KR20040031683A - 촉매 연소 촉매용 내열 지지 구조물 - Google Patents

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KR20040031683A
KR20040031683A KR10-2003-7006485A KR20037006485A KR20040031683A KR 20040031683 A KR20040031683 A KR 20040031683A KR 20037006485 A KR20037006485 A KR 20037006485A KR 20040031683 A KR20040031683 A KR 20040031683A
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strut
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struts
proximal end
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KR10-2003-7006485A
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반스존이.
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캐탈리티카 에너지 시스템즈 인코포레이티드
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C13/00—Apparatus in which combustion takes place in the presence of catalytic material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/40—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the use of catalytic means

Abstract

중심부(104); 중심부 주위로 배향되고 외주변부에 의해 둘러싸인 적어도 2개의 분기 세그먼트를 포함하며; 각 분기 세그먼트는 복수의 스트럿(102)을 포함하고; 각 스트럿은 기단부(108) 및 원단부(110)를 가지며; 각 스트럿의 원단부는 주변부까지 연장되고; 한 스트럿의 기단부는 중심부에 연결되고, 각 연속 스트럿은 연속 스트럿의 기단부에서 선행 스트럿에 연결됨으로써 교호하는 연속 스트럿들이 서로 실질적으로 평행하게 된, 외부 격납용기 내에 배치되는 지지 구조물(100).

Description

촉매 연소 촉매용 내열 지지 구조물{THERMALLY TOLERANT SUPPORT STRUCTURE FOR A CATALYTIC COMBUSTION CATALYST}
촉매 구조물은 탄화수소의 부분 산화, 방출 제어 및 효율을 위한 탄화수소의 완전 산화, 자동 방출 제어를 위한 촉매 머플러 내의 반응 및 가스 터빈, 용광로 등에서 더 사용하기 위한 연료의 촉매 연소와 같은 반응을 포함하는 여러 가지의 고온 과정을 촉진하기 위해 사용된다. 일반적으로, 촉매 연소는 연료와 공기를 혼합하고 이 혼합물을 촉매 구조물을 통해 통과시켜 연소 반응을 행하는 것을 포함한다. 연소 과정의 결과로서 매우 높은 기체 온도가 발생된다. 이런 높은 기체 온도는 터빈 효율에는 유리하지만 촉매 구조물에 열스트레스를 준다. 열스트레스에 더하여, 촉매 구조물은 또한 기체 흐름 방향으로 매우 높은 축력을 받는다. 이 축력은 촉매 구조물의 세로방향으로 배치된 채널에 의해 만들어지는 기체 흐름에 대한 저항으로부터 생긴다. 일부 촉매 구조물은 이런 축하중을 견딜 수 있는 고유 강도를 가지지 않으며, 전형적으로 촉매의 하류에 위치된 촉매 지지 구조물에 의지해야 한다. 지지 구조물도 마찬가지로 촉매 구조물에 무거운 열 및 기계적 하중을주며, 이들과 다른 중요한 성능 고려사항을 생각해서 디자인해야 한다.
이제 도 1 및 도 2에 대해 언급하면, 전형적인 촉매 연소 반응기(1)가 도 1에 보여진다. 나타낸 대로, 촉매 구조물(2)은 앞쪽 버너(3)의 하류에서 일반적으로 원통형인 연소 반응기(1) 내에, 일반적으로 산소-함유 기체 흐름(4)에 수직으로 배치된다. 전형적으로, 기체는 공기와 연료의 혼합물이며, 연료는 연료 주입기(5)를 통해 단일체 촉매 구조물(2)로 도입되고, 고속 공기(11)는 압축기(도시하지 않음)를 통해 도입된다. 촉매 구조물(2)은, 촉매를 통해 공기/연료 혼합물의 균일한 흐름을 얻을 수 있고, 촉매 구조물(2)을 지나 세로방향으로 연장된 통로를 통해 혼합물이 통과하도록 하는 방식으로 배치된다. 촉매 구조물(2)을 연소 반응기(1) 내의 안정한 위치에 유지하기 위해서, 어떤 종류의 지지 수단이나 구조물을 사용하여 촉매 구조물을 연소 반응기에 고정시킬 필요가 있는데, 한 가능성으로서 촉매에 대한 축하중을 지지하기 위한 촉매 구조물(2)의 출구측(7)에 인접한 지지 구조물(6)을 포함한다. 여기에 사용된 촉매 구조물(2)의 "출구측(7)"은 부분 또는 완전 연소된 공기/연료 혼합물이 촉매 구조물(2)을 빠져나오는 쪽이다. 따라서, 촉매 구조물(2)의 "입구측(8)"은 미연소 공기/연료 혼합물이 처음에 촉매 구조물(2)로 도입되는 쪽이다. 지지 구조물(6)은 바람직하게 매우 개방된 구조를 가짐으로써 최소한의 기체 흐름 억제를 제공한다. 도 2에 나타낸 대로, 지지 구조물(6)은 원통형 벽 또는 라인(9)의 내부에 장착된 가로대(10)를 통해 원통형 구조물(9)에 이 축하중을 전달한다. 몇가지 지지 시스템의 예가 Dalla Betta 등의 U.S. 특허 No. 5,461,864, Dalla Betta 등의 U.S. 특허 No. 6,116,014, 및 Dalla Betta 등의 U.S.특허 No. 6,217,832에 설명되며 이것들은 모두 참고자료로서 본원에 수록된다. 연소기 실린더(9) 내의 고속 기체 흐름(4)은 촉매 구조물(2)을 가로질러 상당한 압력 저하를 발생시키며, 그로 인해 촉매 구조물(2)은 하중을 받는다. 지지 구조물(6)은 이 하중을 견딜 수 있어야 한다. 이런 압력 저하가 어떻게 발생되는지를 이해하기 위해서, 이제 전형적인 촉매 구성이 논의될 것이다.
전형적인 촉매 구조물(2)은 연소 기체 혼합물의 통과를 위한 다수의 세로방향으로 배치된 채널로 이루어진 파형, 권선형 배열일 수 있다. 채널들 중 적어도 일부는 그것의 내면이 연소 촉매로 코팅된다. 전형적인 촉매 구조물의 예가 본원에 참고자료로서 수록된 Dalla Betta 등의 U.S. 특허 No. 5,250,489, Dalla Betta 등의 U.S. 특허 No. 5,511,972, Dalla Betta 등의 U.S. 특허 No. 5,183,401, 및 Dalla Betta 등의 U.S. 특허 No. 5,512,250에 설명된다. 일반적으로, 파형 금속 호일이 촉매층으로 코팅된 후 원통형 구조물에 나선형으로 감긴다. 그러한 촉매 단위는 기체 흐름을 위한 새로방향 채널을 가진다. 기체가 높은 유속으로 이 단위를 통해 통과함에 따라서, 채널들을 통한 기체 흐름에 대한 저항이 촉매 구조물(2)에 대한 축하중을 초래하여 흐름 방향으로 호일을 이동시키려 시도한다. 만일 촉매 구조물(2)이 바깥쪽 원주에서 연소기에 부착된다면, 그리고 축력이 권선형 구조물에서 호일 대 호일의 슬라이딩 마찰 저항을 초과한다면, 이 축력은 촉매 호일들이 기체 흐름 방향으로 텔리스코핑되 원인이 될 것이다. 촉매 구조물(2)을 가로지른 압력 저하는 전형적으로 평방 인치 당(psi) 1 내지 5파운드의 범위 내이다. 15인치의 직경을 갖는 촉매 시스템에 대해서, 예를 들어 이것은 1psi의 압력 저하시180lbs.의 촉매에 대한 힘을, 5psi의 압력 저하시 900lbs.의 힘을 초래할 것이다. 만일 Dalla Betta 등의 U.S. 특허 No. 5,183,401에 설명된 것과 같은 다단식 단일체 촉매 구조물(2)이 촉매 연소 반응기 내에 20인치 직경 촉매로서 사용되고, 이 경우의 공기/연료 혼합물 유속이 촉매를 통한 4psi의 압력 저하에서 약 50lbs./초라면, 촉매에 대한 총 축하중은 약 1,260lbs.일 것이다. 지지 구조물(6)은 본질적으로 상당한 축력을 겪고 있는 촉매 구조물(2)을 지지할 수 있어야 한다.
