ３は、第１端３Ａ、第２端３Ｂ、及び両端間に延びる側壁３Ｃを有する。調量プレート７が、燃焼器ライナ３の第１端３Ａに配置されている。トランジションピース９が、パワータービンに圧縮された燃焼ガスを送るために、燃焼器ライナ３の第２端３Ｂから、図示されていないパワータービンに向かって延びる。

燃焼室１１が、燃焼器ライナ３の内側に定められている。図示されていない圧縮機によってもたらされる空気が、燃焼器ライナ３と燃焼器ケーシング５との間に形成される環状の流路１３を通って燃焼室１１に送られる。空気は、調量プレート７（図７参照）に設けられた調量開口即ち孔７Ａ、及び側壁３Ｃに設けられた補助孔３Ｄを通って燃焼室１１に入る。

燃料ノズル１５が、バーナ１７に気体燃料又は液体燃料を供給する。燃料は、調量プレート７の調量開口即ち孔７Ａを通って燃焼室１１に入る燃焼空気と混合される。空気／燃料混合物が燃焼し、高温の圧縮燃焼ガスを生成する。このガスは、トランジションピース９を通ってパワータービン内に流れ、パワータービン内で膨張する。パワータービンは、燃焼ガスの圧力エネルギー及び熱エネルギーの一部をタービン軸において利用可能な機械的動力に変換する。

保持具２１が、調量プレート７に取り付けられており、エンドカバー１８に燃焼器ライナ３を接続する。続いてエンドカバー１８は、燃焼器ケーシング５の第１端５Ａに取り付けられる。より詳細には、保持具２１は、調量プレート７とエンドカバー１８との間に配置されている。エンドカバー１８は、図示されていない電力タービンホイールの反対側の端部、即ちトランジションピース９の反対側で、燃焼器ケーシング５を閉じる。

いくつかの実施形態によれば、保持具２１は、調量プレートの表面部分（単数及び複数）で調量プレートに取り付けられている。この表面部分には、以下に詳述されるように調量孔が存在しない。

保持具２１により、エンドカバー１８に接する燃焼器ライナ３の弾性支持装置を提供するように、調量プレート７とエンドカバー１８との間に弾性接続部が提供され得る。エンドカバー１８は、続いて燃焼器ケーシング５に接続される。保持具２１は、いくつかの互いに異なる方法で形作られてもよく、保持具２１のいくつかの考えられる実施形態が、より詳細に以下に説明される。

いくつかの実施形態では、保持具２１は、第１リング要素２３及び第２リング要素２５を含む。第１リング要素２３は、調量プレート７に固定されており、第２リング要素２５は、第１リング要素２３及びエンドカバー１８に接続されている。

いくつかの実施形態では、調量プレート７と保持具２１とは、不可逆的に互いに対して接続されている。例えば、第１リング要素２３は、エンドカバー１８の方を向く調量プレート７の表面に、はんだ付け、ろう付け、又は溶接されている場合がある。他の実施形態では、調量プレート７と保持具２１との間が、例えばボルト及び／又はねじのような取り外し可能な部材によって接続されている可能性がある。いくつかの実施形態では、保持具２１は、調量プレート７にリベットで留められている可能性がある。

保持具２１は、バーナ１７の燃料ノズル、エンドカバー１８、及び燃焼器ケーシング５の中央の位置に燃焼器ライナ３を取り付けるように設計されていてもよい。また、保持具２１は、燃焼器アセンブリの所望の固有振動数を得るために、所定の軸方向及び半径方向の剛性を有してもよい。所望の固有振動数は、振動を増幅させる関数の周波数とは隔たっており、このため共振状態を回避することができる。したがって、燃焼器アセンブリの様々な摺動面での振動による相対運動が減少する。

燃焼器ライナ支持装置に柔軟性を付与するために、保持具２１が弾力装置から構成されてもよく、弾力装置は、調量プレート７とエンドカバー１８との中間に配置されている。

図２の概略的な表現では、弾力装置が、第１リング要素２３と第２リング要素２５との間に配置された弾性部材２７という形式での第１セットのコネクタ要素２７、及び第２リング要素２５とエンドカバー１８との間に配置された弾性部材２９という形式での第２セットのコネクタ要素として概略的に表されている。本明細書で以下により詳細に開示されるように、弾性部材２７及び／又は弾性部材２９には、摩擦減衰効果を得るために、エンドカバー１８を押圧するように予め荷重がかけられていてもよい。いくつかの実施形態が参照される。

