JP7214736B2

JP7214736B2 - ホース接続システム

Info

Publication number: JP7214736B2
Application number: JP2020535187A
Authority: JP
Inventors: デルヴェル、ルイアルマンドサンチェス; ケニスバセット、ブライアン; スコットフィリップス、ロバート; エリスバートン、ジェッセ; コッペンホーファー、ピーター; エフ．ドーラン、ジュニア、マイケル; リングリーン、ネイサン; ユー、リュー
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2018-01-30
Filing date: 2019-01-08
Publication date: 2023-01-30
Anticipated expiration: 2039-01-08
Also published as: JP2021511465A; EP3746693A1; KR20200105858A; CN111566399A; EP3746693A4; WO2019152137A1; KR102658098B1; US20190234541A1; US11112037B2

Description

本願および結果として得られる特許は、概してガスタービンエンジンに関し、より具体的には、ホース接続ツールと、フレキシブルホースを燃焼器缶などのタービン構成要素に迅速、効率的、安全な方法で取り付けまたは取り外すために使用されるホース接続継手を含むホース接続システムに関する。

ガスタービンエンジンおよび他のタイプのターボ機械などの特定の構成要素は、組み立ておよび／または修理が困難な場合がある。例えば、燃焼器は、１つまたは複数の燃料の流れおよび空気の流れと連通することができる。燃料ホースと空気ホースは、従来のフランジ継手を介して燃焼缶に接続することができる。ホースは、フランジボルト締め、スイングクランプ取り付け技術などにより取り付けることができる。このようなスイングクランプの取り付けは、困難で時間がかかる場合がある。また、正しく取り付けないとフランジガスケットが破損する恐れがある。したがって、そのようなホースの取り付けには、かなりの作業員数、取り付け時間を必要とし、多くの場合、かなりの材料スクラップにつながる。さらに、接続を厄介な角度と位置で手動でトルクを与える必要がある場合、身体的損傷が発生する可能性がある。

米国特許出願公開第２０１５／００００２８３号明細書

したがって、本願および結果として得られる特許は、ホースをガスタービンエンジンに接続するためのホース接続システムを提供する。ホース接続システムは、接続継手および接続ツールを含むことができる。接続継手は、ガスタービンエンジンに取り付けられる第１の部材、ホースに取り付けられる嵌合部品、および第１の部材に対してトルクをかけられるスプライン付きの第２の部材を含むことができる。接続ツールは、駆動輪スプラインが第１の部材に対してスプライン付きの第２の部材にトルクをかけるように、いくつかの駆動輪スプラインを備えた駆動輪を含むことができる。

本願および結果として得られる特許は、ガスタービンエンジンにホースを取り付ける方法をさらに提供する。本方法は、接続継手の第１の部材をガスタービンエンジンに溶接するステップと、接続継手のスプライン付きの第２の部材を通してホースを配置するステップと、接続継手の嵌合部品をホースに溶接するステップと、スプライン付きの接続ツールを介して、第１の部材に対してスプライン付きの第２の部材にトルクをかけるステップと、を含むことができる。

本願および結果として得られる特許は、可撓性ホースをガスタービンエンジンのエンドカバーに接続するためのホース接続システムをさらに提供する。ホース接続システムは、接続継手および接続ツールを含むことができる。接続継手は、エンドカバーに取り付けられる第１の部材、可撓性ホースに取り付けられる嵌合部品、および第１の部材に対してトルクをかけられるスプライン付きの第２の部材を含むことができる。接続ツールは、ドリルと、駆動輪スプラインが第１の部材に対してスプライン付きの第２の部材にトルクをかけるように、いくつかの駆動輪スプラインを備えた駆動輪と、を含むことができる。

本願および結果として得られる特許のこれらのおよび他の特徴および改良は、いくつかの図面および添付の特許請求の範囲と併せて、以下の詳細な説明を検討することにより当業者には明らかになるであろう。

圧縮機と、燃焼器と、タービンと、負荷とを示すガスタービンエンジンの概略図である。可撓性ホースを備えた公知の燃焼器缶のエンドカバーの平面図である。本明細書で説明することができるホース接続システムの接続継手の分解図である。図３の接続継手を取り付けるために使用されるホース接続ツールと共に使用するためのドリルの斜視図である。図３の接続継手を取り付けるために使用されるホース接続ツールの斜視図である。内部に接続継手を備えた図５のホース接続ツールの断面図である。