지지 구조물에 대한 축력이 상당할 뿐만 아니라, 연소기의 부분들 내의 온도도 고성능재 강도에 비하여 매우 높다. 촉매 구조물의 온도는 사용되는 동안 빠르게 변할 수 있으며, 1,000℃에 접근하거나 심지어 초과하는 온도가 가능하다. 결과적으로, 열구배들은 촉매적 연소에서 꽤 통상적이며, 불균일한 온도를 견디도록 디자인된 지지 구조물이 중요하다. 전형적인 작업 과도상태가 도 3에 보여지는데, 이 경우 전형적인 가스 터빈 시스템은 도 1 및 도 2에 설명된 연소기 시스템을 사용하여 일을 시작한다. 도 3은 시작 과도상태 동안 몇가지 구성요소들의 온도를 나타낸다. 터빈은 도 1의 연소기의 앞쪽 버너(3)를 점화했을 때(12)에 일을 시작한다. 지지 구조물(6)을 통한 기체 흐름의 평균 온도를 선(14)으로 나타낸다. 원통형 연소기 라이너(9)의 온도를 선(16)으로 나타낸다. 도 3에서 볼 수 있는 대로, 고온은 비교적 얇은 벽으로 된 비냉각 지지 구조물(6)을 한쪽에 냉각제 공기 흐름을 가진 비교적 두꺼운 벽으로 된 반응 챔버벽(9)보다 상당히 더 큰 크기까지 열팽창시킨다. 결과적으로, 구성요소들 간의 열팽창 차이가 생긴다. 이런 문제를 극복하고, 촉매 구조물(2) 및 지지 구조물(6)의 크래킹 또는 변형을 피하기 위해서, 일반적으로 지지 구조물(6) 및 촉매 구조물(2)의 외부 직경을 반응 챔버벽(9)의 내부 직경보다 작게 만들어서, 그러한 고온 작업 동안 촉매 구조물(2) 및 지지 구조물(6)의 열팽창을 허락한다. 지지 구조물의 외부 직경이 너무 크면, 지지 구조물(6)은 열팽창할 수 없어서 아마 지지 구조물(6) 자체와 촉매 구조물(2)의 호일이 손상될 것이다. 구성요소들 간의 팽창 차이도 문제일 뿐만 아니라, 큰 축하중과 고온의 조합은 지지 구조물(6)에 상당한 변형을 일으킨다.
예를 들어, 도 4는 Della Betta 등의 U.S. 특허 No. 6,116,014에 상세히 설명된 단일체 개방 셀 또는 벌집형 구조를 갖는 촉매 지지 구조물(18)의 단면도를 예시한다. 지지 구조물(18)은 내고온성 금속 또는 세락믹의 얇은 스트립(20)들로 형성되며, 촉매 구조물(2)의 출구측에 인접해 있고, 촉매 구조물의 세로방향축에 수직 방향으로 연장되어 본질적으로 촉매 구조물(2)의 출구측을 덮는다. 지지 구조물(18)을 이루는 스트립(20)은 함께 접합되어 접합 금속 단일체를 형성하는데, 이 경우에 스트립(20)의 평평한 접촉 부분(22)은 용접이나 납땜에 의해 함께 결합된다. 빠르게 변화하는 온도 및 열구배에 노출되었을 때 접합 금속 단일체는 벌집 구조물 내에 높은 열스트레스를 생성한다. 더욱이, 평평한 접촉 부분(22)은 국부적 열구배에 반응하는 개별 스트립의 독립적인 팽창 및 수축을 억제한다. 결과적으로, 평평한 접촉 부분(22)에 스트레스의 집중은 접합 실패를 가져올 수 있고, 피로, 크래킹 및 변형을 일으킬 수 있다. 전체적인 실패는 부분의 실패, 짧은 사용 수명, 및 하류에서 터빈 완전성을 위협할 수 있는 시스템 내의 유리체를 가져오는 일부 개별 스트립(20)의 가능한 전위를 가져올 수 있다. 결합된 과다한 구조물 부재들의 수를 최소화하는 것은 개별 축 지지체 또는 스트럿의 자유를 증가시켜서, 이웃한 축 지지체 또는 스트럿에 스트레스를 주지 않고 국부적 열-기계적 스트레스에 반응하여 팽창 및 수축하게 한다. 결합된 과다한 구조물 부재들의 최소화는, 그것만으로도 또는 개별 축 지지체가 자유롭게 팽창 및 수축하도록 하는 구성과 조합하여, 선행 발명에서 다루지 않았던 중요한 디자인 고려사항이다. 본 발명은 열스트레스에 반응하여 팽창 및 수축이 자유로운 축 지지체 또는 스트럿을 갖는 지지 구조물 배열을 제공한다.
관련된 디자인 고려사항은 디자인 자체에 확장성을 제공하는 설비이다. 상기 논의된 벌집형 구조를 사용하기 위해서, 예를 들어 더 큰 직경을 갖는 지지 구조물은 추가 용접이 필요할 것이다. 더 작은 채널을 갖는 더 작은 지지 구조물은 용접을 훨씬 귀찮게 만들 것이다. 당연히 크기 증가나 감소에 관련된 이런 사실은 제조 용이성을 감소시키고 지지 구조물 비용을 증가시킨다. 항상 마찬가지로, 규모와 관련하여 비용, 시간 또는 제조의 어려움을 실질적으로 증가시키지 않는 디자인이 바람직하다. 본 발명은 그러한 지지 구조물 디자인을 제시한다.
더욱이, 촉매 지지 구조물은 공기 흐름을 최소한으로 방해하는 동시에 균일한 지지를 제공해야 한다. 만일 지지 구조물의 스트럿들이 촉매의 표면 위에서 다소 넓게 공간을 차지한다면 높은 국부적 접촉력 또는 접촉 스트레스가 생길 것이다. 어떤 부분에서 이들 접촉력은 얇은 촉매 호일의 강도를 초과할 수 있으며, 높은 하중 하에서 호일의 변형을 초래할 수 있다. 이런 호일 변형 문제의 한 해결책은 더 많은 지지 축 지지체를 제공하여, 촉매의 출구면에서 촉매 호일에 대한 접촉스트레스를 줄이는 것이다. 그러나, 축 지지체의 수가 증가하면 기체 흐름의 차단 및 연소기 시스템 내의 전체적 압력 저하가 증가한다. 벌집형 디자인에서, 지지체-대-지지체 거리는 광범위하게 변한다. 예를 들어, 용접 위치(22)에서 스트립(22)은 서로 인접해 있으며, 사실상 비-용접 위치에 비하여 비-균일한 지지체를 제공한다. 또한, 기체 흐름의 차단이 적어도 이중 스트립이 있는 용접 위치(22)에서 증가한다. 이런 두께 배증은 균일한 지지체를 가져올 수 없으며, 공기 흐름을 감소시켜서 가스 터빈의 효율을 감소시키는 경향이 있다.
따라서, 촉매를 통한 공기 흐름의 최소한의 제한, 촉매 호일에 대한 균일한 지지, 적은 스트레스 집중, 및 국부적 열구배에 반응하여 팽창 및 수축이 자유로운 부재들을 제공하는 지지 구조물을 디자인하는 것이 바람직하다. 본 발명은 촉매 지지 구조물 구성 및 디자인에서 상술된 것과 추가의 필요를 만족시키는 것에 관한다.
발명의 개요
본 발명의 한 양태에 따라서, 중심부, 중심부 주위로 배향되어 외주변부에 의해 둘러싸인 적어도 2개의 분기 세그먼트를 포함하는 외부 격납용기 내에 배치된 지지 구조물이 제공된다. 각 분기 세그먼트는 복수의 스트럿을 포함한다. 각 스트럿은 기단부 및 원단부를 가진다. 각 스트럿의 원단부는 주변부까지 연장된다. 한 스트럿의 기단부는 중심부에 연결되고, 각 연속 스트럿은 교호하는 연속 스트럿들이 실질적으로 서로 평행하게 되도록 연속 스트럿의 기단부에서 선행 스트럿에 연결된다.
본 발명의 다른 양태에 따라서, 중심부, 중심부 주위로 배향되어 외주변부에 의해 둘러싸인 적어도 3개의 분기 세그먼트를 포함하는 지지 구조물이 제공된다. 각 분기 세그먼트는 기단부 및 원단부를 갖는 주 스트럿을 포함한다. 주 스트럿은 기단부에서 중심부와의 교차점을 가지고, 원단부에서 주변부까지 연장된다. 복수의 부 스트럿이 또한 포함된다. 각 부 스트럿은 기단부 및 적어도 하나의 원단부를 가진다. 각 부 스트럿은 부 스트럿의 기단부에서 주 스트럿과의 교차점을 가지고, 부 스트럿의 원단부에서 주변부까지 연장된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따라서, 중심부, 중심부를 둘러싼 외부 고리, 및 중심 주위로 배열된 복수의 스트럿을 포함하는 지지 구조물이 제공된다. 각 주 스트럿은 중심부에 연결된 기단부 및 외부 고리에 연결된 원단부를 가진다. 복수의 외팔보 스트럿이 또한 포함된다. 각 외팔보 스트럿은 외부 고리에 연결된 원단부 및 중심부를 향해 연장된 기단부를 가진다.