例示的な実施形態に関する以下の説明から明らかになるように、いくつかの構成では、第１セットの弾性部材２７のみ、又は第２セットの弾性部材２９のみが設けられていてもよい。さらなる実施形態では、以下に説明されるように、弾性部材よりもむしろ剛性のコネクタ要素２７及び／又は剛性のコネクタ要素２９が使用されてもよい。

例えば、図３は、第１セットの弾性部材である弾性部材２７が剛性コネクタ２８に置き換えられ、かつ弾力装置が、第２リング要素２５とエンドカバー１８との間の第２セットの弾性部材２９を含むのみである構成を概略的に示す。剛性コネクタ２８は、いかなる適切な形状であってもよく、結果として製造及び組み立てが容易になる。

図４は、第２セットの弾性部材である弾性部材２９が省かれ、第２リング要素２５がエンドカバー１８に剛性的に接続されており、かつ第１セットの弾性部材である弾性部材２７が第１リング要素２３と第２リング要素２５との間にのみ設けられている構成を概略的に示す。

図５は、弾性部材２７が第１リング要素２３と第２リング要素２５との間に設けられているが、第２リング要素２５とエンドカバー１８との間には設けられていない構成を概略的に示す。剛性コネクタ３２が、第２リング要素２５とエンドカバー１８とを接続するために設けられている。

図６〜図１０は、それぞれ第１リング要素２３と第２リング要素２５との間の第１セットの弾性部材２７、及び第２リング要素２５とエンドカバー１８との間の第２セットの弾性部材２９を含む燃焼器の例示的な実施形態の詳細を示している。

図７、図８、図９、及び図１０に最もよく示されるように、保持具２１は、第１リング要素２３から構成されており、第１リング要素２３は、燃焼器ライナ３の調量プレート７に直接固定されている場合がある。第１リング要素２３は、調量開口即ち孔７Ａが存在しない調量プレート７の領域で、調量プレート７の外側面に接触している場合がある。

第１リング要素２３は、複数の第１弾性部材２７により第２リング要素２５に接続されていてもよく、これにより弾力装置の一部が形成される。図７〜図９に示される例示的な実施形態では、第１セットの弾性部材は、３つの弾性部材２７を含む場合があり、これらの弾性部材２７は、一定の角度ピッチに従い、即ち１つの弾性部材が他の弾性部材から約１２０°置いて配置される場合がある。他の実施形態では、第１セットの弾性部材２７は、これとは異なる数の弾性部材を含むことができ、例えば４つ、５つ、６つ、又はそれより多いそのような弾性部材２７が、燃焼器ライナ３の軸線を中心として好ましくは一定の角度ピッチで分散していてもよい。

第１弾性部材２７は、第１リング要素２３に固定された第１端、及び第２リング要素２５に固定された第２端を有する湾曲した撓み変形可能なコネクタの形態であってもよい。弾性部材２７は、別々の部品として製造され、その後両端が、第１リング要素２３及び第２リング要素２５に溶接、はんだ付け、又はろう付けされる場合がある。他の実施形態では、弾性部材２７は、第１リング要素２３又は第２リング要素２５と一体的に製造され、第２リング要素又は第１リング要素にはんだ付け、溶接、又はろう付けされる場合がある。さらなる実施形態では、弾性部材２７は、第１リング要素２３及び第２リング要素２５と一体的に製造される場合がある。

後にリング要素２３、リング要素２５に取り付けられる別個の部品として弾性部材２７を提供することにより、必要に応じて最適な機械抵抗及び弾力性を保持具２１の様々な部分に付与することができるように、部品であるリング要素２３、リング要素２５、弾性部材２７の材料及び／又は断面形状をより自在に選択することができるようになる。

第２リング要素２５は、例えば互いに取り外し可能に、即ち可逆的にエンドカバー１８に接続されていてもよい。いくつかの実施形態によれば、第２リング要素２５は、ボルト４１及びナット４１Ａによりエンドカバー１８に接続されていてもよい。ボルト４１は、第２リング要素２５に設けられた孔２５Ａを通って延びる場合があり、ナット４１Ａによりエンドカバー１８に接して固定され得る。他の実施形態によれば、ボルト４１は、第２リング要素２５に溶接されている場合がある。