ここで図面を参照すると、いくつかの図を通して、同じ符号は同じ要素を指しており、図１は、本明細書において使用され得るガスタービンエンジン１０の概略図を示している。ガスタービンエンジン１０は、圧縮機１５を含むことができる。圧縮機１５は、流入する空気２０の流れを圧縮する。圧縮機１５は、圧縮された空気２０の流れを燃焼器２５に供給する。燃焼器２５は、圧縮された空気２０の流れを加圧された燃料３０の流れと混合し、混合物を点火して燃焼ガス３５の流れを生成する。単一の燃焼器２５のみが示されているが、ガスタービンエンジン１０は、任意の数の燃焼器２５を含んでもよい。燃焼ガス３５の流れは、次いでタービン４０に供給される。燃焼ガス３５の流れは、タービン４０を駆動して機械的仕事を発生する。タービン４０で発生した機械的仕事は、シャフト４５および発電機などの外部負荷５０を介して圧縮機１５を駆動する。

ガスタービンエンジン１０は、天然ガス、さまざまな種類の合成ガス、液体燃料、および／または他の種類の燃料、ならびにこれらの混合物を使用することができる。ガスタービンエンジン１０は、米国ニューヨーク州スケネクタディのジェネラルエレクトリック社が提供する複数の異なるガスタービンエンジンのうちの任意の１台であってもよく、これは７または９シリーズのような高出力ガスタービンエンジンなどを含むが、これらに限定されない。ガスタービンエンジン１０は、さまざまな構成を有することができ、他の種類の構成要素を使用してもよい。他の種類のガスタービンエンジンも、本明細書において使用することができる。複数のガスタービンエンジン、他の種類のタービン、および他の種類の発電機器もまた、共に本明細書で使用することができる。

図２は、燃焼器２５の燃焼器缶６５のエンドカバー６０などのタービン構成要素５５の例を示している。エンドカバー６０は、いくつかの燃料および空気フランジ７０を有することができる。フランジ７０は、従来のＡＮＳＩフランジ（米国規格協会）などであってもよい。各フランジ７０は、それを貫通する接続ポート７５を画定することができる。燃料の流れまたは空気の流れのために、可撓性金属ホース８０を各接続ポート７５に取り付けることができる。金属ホース８０は、従来の設計のものであってもよく、チューブ、パイプなどを含むことができる。本明細書では、他のタイプの流体の流れを使用することができる。上述のように、金属ホース８０をエンドカバー６０または他の場所に取り付けまたは取り外すことは、困難であり、時間がかかる可能性がある。

図３～図５は、本明細書で説明することができるホース接続システム１００を示している。ホース接続システムは、接続継手１１０および関連する接続ツール１２０を含む。図３は、接続継手１１０の例を示す。接続継手１１０は、静止部材もしくは第１の部材１３０、回転部材もしくは第２の部材１４０、およびそれらの間の嵌合部品１５０を含むことができる。第１の部材１３０は、第１の部材の中空管１６０、第１の部材の中空管１６０を取り囲む第１の部材のフランジ１７０、および第１の部材のねじ部分１８０を含むことができる。第１の部材のフランジ１７０は、その周りに延在するいくつかの第１の部材のスプライン１９０を含むことができる。任意の数の第１の部材のスプライン１９０を使用することができる。第２の部材１４０は、第２の部材のねじ部分２００およびその周りに延在するいくつかの第２の部材のスプライン２１０を備えた管状の形状であってもよい。任意の数の第２の部材のスプライン２１０を使用することができる。第１の部材のスプライン１９０および第２の部材のスプライン２１０は、相補的に成形することができる。第１の部材のねじ部分１８０は、第２の部材のねじ部分２００を収容するように構成される。嵌合部品１５０は、嵌合部品の中空管２２０および嵌合部品のフランジ２３０を含むことができる。嵌合部品１５０は、第１の部材１３０および第２の部材１４０内に嵌合するようなサイズであってもよい。他の構成要素および他の構成を、本明細書において使用してもよい。