본 발명의 다른 양태에 따라서, 중심부, 중심을 둘러싼 외부 고리, 및 중심 주위로 배열된 복수의 스트럿을 포함하는 지지 구조물이 제공된다. 복수의 스트럿의 각 스트럿은 기단부 및 원단부를 가진다. 각 원단부는 외부 고리에 연결된다. 제 1 부분 스트럿들은 그것들의 기단부에서 중심부에 연결된다. 외부 고리에 연결된 적어도 하나의 스트럿은 외부 고리에서 이동가능하게 연결됨으로써, 적어도 한 스트럿의 원단부가 외부 고리에 비해 실질적으로 자유롭게 움직이도록 한다.
본 발명의 한 양태에 따라서, 외부 격납용기 내에 배치된 지지 구조물이 제공된다. 지지 구조물은 중심부 및 중심부 주위로 배열된 복수의 스트럿을 포함한다. 복수의 스트럿의 각 스트럿은 기단부 및 원단부를 가진다. 각 원단부는 외부 격납용기에 연결된다. 제 1 부분 스트럿들은 그것들의 기단부에서 중심부에 연결된다. 외부 격납용기에 연결된 스트럿들 중 적어도 하나는 외부 격납용기에 이동가능하게 연결됨으로써, 적어도 한 스트럿의 원단부가 외부 격납용기에 비해 실질적으로 자유롭게 움직이도록 한다.
지지 구조물은 중심부 및 중심부 주위로 배열된 복수의 스트럿을 포함한다. 복수의 스트럿의 각 스트럿은 기단부 및 원단부를 가진다. 제 1 부부 스트럿들은 그것들의 기단부에서 중심부에 연결된다. 제 2 부분 스트럿들이 또한 포함된다. 제 2 부분의 각 스트럿은 그것의 기단부에서 다른 스트럿에 연결된다. 제 1 부분의 적어도 하나의 스트럿은 그것의 기단부가 중심부에 비해 실질적으로 자유롭게 움직이도록 연결된다. 제 2 부분의 적어도 하나의 스트럿은 그것의 기단부가 다른 스트럿에 비해 자유롭게 움직이도록 연결된다.
본 발명의 다른 양태에 따라서, 중심부, 중심부 주위의 분기 세그먼트 안에 배열된 복수의 스트럿을 포함하는 촉매용 지지 구조물이 제공된다. 인접 스트럿들 간의 거리는 실질적인 촉매 부분에 관해 실질적으로 균일한 접촉 스트레스를 제공한다.
본 발명의 다른 양태에 따라서, 중심부 및 복수의 스트럿을 포함하는 지지 구조물이 제공된다. 각 스트럿은 기단부 및 원단부를 가진다. 복수의 스트럿은 중심부 주위로 배열됨으로써, 각 스트럿이 온도 변화에 따라 그것의 원단부 및 기단부에서 실질적으로 자유롭게 팽창 또는 수축하도록 한다.
본 발명의 다른 양태에 따라서, 중심부, 중심부를 둘러싼 외주변부, 및 중심부 주위로 배향된 적어도 2개의 분기 세그먼트를 형성하는 복수의 스트럿을 포함하는 지지 구조물이 제공된다. 각 분기 세그먼트는 기단부 및 원단부를 갖는 제 1 스트럿을 포함한다. 제 1 스트럿의 기단부는 중심부에 연결되고, 그것의 원단부에서 주변부까지 연장된다. 분기 세그먼트는 또한 적어도 제 2 스트럿을 포함하며, 이것은 기단부 및 원단부를 가진다. 제 2 스트럿의 기단부는 제 1 스트럿에 연결되고, 그것의 원단부에서 주변부까지 연장된다.
본 발명의 전술한 이점 및 다른 이점이 이후의 상세한 설명을 읽고 도면을 참조할 때 명백해질 것이다.
본 발명은 일반적으로 촉매 컨버터, 특히 촉매 컨버터 촉매용 축 지지체를 제공하기 위한 시스템에 관한 것이다.
도 1은 촉매 연소 반응기의 개략도이다.
도 2는 촉매 연소 반응기 부분의 개략도이다.
도 3은 시간에 따른 연소 라이너 벽 또는 챔버의 온도 및 지지 구조물의 온도를 예시하는 작업 과도상태이다.
도 4는 선행 기술의 촉매적 반응기 지지 구조물의 축방향에 따른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 지지 구조물의 투시도이다.
도 6a는 본 발명의 지지 구조물의 축방향에 따른 도면이다.
도 6b는 본 발명의 지지 구조물의 축방향에 따른 도면이다.
도 7은 본 발명의 지지 구조물 부분의 투시도이다.
도 8은 본 발명의 지지 구조물 부분의 축방향에 따른 단면도이다.
도 9는 본 발명의 브레이즈 러그와 스트럿 연결의 투시도이다.
도 10은 본 발명의 슬립 조인트를 사용한 지지 구조물 부분의 투시도이다.
도 11a는 본 발명의 지지 구조물 부분의 축방향에 따른 도면이다.
도 11b는 본 발명의 지지 구조물 부분의 축방향에 따른 도면이다.
도 11c는 본 발명의 지지 구조물 부분의 축방향에 따른 도면이다.
도 12는 본 발명의 지지 구조물 부분의 축방향에 따른 도면이다.
도 13은 본 발명의 지지 구조물 부분의 축방향에 따른 도면이다.
도 14는 본 발명의 지지 구조물 부분의 축방향에 따른 도면이다.
도 15는 본 발명의 지지 구조물 부분의 축방향에 따른 도면이다.
도 16은 본 발명의 지지 구조물 부분의 투시도이다.
도 17은 본 발명의 스트럿 외부 연결의 축방향에 직각인 방향에 따른 도면이다.
도 18a는 본 발명의 스트럿 외부 연결의 축방향에 직각인 방향에 따른 도면이다.
도 18b는 본 발명의 스트럿 외부 연결의 축방향에 따른 도면이다.
도 19는 본 발명의 스트럿 외부 연결의 축방향에 직각인 방향에 따른 도면이다.
도 20a는 본 발명의 스트럿 외부 연결의 축방향에 직각인 방향에 따른 도면이다.
도 20b는 본 발명의 스트럿 외부 연결의 축방향에 따른 도면이다.
도 21은 본 발명의 시험 지지 구조물의 축방향에 따른 도면이다.
도 22는 본 발명의 지지 구조물의 유한 요소 모델의 투시도이다.
도 23은 본 발명의 지지 구조물을 갖는 촉매 연소기 단위의 투시도이다.
본 발명은 다양한 변경 및 다른 형태를 용인하며, 구체적인 변형은 도면에 예시의 방식으로 나타냈으며 여기에 설명될 것이다. 그러나, 본 발명이 개시된 특정한 형태에 제한되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 오히려, 본 발명은 첨부된 청구항에 의해 한정된 본 발명의 정신 및 범위 내에 있는 모든 변경, 동등물, 및 대안을 포함한다.
본 발명은 변형 방사상 방식으로 배열되어 모든 스트럿이 온도 변화에 따라 자유롭게 열 팽창 및 수축하도록 된 직사각형 모양의 막대 또는 스트럿들로 구성된 촉매용의 축 지지 구조물을 제공한다. 본 발명에 따라서, 지지 스트럿들의 독특한 배열은 촉매 단위의 출구측을 속박하는 지지 구조물을 형성한다.
촉매 지지 구조물(100)의 대표적인 예가 도 5 및 도 6a에 보여진다. 지지 구조물(100)은 중심부(104) 주위로 배열된 복수의 스트럿(102)을 포함한다. 외주변부(106)는 도 6a에서 점선으로 묘사된다. 각 스트럿(102)은 기단부(108) 및 원단부(110)를 포함한다. 각 스트럿(102)의 기단부(108)는 주변부(106)에 가깝게 위치된 원단부(110)에 비해 중심부(104)에 가깝게 위치된다. 각 스트럿(102) 기단부(108)에 다른 스트럿(102) 또는 스트럿들과의 교차점(112)이 위치하고, 각스트럿(102) 원단부(110)는 주변부(106)를 향해 연장된다.
도 6b에 나타낸 한 변형에서, 스트럿(102)은 굽어져 엘보(103)를 형성함으로써, 그것들의 원단부(110)가 주변부(106)에 대해 실질적으로 수직이 된다. 모든 스트럿(102)이 엘보(103)를 포함할 필요는 없다. 예를 들어, 실질적으로 방사상인 스트럿(102)은 이미 실질적으로 수직이다. 이 변형에서는 적어도 하나의 스트럿이 엘보(103)를 포함한다.