例えば溶接により第２リング要素２５にボルト４１を安定して接続することによって、燃焼器ケーシング５内に燃焼器ライナ３を組み込むことがより容易になる。実際、第２リング要素２５から後方に延びるボルト４１を含む保持具２１と、調量プレート７とを燃焼器ライナ３に取り付けることができる。その後燃焼器ライナ３が燃焼器ケーシング５内に挿入され、ボルト４１がエンドカバー１８の孔１８Ａを通して挿入され得る。保持具２１、及び保持具２１に接続された燃焼器ライナ３によって形成される部分組立体が、ナット４１Ａにより、エンドカバー１８の内側面に対して最終的に取り付けられる。

いくつかの実施形態によれば、燃焼器ライナ３には、燃焼器ライナ３の外側面に配置されかつ燃焼器ケーシング５の内側面に取り付けられたケーシング止め具６と共に働く２つ以上のライナ止め具４（図６参照）が設けられてもよい。これらの止め具は、例えば火炎伝播管の取り付けをより容易にするために、燃焼器ケーシング５内の燃焼器ライナ３用の一時的な保持手段として使用される可能性がある。図６では、燃焼器ライナ３から燃焼器ケーシング５を通って隣の燃焼器（不図示）に延びる火炎伝播管８の一部が概略的に示されている。燃焼器ライナ３は、燃焼器ケーシング５の内側に一時的に取り付けられ、ライナ止め具４及びケーシング止め具６により、燃焼器ケーシング５の内部で支持されてもよい。これにより火炎伝播管８を手動で組み立てることが可能になる。この作業は、保持具２１が調量プレート７の後方に配置され、燃焼器ケーシング５と燃焼器ライナ３との間の環状空間に自在にアクセスできることによってより容易になる。火炎伝播管８が取り付けられると、エンドカバー１８を組み立てることができる。

環状の封口ガスケット４３が、エンドカバー１８のボルト孔１８Ａを通って空気が漏れることを防止するために、ナット４１Ａとエンドカバー１８の外側面との間に設けられてもよい。ボルト４１及びナット４１Ａを囲むハウジングが、空気漏れを軽減又は防止するために、封口ガスケットと組み合わせて又は封口ガスケットの代わりに、エンドカバー１８の外側面に配置されてもよい。

いくつかの実施形態では、第２セットの弾性部材２９が、第２リング要素２５から半径方向に突出する弾性の板ばね２９から構成される可能性がある。弾性の板ばね２９は、第２リング要素２５からエンドカバー１８に向かって傾斜している場合があり、板ばね２９の遠位端がエンドカバー１８の内側面に接した状態で据え付けられていてもよい。弾性の板ばね２９は、環状の第２リング要素２５と一体的に形成される可能性がある。他の実施形態によれば、弾性の板ばね２９は、第２リング要素２５に溶接又ははんだ付けされている場合がある。

ボルト４１にナット４１Ａを取り付けることにより保持具２１がエンドカバー１８に固定されると、第２リング要素２５がエンドカバー１８に向かって動かされ、弾性の板ばね２９がエンドカバー１８の内側面に対して押圧される。これにより弾性の板ばね２９の撓み変形が生じる。したがって、ボルト４１とナット４１Ａとの接続を行うことにより、弾性の板ばね２９に弾力的に予め荷重をかけることができる。したがって、弾性の板ばね２９とエンドカバー１８の内側面との間の接触領域で摩擦が生じる。例えば燃焼器の振動によって生じるエンドカバー１８に対する保持具２１の動きにより、接触領域で摩擦の損失が起こる。したがって、燃焼器ライナにおける振動による運動の摩擦による減衰が達成される。

したがって、エンドカバー１８に対する燃焼器ライナ３の弾性接続部が得られ、これにより、例えば燃焼工程に起因する圧力波によって生成される力により励起した場合に、燃焼器の所望の動的応答を得るのに役立つ。これにより振動及び摩耗が減少する。摩擦減衰効果は、エネルギーを放出し、燃焼器アセンブリの部品間の振動及びずれをさらに減少させるのに役立つ。いくつかの修正及び改善が、上述の実施形態に含まれる可能性がある。例えば、様々な形状の弾性部材２７が、例えば弾性部材２７の撓み弾性変形性を最適化するために使用されてもよい。図１１は、第１リング要素２３及び第２リング要素２５から構成される保持具２１を示している。第１リング要素２３及び第２リング要素２５は、波形の弾性部材２７により互いに接続されており、波形は、弾性部材２７の撓み変形性を向上させる。弾性の板ばね２９は、第２リング要素２５及び／又は第１リング要素２３と一体的に形成されていてもよく、又はこれらにはんだ付けされていてもよい。