図４～図６は、接続継手１１０と共に使用するための接続ツール１２０の例を示している。接続ツール１２０は、ドリル１２５によって動力を供給されてもよい。ドリル１２５は、従来の高トルクドリルであってもよい。ドリル１２５は、現場で使用するための電池式であってもよい。本明細書では、他のタイプの電源を使用することができる。ドリル１２５は、反転可能であってもよい。本明細書では、他のタイプのトルク印加装置を使用してもよい。

接続ツール１２０は、ドリルヘッドを収容し、それと共に回転するようなサイズのドリルアダプタ２４０を含むことができる。接続ツール１２０はさらに、ドリル駆動ピニオンまたはドリル駆動輪２５０を含むことができる。ドリル駆動輪２５０は、駆動輪チャンバ２７０内で駆動輪軸２６０を中心に回転することができる。ドリル駆動輪２５０は、いくつかのドリル駆動輪スプライン２７５を有することができる。本明細書では、任意の数のドリル駆動輪スプライン２７５を使用することができる。他の構成要素および他の構成を、本明細書において使用してもよい。

接続ツール１２０は、一対の接続アーム、すなわち第１の接続アーム２８０および第２の接続アーム２９０を含むことができる。接続アーム２８０、２９０は、それらの間に継手開口部３００を画定することができる。継手開口部３００は、その中に接続継手１１０を収容するようなサイズにすることができる。ドリル駆動輪スプライン２７５、駆動輪スプライン２７５は、接続継手１１０のスプライン１９０、２１０を収容するようなサイズにすることができる。接続アーム２８０、２９０は、アクセスを容易にするためにヒンジ式であってもよい。その他の構成には、回転継手付きの静止ナット、静止継手付きの回転ナット（前述の場合）、およびナットと継手の両方が可動である逆回転アセンブリが含まれる。他の構成要素および他の構成を、本明細書において使用してもよい。

使用時には、接続継手１１０の第１の部材１３０は、ガスタービンエンジン１０に対して、燃焼器缶６５のフランジ７０の接続ポート７５の周りまたは他の場所に溶接することができる。従来の溶接技術を使用してもよい。ねじ部品、成形部品などの他の接続手段を使用してもよい。可撓性ホース８０は、接続継手１１０の第２の部材１４０を貫通することができる。嵌合部品１５０は、可撓性ホース８０に溶接され、第１の部材１３０と第２の部材１４０との間に配置することができる。従来の溶接技術を使用してもよい。第１の部材１３０および第２の部材１４０は、第１の部材のねじ部分１８０および第２の部材のねじ部分２００を介して一緒に接続され得る。

次に、接続ツール１２０は、正しい量のトルクを加えることができる。第１の接続アーム２８０および第２の接続アーム２９０は、継手開口部３００内の接続継手１１０を受け入れることができる。第２の部材のスプライン２１０およびドリル駆動輪スプライン２７５は、ドリル駆動輪スプライン２７５が接続継手１１０にトルクをかけることができるように位置合わせすることができる。具体的には、ドリル１２５は、ドリル駆動輪２５０を駆動して、第１の部材１３０に対して接続継手１１０の第２の部材１４０を正しいトルクで回転させることができる。同様に、ドリル１２５は、接続継手１１０を逆に駆動して、接続ツール１２０を取り外すことができる。

したがって、ホース接続システム１００は、自動化された安全な方法で、燃焼器缶６５または他の場所から接続継手１１０および可撓性ホース８０を迅速に取り付けまたは取り外す。位置合わせされたスプライン２１０、２７５により、接続ツール１２０は、ガスケットまたは他の継手部品を損傷することなく、適切に接続継手１１０にトルクをかけることができる。したがって、ホース接続システム１００は、関連する作業時間およびスクラップを低減するために、従来のフランジボルト締めおよびスイングクランプの設置を排除する。ホース接続システム１００は、ガスタービンエンジン１０に関して説明されたが、ホース接続システム１００は、任意のタイプの固定部材と共に使用されてもよい。さらに、ホース接続システム１００は、燃料および空気に限定されない任意の流体と共に使用されてもよい。