도 6a에서는 주변부(106)가 원형 모양이지만, 본 발명은 그렇게 제한되지 않으며 어떤 모양도 주변부(106)에 의해 한정될 수 있다. 일반적으로, 주변부(106)는 지지 구조물(100)이 있게 되는 연소기(도시하지 않음)의 단면 모양과 실질적으로 일치하도록 선택된다. 주변부(106)는 어떤 영역을 한정하는 복수의 스트럿(102)을 포함한다.
도 7에 묘사된 한 변형에서, 외부 고리(114)가 주변부(106)에 위치된다. 그러한 변형에서, 적어도 일부 스트럿(102)의 원단부(110)는 외부 고리(114)와 연결된다. 용접, 납땝, 볼트고정, 핀고정, 또는 리벳고정에 더하여, 스트럿(102)은 아래 설명된 신규한 구성을 사용하여 외부 고리(114)와 연결될 수 있다. 도 7에 나타낸 외부 고리(114)는 일련의 교호하는 봉우리(116) 및 골(118)을 포함하도록 주름 잡힌다. 스트럿(102)은 골(118)에서 외부 고리(114)에 연결되며, 이로써 스트럿의 움직임 또는 열 팽창 또는 수축이 골(118)이 연결된 위치에서 외부 고리(114)를 플렉스하게 만들 것이다. 스트럿의 이런 움직임 또는 열 팽창 또는 수축은 외부 고리(114)를 플렉스하게 만들어, 스트레스 형성을 감소시키면서 자유로운 움직임을 허락할 수 있다. 물론 외부 고리(114)는 스트럿이 개별적으로 팽창하는 것을 허락한다.
도 5 및 도 6a에 나타낸 대로, 중심부(104)는 단일 교차점(120)을 구성한다. 그러나, 도 8에 예시된 대로, 본 발명은 그렇게 제한되지 않으며, 중심부(104)는 원형 단면 모양을 가지고, 복수의 교차점(120)을 지지하는 허브(122)를 구성할 수 있다. 물론 허브(122)의 모양은 원형 모양에 제한되지 않으며, 어떤 모양도 사용될 수 있다. 허브(122)는 선택적으로 중심부 스핀들(도시하지 않음)에 부착되어 상류에서 축하중을 제 2 지지 구조물로 전달할 수 있다. 또, 지지 구조물(100)의 전체적인 모양은 원형이 아닐 수 있다. 중심부(104)는 지지 구조물의 기하 중심과 반드시 일치할 필요가 없다. 중심부는 중앙 교차점 또는 허브이며, 지지 구조물의 기하 중심 있을 수도 그렇지 않을 수도 있다.
이제 도 6a 및 도 8에 촛점을 맞추어서 스트럿(102)의 배열이 상세히 설명될 것이다. 도 6에 나타낸 대로, 지지 구조물(100)의 복수의 스트럿(102)의 배열에서, 긴 또는 주 스트럿(124)은 중심부(104)과 일치하는 단일 교차점(120)에서 유사한 주 스트럿들(126, 128, 130, 132 및 134)과 결합된다. 또는 달리, 도 8에 나타낸 대로, 주 스트럿들(124, 126, 128, 130, 132 및 134)은 허브(122) 상에 각각 위치된 개별 교차점들(136, 138, 140, 142, 144 및 146)에서 결합된다. 어느 경우에도, 주 스트럿들(124, 126, 128, 130, 132 및 134)은 그것들의 기단부에 있는 교차점(120)으로부터 그것들의 원단부에 있는 주변부(106)를 향해 연장된다. 주 스트럿들(124, 126, 128, 130, 132 및 134)은 직선이며, 바람직하게는 중심부(104)에관해 방사상이다. 또는 달리, 주 스트럿은 방사상은 아니지만 방사상으로부터 약간 오프셋이다. 또한, 주 스트럿은 직선일 필요는 없지만, 예를 들어 만곡되거나 파형일 수 있으며, 또는 적어도 하나의 각을 가질 수 있다.
더 짧은 또는 부 스트럿(148)은 그것의 기단부(152)에 있는 교차점(150)에서 주 스트럿(124)에 부착되고, 그것의 원단부(154)에서 주변부(106)까지 연장된다. 부 스트럿(148)은 스트럿(124)에 비해 더 짧고, 주 스트럿(124)에 관해 각 θ로 부착된다. 부 스트럿(156)은 부 스트럿(148)에 비해 더 짧고, 부 스트럿(156)의 기단부(160)에 있는 교차점(158)에서 부 스트럿(148)에 부착되며, 그것의 원단부(162) 에서 주변부(106)까지 연장된다. 부 스트럿(156)은 부 스트럿(148)에 관해 각 θ로 부착됨으로써, 거리 S의 실질적으로 동일한 간격으로 떨어진 스트럿(124)과 실질적으로 평행하게 된다. 부 스트럿(164)은 스트럿(156)에 비해 더 짧고, 스트럿(164)의 기단부(168)에 있는 교차점(166)에서 스트럿(156)에 부착되며, 그것의 원단부(170)에서 주변부(106)까지 연장된다. 스트럿(164)은 부 스트럿(156)에 관해 각 θ로 부착되어, 거리 S의 실질적으로 동일한 간격으로 떨어진 스트럿(148)과 실질적으로 평행하게 된다. 부 스트럿(172)은 스트럿(164)에 비해 더 짧고, 스트럿(172)의 기단부(176)에 있는 교차점(174)에서 스트럿(164)에 부착되며, 그것의 원단부(178)에서 주변부(106)까지 연장된다. 스트럿(172)은 스트럿(156)으로부터 거리 S의 실질적으로 동일한 간격으로 떨어진 스트럿(124, 156)과 실질적으로 평행하게 되도록 각 θ로 부착된다. 부 스트럿(180)은 스트럿(172)에 비해 더 짧고, 스트럿(180)의 기단부(184)에 있는 교차점(182)에서 스트럿(172)에 부착되며, 그것의원단부(186)에서 주변부(106)까지 연장된다. 스트럿(180)은 거리 S의 실질적으로 동일한 간격으로 떨어진 스트럿(148,164)과 실질적으로 평행하게 되도록 각 θ로 부착된다. 부 스트럿(188)은 스트럿(180)에 비해 더 짧고, 스트럿(188)의 기단부(192)에 있는 교차점(190)에서 스트럿(180)에 부착되며, 그것의 원단부(194)에서 주변부(106)까지 연장된다. 스트럿(188)은 거리 S의 실질적으로 동일한 간격으로 떨어진 스트럿(124,156,172)과 실질적으로 평행하게 되도록 각 θ로 부착된다. 예를 들어 지지 구조물의 직경 및 거리 S와 같은 가변적인 디자인 파라미터가 주어졌을 때 정해진 수의 스트럿을 결합시키기 위해서 이런 배열이 반복될 수 있다.
주 스트럿들을 분기하면서 동시에 중심부(104)로부터 멀리 이동시킴에 의해, 스트럿들 간의 간격 S는 실질적으로 일정하도록 선택된다. 이것은 스트럿들 간에 거의 일정한 촉매 호일폭을 제공하며, 따라서 촉매 호일들과 각 스트럿 사이에 일정한 힘을 제공한다. 촉매와 각 스트럿 엣지 간의 접촉 스트레스는 적합한 디자인에 의해, 구체적으로 스트럿들 간의 분리, 스트럿 두께 및 촉매 호일의 두께를 분석적으로 선택함에 의해 적합하게 될 수 있다. 스트럿 두께는 바람직하게 접촉 위치에서 국부적 흐름을 유의하게 제한하지 않도록, 그리고 하류 스트럿 엣지에서 매끄러운 흐름을 가지도록 선택된다. 또한, 본 기하 배열은 최외각 원주에서의 접촉 스트레스 또는 중앙 교차점 근처에서의 차단을 증가시키지 않고 어떤 직경까지 유리하게 증가될 수 있다.