図１２及び図１３は、形状の異なる弾性部材２７を有する保持具２１のさらなる実施形態を示している。

図７〜図１３の弾性部材２７は、断面が、弾性部材２７の空気力学的挙動を向上させるように設計されてもよい。例えば、弾性部材２７の断面を、調量開口即ち孔７Ａを通って燃焼室１１に入る空気流の空気摩擦及びヘッドロスを減少させるようにすることができる。

図１４は、本開示による保持具２１のさらなる実施形態を示している。図１４の保持具２１は、燃焼器ライナ３の調量プレート７への接続が意図された第１リング要素２３と、エンドカバー１８への接続が意図された第２リング要素２５とを含む。第１セットの弾性部材２７は、第１リング要素２３と第２リング要素２５とを互いに接続させる。この実施形態では、弾性部材２７は、弾性変形可能な金属板等から作製された実質的にループ状の本体からそれぞれ構成されるばねの形状になっている。第２リング要素２５は、図９〜図１３の（図１４には示されていない）板ばね２９と同様の、撓み変形可能な半径方向に突出する板ばねを有してもよい。

図１５は、本明細書に開示される主題による燃焼器のさらなる実施形態の部分断面図である。同じ参照番号は、図６〜図１０の部品と同じか又は対応する部品を表す。図１５の実施形態では、第１リング要素２３が、例えば溶接、はんだ付け、ボルト締め、又は螺合のような方法で調量プレート７に接続される一方で、第１リング要素２３と第２リング要素２５とは、コネクタ要素２７により互いに接続している。これらの第１リング要素２３及び第２リング要素２５は、剛性であってもよく、又は第１セットの弾性部材を形成するために撓み変形可能であってもよい。第２リング要素２５は、複数のナット４１Ａとボルト４１との装置によりエンドカバー１８に固定されている。調量プレート７とエンドカバー１８との間の接続部に弾力性を付与するために、１つ以上の皿ばね座金即ちばね４７が、ボルト４１のそれぞれの周囲に配置されている。ボルト４１のそれぞれの周囲に配置された皿ばね座金即ちばね４７の１組が、１セットの弾性部材のうちのそれぞれ１つを形成している。エンドカバー１８に保持具２１と対応する燃焼器ライナ３とを接続する際、皿ばね座金即ちばね４７によって形成された弾性部材には、ボルト４１にナット４１Ａを取り付けることにより予め荷重がかけられることになる。摩擦接触が、予め荷重がかけられた皿ばね座金即ちばね４７とエンドカバー１８の内側面との間に確立され、結果として燃焼器部品の振動の摩擦減衰につながる。

図１６及び図１７は、エンドカバー１８に燃焼器ライナ３を接続する保持具２１のさらなる実施形態を示している。同じ参照番号は、上に説明された図の部品と同じ部品を示す。図１６及び図１７では、第１リング要素２３が、片面が燃焼器ライナ３の調量プレート７に溶接されているか、溶接されていなければ接続されており、もう片方の面が、第２リング要素２５に溶接されているか、溶接されていなければ接続されている。第１セットの弾性部材２７、又は支柱等の形態の剛性コネクタ要素により、第１リング要素２３と第２リング要素２５との間を接続することができる。

第２リング要素２５は、複数のボルト４１と対応するナット４１Ａとによりエンドカバー１８に固定されている。上述の実施形態のように、ボルト４１は、第２リング要素２５に形成された貫通孔に挿入されるか、そうでなければ第２リング要素２５にはんだ付け、又は溶接される場合がある。一般に形状が環状で、かつ断面がほぼＶ字状（図１６参照）であり得る弾性部材５１により、保持具２１とエンドカバー１８との間に弾力性がもたらされる。環状の弾性部材５１は、ボルト４１を挿入するための複数の貫通孔５１Ａを有してもよい。環状の弾性部材５１はまた、第１外側円錐部分５１Ｂ及び第２内側円錐部分５１Ｃから構成される場合がある。いくつかの実施形態では、環状の弾性部材５１は、弾性の金属板から製造されてもよい。いくつかの実施形態によれば、環状の弾性部材５１をより弾力的に屈曲可能にするために、複数のスロット即ちノッチ５１Ｄ、スロット即ちノッチ５１Ｅが、環状の弾性部材５１の外縁及び／又は内縁に沿って設けられてもよい。