以上が、あくまでも本願および得られる特許のうちの特定の実施形態に関するにすぎないことは、明らかである。当業者であれば、以下の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される本発明の一般的な趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書において数多くの変更および修正を行うことができる。

１０ガスタービンエンジン
１５圧縮機
２０空気
２５燃焼器
３０燃料
３５燃焼ガス
４０タービン
４５シャフト
５０外部負荷
５５タービン構成要素
６０エンドカバー
６５燃焼器缶
７０フランジ
７５接続ポート
８０可撓性金属ホース
１００ホース接続システム
１１０接続継手
１２０接続ツール
１２５ドリル
１３０第１の部材
１４０第２の部材
１５０嵌合部品
１６０第１の部材の中空管
１７０第１の部材のフランジ
１８０第１の部材のねじ部分
１９０第１の部材のスプライン
２００第２の部材のねじ部分
２１０第２の部材のスプライン
２２０嵌合部品の中空管
２３０嵌合部品のフランジ
２４０ドリルアダプタ
２５０ドリル駆動輪
２６０駆動輪軸
２７０駆動輪チャンバ
２７５ドリル駆動輪スプライン
２８０第１の接続アーム
２９０第２の接続アーム
３００継手開口部

Claims

ホース（８０）をガスタービンエンジン（１０）に接続するためのホース接続システム（１００）であって、前記ホース接続システム（１００）は、
接続継手（１１０）であって、
前記ガスタービンエンジン（１０）に取り付けられる第１の部材（１３０）、前記ホース（８０）に取り付けられる嵌合部品（１５０）、および前記第１の部材（１３０）に対してトルクをかけられるスプライン付きの第２の部材（１４０）を含む、接続継手（１１０）と、
接続ツール（１２０）であって、
複数の駆動輪スプライン（２７５）を備えた駆動輪（２５０）を含む接続ツール（１２０）と、を含み、
前記複数の駆動輪スプライン（２７５）は、前記第１の部材（１３０）に対して前記スプライン付きの第２の部材（１４０）にトルクをかける、ホース接続システム（１００）。
前記ガスタービンエンジン（１０）はエンドカバー（６０）を含む、請求項１に記載のホース接続システム（１００）。
前記第１の部材（１３０）は複数の第１の部材のスプライン（１９０）を含み、または前記第１の部材（１３０）は第１の部材のねじ部分（１８０）を含み、前記第２の部材（１４０）は相補的な第２の部材のねじ部分（２００）を含む、請求項１に記載のホース接続システム（１００）。
前記接続ツール（１２０）はドリル（１２５）を含む、請求項１に記載のホース接続システム（１００）。
前記接続ツール（１２０）は、前記ドリル（１２５）および前記駆動輪（２５０）と連通するドリルアダプタ（２４０）を含む、請求項４に記載のホース接続システム（１００）。
前記駆動輪（２５０）は駆動輪軸（２６０）を含み、前記駆動輪（２５０）は駆動輪チャンバ（２７０）内で前記駆動輪軸（２６０）を中心に回転する、請求項１に記載のホース接続システム（１００）。）。
前記スプライン付きの第２の部材（１４０）は、複数の第２の部材のスプライン（２１０）を含み、前記複数の第２の部材のスプライン（２１０）は、前記複数の駆動輪スプライン（２７５）と協働する、請求項１に記載のホース接続システム（１００）。
前記接続ツール（１２０）は、第１の接続アーム（２８０）および第２の接続アーム（２９０）を含む、請求項１に記載のホース接続システム（１００）。
前記第１の接続アーム（２８０）および前記第２の接続アーム（２９０）はヒンジ式である、請求項８に記載のホース接続システム（１００）。
前記第１の接続アーム（２８０）および前記第２の接続アーム（２９０）は、それらの間に前記接続継手（１１０）のための継手開口部（３００）を画定する、請求項８に記載のホース接続システム（１００）。
前記第１の接続アーム（２８０）および前記第２の接続アーム（２９０）は、前記第２の部材（１４０）にトルクを加える間、前記第１の部材（１３０）を静止状態に保持する、請求項８に記載のホース接続システム（１００）。
前記ホース（８０）は、可撓性ガスホースまたは可撓性空気ホースを含む、請求項１に記載のホース接続システム（１００）。