도 6a에서 볼 수 있는 대로, 상술된 배열은 각 주 스트럿(124, 126, 128,130, 132 및 134)으로부터 유래된 분기 세그먼트(196)를 형성한다. 요약해서, 각 분기 세그먼트(196)의 배열은 주 스트럿 및 복수의 부 스트럿을 포함하며, 여기서 주 스트럿은 그것의 기단부에서 중심부에 연결되고, 그것의 원단부에서 주변부까지 연장되며, 각 연속 부 스트럿은 선행 스트럿에 연결됨으로써, 각 연속 부 스트럿의 기단부가 각 θ로, 그리고 선행 스트럿의 기단부 및 각 θ로부터 거리 D로 선행 스트럿에 연결되도록 하며, 이로써 교호하는 스트럿들이 거리 S에 의해 분리되어 실질적으로 서로 평행하게 되고, 모든 스트럿의 원단부가 주변부까지 연장되도록 한다. 사실 2세트의 평행 스트럿이 분기 세그먼트(196) 당 형성된다. 6개의 주 스트럿(124, 126, 128, 130, 132 및 134) 및 중심부(104) 주위로 배향된 동일한 수의 분기 세그먼트(192)가 도 6a에 묘사된다. 그러나, 모든 주 스트럿이 부 스트럿을 지닐 필요는 없으며, 이것은 지지 구조물에 대한 다른 변형과 관련하여 아래에서 분명해질 것이다.
스트럿은 용접, 납땜, 볼트고정, 핀고정, 또는 리벳고정에 의해 교차점에서 연결된다. 한 변형에서 브레이즈 러그가 사용된다. 도 9는 브레이즈 러그(198)를 예시한다. 브레이즈 러그(198)는 바람직하게 스트럿과 유사한 금속 합금 또는 강도, 성형성, 납땜 특성 등의 적합한 특성을 갖는 어떤 재료로 만들어진 1조각의 얇은 금속 시트로부터 형성된다. 브레이즈 러그(198)는 스트럿-수용부(202)를 형성하는 열장이음된 2개의 플랜지를 포함한다. 또, 브레이즈 러그(198)가 부착된 스트럿(206) 주위에서 접히도록 적합하게 된 2개의 태브(204)가 포함된다. 브레이즈 러그(198) 내에 수용된 스트럿(210)을 더 고정하기 위해서 적어도 1개의 추가태브(208)가 포함된다. 브레이즈 러그(198)는 그것이 부착된 스트럿(206)에 압정식 용접될 수 있다. 다음에, 스트럿(210)은 브레이즈 러그(198)의 스트럿-수용부(202)로 삽입되고, 그 후 이 구조물이 고온의 용광로에서 납땜되어 적소에 스트럿이 셋팅된다. 브레이즈 러그(198)로서 언급되지만, 그것들의 용도가 납땜 만을 위해 지정되지 않는다는 것이 분명하다. 한 변형에서, 스트럿-수용부(202)에 삽입된 스트럿은 열기계적 스트레스에 반응하여 자유롭게 팽창 및 수축한다.
또는 달리, 도 10에 나타낸 대로, 스트럿은 슬립 조인트로 연결된다. 물론, 용접, 납땜, 핀고정, 볼트고정, 리벳고정 및 슬립 조인트의 어떤 조합이 사용될 수 있다. 슬립 조인트의 사용을 통해 용접을 없애는 것은 축하중과 열 팽창 및 수축으로부터 생기는 스트럿 움직임의 자유를 증가시킨다. 도 10에 관하여, 슬립 조인트의 사용을 예시하는 지지 구조물(212)의 전형적인 단면도가 보여진다. 일반적으로, 주 스트럿(214)은 그것의 기단부(216)에서 허브(222) 안에 형성된 적어도 1개의 슬롯(220)과 짝을 이루는 적어도 1개의 텅(218)을 포함한다. 나타낸 대로, 주 스트럿(214)은 허브(222)에서의 위치에 상응하여 형성된 2개의 슬롯(220) 안에 수용된 2개의 텅(218)을 포함한다. 허브(222)는 주 스트럿(214)의 적어도 한 면에 위치된 적어도 1개의 돌출부(224)를 더 포함하여 주 스트럿(214)의 측이동을 방지하는 것으로 나타난다. 슬립 조인트는 주 스트럿(214)이 허브(222)에 비해 실질적으로 팽창 또는 수축하는 것을 가능하게 한다. 주 스트럿(214)은 또한 연속 부 스트럿(230)의 텅(228)을 수용하는 슬롯(226)을 포함한다. 주 스트럿(214)은 용접,납땜에 의해, 또는 외부 고리(232)에 열장이음됨으로써 원단부(234)에서 외부 고리(232)와 연결된다. 외부 고리(232)와의 다양한 신규 연결에 대한 세부사항이 아래 설명되며 또한 사용될 수 있다. 주 스트럿(214)은 또한 부 스트럿의 고정을 돕기 위해서 적어도 1개의 돌출부(도시하지 않음)를 포함할 수 있다.
부 스트럿(230)은 부 스트럿(230) 기단부(236)에 위치된 적어도 1개의 텅(228) 및 연속 부 스트럿(230)의 텅(228)을 수용하도록 적합하게 된 슬롯(226)을 포함한다. 부 스트럿(230) 상의 슬롯(226)은 부 스트럿(230)의 기단부(236)와 원단부(238) 사이에 위치된다. 부 스트럿(230) 원단부(238)는 외부 고리(232)와 연결된다. 마지막 연속 부 스트럿(230)은 슬롯(226)을 갖지 않는다. 부 스트럿 및 주 스트럿의 텅과 슬롯은 스트럿의 전위를 방지하고, 모든 스트럿을 적소에 고정하면서 스트럿의 움직임이나 팽창시에 스트럿 또는 스트럿이 연결된 외부 고리와 부딪히는 것을 방지할 수 있는 크기로 만들어진다. 홈형과 같은 슬립 조인트는 부 스트럿이 그것이 연결된 부 스트럿에 비하여 실질적으로 움직이거나, 팽창 또는 수축하도록 한다.
이제 도 11a에 대해 언급하면, 상술된 분기 세그먼트(196)의 변형인 분기 세그먼트(240)가 묘사된다. 분기 세그먼트(240)는 주 스트럿(242) 및 복수의 부 스트럿(244)을 포함한다. 주 스트럿(242)은 파형이며, 중심부 또는 허브(도시하지 않음)에 연결된 기단부(246)를 포함한다. 주 스트럿(242)의 원단부(252)는 지그재그식으로 주변부(254)까지 연장된다. 주 스트럿(242)은 제 1 면(256) 및 제 2 면(258)을 포함한다. 각 부 스트럿(244)은 기단부(260) 및 원단부(262)를 가진다.기단부(260)는 그것의 원단부(262)에 비해 중심부(248)에 가깝게 위치된다. 각 부 스트럿(244) 기단부(260)는 교차점(264)에서 주 스트럿(242)에 부착된다. 주 스트럿(242)을 따라 있는 각 연속 교차점(264)은 동일한 간격으로 떨어진다. 또는, 도 11b에 나타낸 대로, 부 스트럿(244)은 교차점(264)이 용접, 납땜, 볼트고정, 핀고정 또는 리벳고정될 수 있는 랩 조인트이도록 부착된다. 그럼에도, 부 스트럿(244)은 주 스트럿(246)의 제 1 면(256)으로부터 연장된 부 스트럿(244)이 서로에 관해 실질적으로 평행이도록, 그리고 제 2 면(258)으로부터 연장된 부 스트럿(244)이 서로에 관해 실질적으로 평행이면서 동시에 모든 원단부(262)가 주변부(254)까지 연장되도록 배열된다.
다른 변형이 도 11c에 보여진다. 이 변형은 부 스트럿이 파형 스트럿일 수 있음을 예시한다. 예를 들어, 분기 세그먼트(241)는 주 스트럿(243) 및 복수의 부 스트럿(245)을 포함한다. 각 부 스트럿(245)은 기단부(261) 및 원단부(263)를 포함한다. 주 스트럿(243)은 직선이며, 중심부 또는 허브(도시하지 않음)에 연결된 기단부(247)를 포함한다. 주 스트럿(243) 원단부(253)는 주변부(255)까지 연장된다. 적어도 하나의 부 스트럿(249)은 파형(실선)이며 다른 부 스트럿(245)에 연결된 것으로 나타나지만, 본 발명은 그렇게 제한되지 않으며 파형 부 스트럿은 주 스트럿(243)에 연결될 수도 있다. 부 스트럿이 파형인 어느 변형도 본 발명의 범위 내이다. 파형 부 스트럿(249)은 제 1 면(257) 및 제 2 면(259)을 포함한다. 기단부(261)는 그것의 원단부(263)에 비해 중심부(도시하지 않음)에 가깝게 위치된다. 각 부 스트럿(245)의 기단부(261)는 교차점(265)에서 파형 부 스트럿(249)에 부착된다. 각 연속 교차점(265)은 파형 부 스트럿(242)을 따라 동일한 간격으로 떨어지지만, 본 발명은 그렇게 제한되지 않는다. 또, 도 11c는 어떤 개수의 벤드를 갖는 파형 부 스트럿(249)을 나타내지만, 본 발명은 그렇게 제한되지 않으며, 스트럿(249)은 본 발명의 범위 내에서 더 적거나 더 많은 벤드를 가질 수 있다. 물론 다른 변형에서, 부 스트럿(245)은 도 11b에 나타낸 대로 교차점이 용접, 납땜, 볼트고정, 핀고정 또는 리벳고정일 수 있는 랩 조인트이도록 부착된다. 그럼에도, 부 스트럿(245)은 파형 부 스트럿(249)의 제 1 면(257)으로부터 연장된 부 스트럿(245)이 서로에 관해 실질적으로 평행이도록, 그리고 제 2 면(259)으로부터 연장된 부 스트럿(245)이 서로에 관해 실질적으로 평행이면서 동시에 모든 원단부(263)가 주변부(255)까지 연장되도록 배열된다.