環状の弾性部材５１は、第２リング要素２５とエンドカバー１８の内側面との間に配置されている。ボルト４１は、環状の弾性部材５１の孔５１Ａを通って延び、保持具２１及びエンドカバー１８を互いに接続させる。ボルト４１にナット４１Ａを取り付けることにより、環状の弾性部材５１に予め弾性的に荷重をかけることができ、この結果、環状の弾性部材５１とエンドカバー１８の内側面との間に、摩擦減衰を目的とした摩擦を生じさせることができる。

いくつかの修正形態では、環状の弾性部材５１には、図１８に示されるように、スロット即ちノッチ５１Ｄ、スロット即ちノッチ５１Ｅが存在しないようにすることも可能である。

図１９は、本開示による燃焼器のさらなる例示的な実施形態の概略断面図である。同じ参照番号は、図２〜図１８に示される部品と同じか又は均等な部品を示している。図２０は、図１９の保持具２１の不等角投影図である。この実施形態では、保持具２１は、単一の一体部品として形成され、例えば金属板に製図して切断することによって製造される。保持具２１は、燃焼器ライナ３の調量プレート７への接続のために構成された第１リング要素２３を有する。また、第２リング要素２５が、エンドカバー１８への接続のために保持具２１によって形成されている。第２リング要素２５は、外向きに突出する好ましくは弾性の板ばね２９を有してもよい。組み立てられた状態では、板ばね２９にはエンドカバー１８を押圧するように予め荷重がかけられており、これにより摩擦減衰効果が得られる。第１リング要素２３及び第２リング要素２５は、穴が開けられた壁３０により互いに対して接続されており、リング要素２３、リング要素２５の２つの間にコネクタ装置が形成されている。開口３１が壁３０に設けられており、この開口を通って圧縮された空気が、開口３１を通って調量開口即ち孔７Ａに向かって流れる。

調量プレート７とエンドカバー１８との間に配置された保持具２１により、例えば火炎伝播管８の取り付けがより容易になるように、燃焼器ケーシング５と燃焼器ライナ３との間に定められる環状の容量部分に対するより良好なアクセス可能度が提供される。その上、保持具２１の構成及び位置により、保持具の形状が簡単なこととあいまって、調量プレート７及び対応する調量開口即ち孔７Ａに向かいここを通過する空気の流れが改善される。弾性要素によってもたらされる保持具の弾力性及び摩擦減衰効果は、振動と、燃焼器部品間の接触面における燃焼器部品間の互いに対するずれとを減少させるのに役立ち、したがって摩耗の減少に役立つ。

本明細書で説明される主題の開示された実施形態が図面に示され、いくつかの例示的な実施形態と結び付けて具体的及び詳細に上で十分に説明されてきたが、多くの修正、変更、及び省略が、本明細書に記載された新たな教示、原理、及び概念、並びに添付の特許請求の範囲に述べられる主題の利点から著しく逸脱することなく可能であることが当業者には明らかであろう。したがって、開示される技術革新の適切な範囲は、すべてのそのような修正、変更、及び省略を含むように、添付の特許請求の範囲を最も広く解釈することによってのみ定められるべきである。また、いかなる工程又は方法ステップの順序又は並びは、代替的な実施形態によって変更、又は再度順序付けされる可能性がある。

１ 燃焼器
３ 燃焼器ライナ
３Ａ 第１端
３Ｂ 第２端
３Ｃ 側壁
３Ｄ 補助孔
４ ライナ止め具
５ 燃焼器ケーシング
５Ａ 第１端
６ ケーシング止め具
７ 調量プレート
７Ａ 孔
８ 火炎伝播管
９ トランジションピース
１１ 燃焼室
１３ 流路
１５ 燃料ノズル
１７ バーナ
１８ エンドカバー
１８Ａ 孔
２１ 保持具
２３ 第１リング要素
２５ 第２リング要素
２５Ａ 孔
２７ 弾性部材、コネクタ要素
２８ 剛性コネクタ
２９ 板ばね、弾性部材、コネクタ要素
３０ 壁
３１ 開口
３２ 剛性コネクタ
４１ ボルト
４１Ａ ナット
４３ 封口ガスケット
４７ ばね
５１ 弾性部材
５１Ａ 貫通孔
５１Ｂ 第１外側円錐部分
５１Ｃ 第２内側円錐部分
５１Ｄ スロット即ちノッチ
５１Ｅ スロット即ちノッチ
４００ 燃焼器
４０２ 保持具
４０４ 燃焼器ライナ
４０４Ａ 第１端
４０４Ｂ 第２端
４０５ トランジションピース
４０６ 燃焼器ケーシング
４０８ 部分
４１０ ばね状部分
４１２ 部分
４１６ エンドプレート
４１８ バーナ
４２０ 調量プレート
Ａ 高圧燃焼空気