6개의 분기 세그먼트가 도 5 및 도 6에 묘사되었지만, 본 발명은 그렇게 제한되지 않으며, 지지 구조물의 크기 증가가 본질적으로 함께한다면 어떤 개수의 분기 세그먼트도 가능하다. 예를 들어, 도 12에 3개의 분기 세그먼트(268)를 갖는 지지 구조물(266)이 묘사된다. 도 13에 2개의 분기 세그먼트(274)를 갖는 지지 구조물(272)이 묘사된다. 이 변형에서, 주 스트럿(278)에 부착된 연속 부 스트럿(276)은 그것의 양면 모두에 부 스트럿(280)을 지닌다. 이들 변형의 분기 세그먼트(268 및 274)는 본원에 설명된 모든 이점들을 채택하거나, 또는 그것들의 조합을 선택한다.
이제 도 14에 대해 언급하면, 지지 구조물(282)의 또 다른 변형이 묘사된다. 지지 구조물(282)은 원형 단면을 갖는 허브(286)로서 도 14에 예시된 중심부(284)을 포함한다. 물론, 중심부(284)은 허브(286)일 필요는 없지만, 예를 들어 단일 교차점일 수는 있다. 게다가, 지지 구조물(282)의 전체적인 모양은 원형일 필요가 없다. 중심부(284)은 지지 구조물의 기하 중심과 반드시 일치할 필요가 없다. 중심부는 중앙 교차점 또는 허브(286)이며, 지지 구조물의 기하 중심일 수도 그렇지 않을 수도 있다. 지지 구조물(282)은 또한 외주변부(288)을 포함한다. 지지 구조물(282)은 중심부(284) 주위로 배향된 3개의 분기 세그먼트(290)를 더 포함한다. 각 분기 세그먼트(290)는 주 스트럿(292) 및 복수의 부 스트럿(294)을 포함한다. 지지 구조물(282)은 또 분기 세그먼트(290)들 사이에 위치된 3개의 주 스트럿(296)을 포함한다. 분기 세그먼트(290)들 사이에 위치된 각 주 스트럿(296)은 부 스트럿(294)을 지지하지 않으며, 결과적으로 분기 세그먼트(290)를 형성하지 않는다. 3개의 분기 세그먼트(290) 및 부 스트럿(294)을 지지하지 않는 3개의 주 스트럿(296)이 묘사되지만, 본 발명은 그렇게 제한되지 않으며, 어떤 사용할 수 있는 개수의 분기 세그먼트(290) 및 부 스트럿(294)을 지지하지 않는 주 스트럿(296)이 본 발명의 범위 내이다.
또 도 14에 관해서, 주변부(288)는 원형 모양이지만, 본 발명은 그렇게 제한되지 않으며, 어떤 모양도 주변부(288)에 의해 한정될 수 있다. 주변부(236)는 지지 구조물(282)이 있게 되는 연소기(도시하지 않음)의 단면 모양과 실질적으로 일치하도록 선택된다. 주변부(288)는 어떤 영역(298)을 한정하는 스트럿들의 배열을 둘러싼다. 한 변형에서, 외부 고리(300)가 주변부(288)에 위치된다. 그러한 변형에서, 적어도 일부 스트럿은 외부 고리(300)와 연결된다. 용접, 볼트고정, 납땜,핀고정 및 리벳고정에 더하여, 본원에 설명된 신규한 구성을 사용함에 의해서 스트럿이 외부 고리(300)와 연결될 수 있다.
도 14의 스트럿 배열이 이제 상세히 설명될 것이다. 각 분기 세그먼트(290)는 주 스트럿(292) 및 복수의 부 스트럿(294)를 포함한다. 주 스트럿(292)은 바람직하게는 직선 및 방사상이지만, 본 발명은 그렇게 제한되지 않는다. 주 스트럿(292)은 교차점(306)에서 허브(286)에 연결된 기단부(302)를 포함한다. 주 스트럿(292) 원단부(304)는 주변부(288)까지 연장된다. 더욱이, 주 스트럿(292)은 제 1 면(308) 및 제 2 면(310)을 포함한다.
각 부 스트럿(294)은 기단부(312) 및 원단부(314)를 가진다. 기단부(312)는 그것의 원단부(314)에 비해 중심부(284)에 가깝게 위치된다. 각 부 스트럿(294)의 기단부(312)는 교차점(316)에서 기단부(292)에 부착된다. 주변부(288)를 향해 주 스트럿(292)을 따라 있는 각 연속 교차점(316)은 거리 D의 간격으로 떨어진다. 한 변형에서 거리 D는 일정하며, 다른 변형에서 거리 D는 변한다. 부 스트럿(294)은 주 스트럿(292)의 제 1 면(308)으로부터 연장된 부 스트럿(294)이 서로에 관해 실질적으로 평행하도록, 그리고 제 2 면(310)으로부터 연장된 부 스트럿(294)이 서로에 관해 실질적으로 평행이면서 동시에 부 스트럿(294)의 모든 원단부(314)가 주변부(288)까지 연장되도록 배열된다. 분기 세그먼트(290)들 사이에 위치된 주 스트럿(296)은 그것들이 인접한 부 스트럿(294)과 실질적으로 평행이도록 위치된다.
부 스트럿(294)은 예를 들어 용접, 납땜, 핀고정, 볼트고정 또는 리벳고정에 의해 분기 세그먼트(290) 안의 주 스트럿(292)에 부착된다. 또는, 주 스트럿(292)은 축방향으로 연장된 슬롯(도시하지 않음)과 함께 제공된다. 슬롯은 변형 부 스트럿을 수용할 수 있는 크기로 만들어진다. 변형 부 스트럿은 V-형을 가지도록 변형된다. 결과적으로, 변형 부 스트럿은, 변형 부 스트럿이 슬롯을 통해 통과될 때 주 스트럿과의 교차점을 형성하는 각진 변형 부 스트럿의 정점을 갖는 2개의 원단부를 가진다. 슬롯은 본 분야에 잘 공지된 방법에 의해, 용접 또는 납땜하지 않고 변형 부 스트럿을 확실하게 고정하도록 적합하게 된다. 이 다른 구성은 변형 부 스트럿이 실질적으로 고정되기는 하지만 스트레스 집중을 만들지 않으면서 열구배에 반응하여 충분히 자유롭게 팽창 또는 수축할 것이기 때문에 유리하다.
이제 도 15에 대해 언급하면, 지지 구조물(318)의 또 다른 변형이 묘사된다. 지지 구조물(318)은 원형 단면을 갖는 허브(322)로서 도 15에 예시된 중심부(320)을 포함한다. 물론 중심부(320)은 허브(322)일 필요는 없지만, 예를 들어 단일 교차점일 수는 있다. 게다가, 지지 구조물(318)의 전체적인 모양은 원형일 필요가 없다. 중심부(320)은 지지 구조물의 기하 중심과 반드시 일치할 필요가 없다. 중심부는 중앙 교차점 또는 허브이며, 지지 구조물의 기하 중심일 수도 그렇지 않을 수도 있다. 지지 구조물(318)은 외주변부(326)를 한정하는 외부 고리(324)를 포함한다. 지지 구조물(318)은 중심부(320) 주위로 배향되고 문자 B로 지정된 6개의 주 스트럿(328)을 포함한다. 주 스트럿(328)은 각각 기단부(330) 및 원단부(332)를 가진다. 기단부(330)는 원단부(332)에 비하여 중심부(320)에 가깝게 위치된다. 각 주 스트럿(328)은 그것의 기단부(330)에서 외부 고리(322)에 연결되어 교차점(334)을 형성하고, 그것의 원단부(332)에서 외부 고리(324)에 연결되어 외부고리(324)와의 교차점(336)을 형성한다. 주 스트럿은 바람직하게 방사상이며, 용접, 납땜, 텅과 슬롯 또는 본원에 설명되거나 당업자에게 공지된 다른 방법의 어떤 조합에 의해 허브(322) 및 외부 고리에 부착될 수 있다.
지지 구조물(318)은 또한 도 15에서 문자 A로 지정된 외팔보 스트럿(338)을 포함한다. 나타낸 대로, 2개의 외팔보 스트럿(338)이 주 스트럿(328)들 사이에 위치되지만, 본 발명은 그렇게 제한되지 않으며, 적어도 1개의 외팔보 스트럿(338)이 주 스트럿(328)들 사이에 제공되기만 하면 된다. 각 외팔보 스트럿(338)은 외팔보 스트럿(338) 원단부(340)에서 외부 고리(324)에 연결되어 교차점(341)을 형성하고 중심부(320)를 향하여 연장되지만, 기단부(342)는 중심부(320)에 연결되지 않는다. 중심부(320) 근처에서 지지 구조물(318)을 통한 공기 흐름을 과도하기 억제하는 것을 방지하기 위해서 외팔보 스트럿(338)은 허브(322)와의 교차를 잠깐 멈추며, 이 경우 전형적으로 스트럿은 함께 더 가까운 간격으로 떨어진다. 바람직하게는, 외팔보 스트럿(338)은 중심부(320)에 관해 방사상이며, 주 스트럿(328) 및 외팔보 스트럿(338)과 외부 고리(324)의 교차점(336,341)은 외부 고리(324) 주위에서 동일한 간격으로 떨어진다. 6개의 주 스트럿(328) 및 12개의 외팔보 스트럿(338)이 묘사되지만, 본 발명은 그렇게 제한되지 않으며, 어떤 개수도 본 발명의 범위 내이다.
더 나아가서, 본 발명은 선택적으로, 자유로운 열팽창, 축하중 전달 및 스트럿의 고정 유지를 허락하는, 지지 구조물 주변부에 있는 연소기 실린더 또는 외부 고리에 대한 지지 구조물의 개별 스트럿의 연결 또는 하중 전달 배열을 제공한다. 본 발명의 이런 선택적 양태가 이제 도 16 및 도 17을 참조하여 설명될 것이다.한 변형에 따라서, 지지 구조물(344)은 복수의 스트럿(346)을 포함한다. 각 스트럿(346)이 플랜지(350)를 포함하는 원단부(348)을 갖는 것을 제외하고, 지지 구조물(344) 스트럿(346)은 설명된 대로 배열될 수 있다. 플랜지(350)는 스트럿(340)과 통합식으로 형성되거나 거기에 부착되어 축방향에 수직인 방향에서 봤을 때 실질적으로 T-형인 원단부(348)를 제공하며, 이로써 플랜지 또는 T-단부(350)는 스트럿(346)의 폭 이상 연장된 각 단부에 돌기(352)를 가진다. 한 변형에서는 또한 원단부(348)가 축방향에서 봤을 때 T-형이며, 이로써 플랜지(350) 또는 T-단부는 스트럿(346)의 두께 이상 연장된 각 단부에 돌기를 가진다. T-단부는 스트럿(346)과 동일한 두께일 수 있거나, 또는 스트럿(346)의 두께에 비해 더 얇은 막대일 수 있다. 각 스트럿(346)의 단부에서 돌기의 확장은 구체적인 디자인에 의존한다.
지지 구조물(344)은 스트럿(346) 중 1개의 외부 단부를 지나 취해진 흐름축에 수직인 단면도인 도 17에 나타낸 대로, 촉매(356)를 보유한 외부 격납용기(354)에 설치된다. 외부 격납용기(354)는 촉매(356)를 통과하여 먼저 흐른 후 스트럿 배열로 구성된 촉매 지지 구조물(344)을 통해 흐르는 고속 기체 흐름(358)을 가진다. 지지 구조물(344)은 가로대(360) 상에 지지된다. 스트럿(346)의 플랜지(350)는 익스팬션 슬롯(362) 내에 함유된다. 스트럿(346)은 외부 격납용기(354)에 비해 자유롭게 열 팽창 및 수축하며, 이것은 스트럿(346)을 방사상 방향 R을 따라서 익스팬션 슬롯(362)으로 내몰 것이다. 본 발명의 이 양태의 더 이상의 장점은, 만일 순환 피로나 다른 피로 방식으로 인해 스트럿(346)이 지지 구조물의 다른 부분으로부터 분리되는 경우 플랜지 또는 T-단부(350)가 스트럿(346)이 익스팬션 슬롯(362)을 빠져나오는 것을 허락하지 않을 것이므로, 스트럿(346)이 이 구조물을 빠져나올 수 없다는 것이다. 익스팬션 슬롯(362)은 외부 격납용기(354) 또는 외부 고리 안에 슬롯을 형성한 후 수용부(366)를 부착함에 의해 형성된다. 스트럿(346)의 원단부(348)에서의 플랜지 구성은 다른 요소들, 특히 하류에 위치된 터빈에 대한 유리체 손상의 가능성을 감소시킨다.
스트럿 원단부 연결의 다른 변형이 도 18a 및 도 18b에 보여진다. 이 변형에서, 지지 구조물(369)의 스트럿(368)은 상술된 플랜지(370) 또는 T-단부를 포함한다. 그러나, 지지 구조물(369)은 외부 고리(372)를 포함하고, 각 스트럿(368)은 외부 격납용기와 직접 연결되는 대신 외부 고리(372)와 연결된다. 외부 고리(372)는 내면(374) 및 외면(376)을 포함한다. 개구(378)가 외부 고리(372)에 형성되고, 플랜지(370) 또는 T-단부가 개구(378)를 통해 통과된다. 수용부(380)는 외면(376)에 부착되어 익스팬션 슬롯(382)을 형성한다. 스트럿(386)은 익스팬션 슬롯(382) 안에 보유된다. 도 18a의 윗 도면이 도 18b에 보여지는데, 이것은 갭(384)이 익스팬션 슬롯(382)에 제공되어 스트럿(368)의 움직임을 도모하는 것을 예시한다. 또한, 이 변형은 스트럿(368)을 보유하고 유리체 손상이 일어나는 것을 방지하는데 유리하다.
스트럿 원단부 연결부의 다른 변형이 도 19에 보여진다. 이 변형에서, 지지 구조물(388)의 스트럿(386)은 스트럿(386) 원단부(392)에 T-단부 또는 플랜지(394)를 형성하는 2개의 노치(390)를 포함한다. 이 스트럿 배열은 스트럿(386)을 외부 고리(396) 또는 외부 격납용기에 연결하는데 사용될 수 있다. 외부 고리(396)는내면(397) 및 외면(398)을 포함한다. 개구(399)가 외부 고리(396)에 형성되고, 플랜지(394) 또는 T-단부가 개구(399)를 통해 통과된다. 수용부(395)는 외면(398)에 부착되어 플랜지(394)를 보유하는 익스팬션 슬롯(382)을 형성한다. 갭(391)이 익스팬션 슬롯(393)에 제공되어 스트럿(386)의 움직임을 도모한다. 또한, 이 변형은 축방향으로 스트럿(386)을 보유하고 유리체 손상이 일어나는 것을 방지하는데 유리하다. 이전의 변형과 유사하게, 이 변형의 스트럿(386)은 외부 격납용기 또는 외부 고리에 비해, 방사상 방향으로 스트럿(386)이 실질적으로 자유롭게 움직이고 팽창 및 수축하도록 허락하며, 고정 유지를 제공하고, 스트럿 전위를 일으키며, 제작을 용이하게 한다.
스트럿 원단부 연결부의 다른 변형이 도 20a 및 도 20b에 보여진다. 이 변형에서, 지지 구조물(403)의 스트럿(401)은 스트럿(401)의 원단부(407)에서 적어도 1개의 슬롯(405)을 포함한다. 외부 고리 또는 다른 부재(409)가 슬롯으로 통과되어 스트럿(401)을 보유한다. 도 20a 및 도 20b는 직사각형 모양의 슬롯을 나타내지만, 본 발명은 그렇게 제한되지 않는다. 슬롯(405)은 어떤 모양일 수도 있다. 예를 들어, 슬롯(405)은 원형 단면을 갖는 와이어와 같은 부재(409)를 수용할 수 있는 원형일 수 있다. 슬롯(405)은 스트럿(401)을 보유할 수 있는 크기로 만들어진다. 또한, 슬롯(405)은 스트럿(401)이 보유되지만, 열팽창, 열수축 또는 다른 움직임에 반응하여 방사상 방향(411)으로 실질적으로 자유롭게 팽창하도록 적합하게 된다. 스트럿(401)이 축방향(413)으로 하중을 반작용시킬 수 있다는 것이 분명하다.