Claims (10)

1. 第１端（３Ａ）、第２端（３Ｂ）、及び前記第１端（３Ａ）と前記第２端（３Ｂ）との間に延びる側壁（３Ｃ）を有する燃焼器ライナ（３）と、
   前記燃焼器ライナ（３）の前記第１端（３Ａ）に取り付けられた調量プレート（７）と、
   前記燃焼器ライナ（３）を少なくとも部分的に囲む燃焼器ケーシング（５）と、
   前記燃焼器ケーシング（５）に接続されたエンドカバー（１８）と、
   前記燃焼器ケーシング（５）に前記燃焼器ライナ（３）を接続し、前記調量プレート（７）と前記エンドカバー（１８）との間に配置され、前記調量プレート（７）と前記エンドカバー（１８）とに取り付けられた保持具（２１）であって、前記調量プレート（７）に固定された第１リング要素（２３）、及び前記第１リング要素（２３）と前記エンドカバー（１８）との間に配置された第２リング要素（２５）を含み、第１弾力装置が、前記第１リング要素（２３）と前記第２リング要素（２５）との間に配置され、第２弾力装置が、前記第２リング要素（２５）と前記エンドカバー（１８）との間に配置されている保持具（２１）とを含む、ガスタービン用の燃焼器（１）。
2. 第１弾力装置及び第２弾力装置のうち少なくとも１つに予め荷重がかけられ、摩擦減衰作用をもたらす、請求項１に記載の燃焼器（１）。
3. 前記第２弾力装置が、前記エンドカバー（１８）と面接触している、請求項１又は２に記載の燃焼器（１）。
4. 前記第２リング要素（２５）が、前記エンドカバー（１８）と面接触する、弾性変形可能な半径方向に突出する部材を有する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の燃焼器（１）。
5. 前記調量プレート（７）が、前記調量プレート（７）を通って延びる複数の調量孔（７Ａ）を有し、前記第１リング要素（２３）が、前記調量プレート（７）の調量孔（７Ａ）が存在しない表面部分に取り付けられている、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の燃焼器（１）。
6. ガスタービン燃焼器（１）の燃焼器ケーシング（５）内に燃焼器ライナ（３）を取り付ける方法であって、
   燃焼器ライナ（３）、及び前記燃焼器ライナ（３）に対して取り付け可能な調量プレート（７）を設けることと、
   燃焼器ケーシング（５）を設けることと、
   前記燃焼器ケーシング（５）の端部に対して取り付け可能なエンドカバー（１８）を設けることと、
   保持具（２１）に燃焼器ライナ（３）の調量プレート（７）を取り付けることであって、前記保持具（２１）が、前記調量プレート（７）に固定された第１リング要素（２３）、及び前記第１リング要素（２３）と前記エンドカバー（１８）との間に配置された第２リング要素（２５）を含み、第１弾力装置が、前記第１リング要素（２３）と前記第２リング要素（２５）との間に配置され、第２弾力装置が、前記エンドカバー（１８）と面接触していることと、
   前記エンドカバー（１８）及び前記調量プレート（７）に前記保持具（２１）を取り付けることと、
   前記燃焼器ケーシング（５）内に前記燃焼器ライナ（３）を挿入することと、
   前記燃焼器ライナ（３）が前記燃焼器ケーシング（５）内でほぼ同心状に支持されるように、前記燃焼器ケーシング（５）に前記エンドカバー（１８）を接続することとを含む方法。
7. 前記第１弾力装置及び前記第２弾力装置のうち少なくとも１つに、弾性的に予め荷重をかけるステップを含む、請求項６に記載の方法。
8. 前記エンドカバー（１８）を押圧するように前記弾力装置に予め荷重をかけ、これにより両者の間に摩擦力を生み出すことを含む、請求項６又は７に記載の方法。
9. 前記調量プレート（７）と前記エンドカバー（１８）との間に振動減衰装置を設けるステップをさらに含む、請求項６乃至８のいずれか１項に記載の方法。
10. 少なくとも前記第２リング要素（２５）と前記エンドカバー（１８）との間に前記弾力装置を配置するステップをさらに含む、請求項６乃至９のいずれか１項に記載の方法。