본 발명의 구성 재료는 철-기재 합금, 스테인레스 스틸, 니켈, 크롬 및 코발트의 합금과 같은 고강도 합금 또는 초합금 또는 이것들과 다른 재료의 어떤 조합일 수 있다. 추가로, FeCrAl 및 NiCrAl과 같은 알루미늄을 함유하는 합금이 내산화성을 제공하기 위해서 사용될 수 있다. 제조 방법은 원하는 부착 지점에서 각 스트럿을 용접, 납땜, 볼트고정, 핀고정 또는 리벳고정하는 것일 수 있다. 또는 달리, 본 구조물은 기계 밀링, 전극 방전 기계가공 등을 포함하는 어떤 적합한 기계가공 기술에 의해 재료의 단일 블럭으로부터 기계로 만들어질 수 있다. 게다가, 본 발명의 축 지지 구조물은 캐스트될 수도 있다.
바람직한 양태에서, 스트럿은 0.2 내지 3.0인치, 바람직하게 0.4 내지 2.75인치, 가장 바람직하게 0.75 내지 2.75인치의 축방향 폭 또는 치수를 가진다. 두께 및 축폭은 지지될 축력 및 축방향으로 강력한 지지를 유리하게 제공하도록 하는 다른 디자인 세부사항에 의존할 것이며, 촉매로부터의 축하중을 상쇄하는 것이 바람직하다. 더욱이, 본 발명의 스트럿은 0.010 내지 0.200인치, 바람직하게 0.02 내지 0.100인치, 가장 바람직하게 0.040 내지 0.080인치의 스트럿 두께를 가진다. 비교하여, Dalla Betta 등의 U.S. 특허 No. 6,116,014에 설명된 선행 기술의 벌집형 구조물에서 재료의 재료 두께는 전형적으로 0.005 내지 0.020이며, 아마도 0.050 만큼 커질 것이다. 본 발명의 스트럿 디자인의 이점은 그것의 스트럿이 벌집형 디자인과 비교하여 증가된 두께를 가진다는 것이다. 산화는 작업 온도에서 두께와 무관하게 동일한 양까지 시간에 따라서 재료의 두께를 감소시킬 것이다. 심지어 적은 양의 산화도 금속 구조물의 상당한 약화를 가져올 수 있다. 따라서,이전의 얇은 지지 부재 디자인의 경우 이런 손실은 두께의 상당한 부분을 나타낼 수 있는데, 반면 본 발명의 두꺼운 스트럿은 산화에 덜 영향받거나 덜 민감하며, 이로써 지지 구조물의 수명이 연장될 것이다.
추가로, 두꺼운 스트럿은 또한 열구배에 대한 더 높은 내성을 갖는 구조물을 제공하는데 유리하다. 또한, 본 디자인의 증가된 스트럿 두께는 금속 합금의 증가된 크립 강도를 가져올 것으로 여겨진다.
본 발명의 다른 이점은 촉매와의 높은 양 접촉에 비해 그것의 낮은 흐름 차단이다. 또, 본 발명의 방사상에 가까운 스트럿 패턴은 주변부를 둘러싼 권선형 촉매와 접촉하고 있을 때 매우 잘 작동한다. 유리하게, 본 발명의 축 지지체를 통한 공기 흐름은, 그것의 거의 방사상으로 배치된 스트럿이 전체 스트럿 길이에 걸쳐 효과적으로 주변부를 둘러싼 권선형 촉매 호일과 접촉하기 때문에 촉매 호일 접촉량에 비해 매우 낮은 제약을 가진다. 이것은 실질적인 지지 재료 부분이 촉매 호일과 접촉하지 않거나 또는 매우 불균일한 방식으로 접촉하는 선행 기술에 비하여 이점이다. 더욱이, 단순한 방사선 스트럿에 대해 일어날 수 있는 것처럼, 감소된 스트럿 간격은 주변부에 비해 중심부 근처에서 과잉의 흐름 차단을 일으키지 않는다. 요약해서, 상대적으로 가깝고 균일한 접촉 위치로 인해 촉매 호일과의 낮은 접촉 스트레스를 가지고 공기 흐름을 과도하게 제한하지 않는 스트럿 배열이 제공된다. 스트럿 배열은 기체 흐름의 매우 낮은 교란을 초래하면서 동시에 촉매 호일과의 접촉 지지를 높은 양으로 유지한다. 본 발명의 촉매 구조물의 채널을 통한 축 지지 구조물의 배열은 기체 흐름에 대한 최소저항 및 기체 흐름에 대한 최소제한을 제공한다.
선행 기술의 벌집형 축 지지체에 비하여 본 발명 디자인의 이점은 불균일한 기체 온도에 노출되었을 때 발생되는 열스트레스의 결여이다. 도 2에 보이는 대로, 각 스트럿의 원단부는 가로대(10) 또는 도 5의 다른 지지 장치에 걸려있음으로써 축(공기 흐름)방향으로 지지되지만, 방사상 및 주변부 방향으로 움직이는 것은 자유롭다. 이 방식으로, 각 스트럿은 제한 없이 필요에 따라 자유롭게 열팽창함으로써 스트럿에 열스트레스를 일으키지 않는다. 열스트레스는 현행 디자인에서 피로(또는 축 지지체의 단속 또는 영구 변형)를 초래한다고 알려졌기 때문에 이것은 특히 유리하다. 이들 내구성 문제는 모두 본 발명의 스트럿 배열에 의해 개선된다.
일관된 높은 품질의 구성요소를 제조하는 개선된 능력이 본 발명의 또 다른 이점이다. 예를 들어, 현행 디자인과 비교하여 재료를 결합하는데 필요한 더 적은 장소들이 제조성을 개선시킨다. 또한, 본 발명의 디자인은 선택적으로 하위-구성요소들로부터 제조하는 것보다는 오히려 캐스팅에 의해 생산될 수 있다. 이것은 이 종류의 구성요소를 제조하는 더욱 일관되고 제어된 방법을 제공하며, 또한 보다 나은 크립 강도를 가질 수 있는 합금으로부터의 구성을 허락한다.
5개의 상이한 구성요소 디자인을 평가하는 시험이 수행되었다. 이것은 많은 상이한 색을 갖는 무지개처럼 이 시험이 다수의 상이한 배열을 평가했기 때문에 "레인보우 테스트"라고 한다. 상이한 배열들은 도 21에 나타낸 대로 축 지지 구조물의 1/6 세그먼트를 채우는 각 스트럿 두께를 갖는 5개의 상이한 스트럿 두께로구성되었다. 축 지지 구조물(400)은 두께 0.105인치의 스트럿(402), 두께 0.085인치의 스트럿(404), 두께 0.063인치의 스트럿(406), 두께 0.050인치의 스트럿(408) 및 두께 0.037인치의 스트럿(410)으로 구성되었다. 각 경우에, 스트럿 분리는 모든 섹션에서 동일한 접촉 스트레스를 얻도록 적합하게 되었다.
이 "레인보우" 축 지지체 배열은 촉매 연소 촉매용 지지체로서 작용하는 축 지지체와 함께 가스 터빈 연소기에 설치되었다. 작업 조건에서 36시간의 총노출 및 4회 풀-로드 트립을 사용한 13회 시작/중지 후, 가스 터빈 연소기에 설치된 열영상 카메라에 의해 작업 동안 레인보우 스트럿의 시각적 관찰을 통해 한 과열지대가 관찰되었다. 이 과열 위치는 2개의 0.105인치 두께 스트럿의 조인트에 있는 매우 얇은 용접 위치와 상관 있었다. 과도하게 두꺼운 조인트가 흐름 프로파일의 붕괴를 일으켜 촉매 및 스트럿의 고열을 초래했는지 측정되었다. 다른 손상이나 과열 징후는 시험 후에 축 지지체 상에서 또는 열영상 카메라로부터 관찰되지 않았다. 레인보우 시험은 명목상의 디자인 뿐만 아니라 예상된 디자인 공간 이상 및 이하의 디자인을 커버하도록 디자인되었으므로 시험은 디자인 한계를 확인했다. 이 시험의 결론은 본 디자인이 상당한 이점을 제공하며, 열스트레스를 보상하는데 특히 잘 적합하게 되었다는 것이다.
유한 요소 분석 및 수명 예측이 본 발명의 스트럿 배열 디자인의 장기 내구성을 더 증명하기 위해서 사용되었다. 유한 요소 모델(412)이 도 22에 보여진다. 이 모델(412)을 사용하여 본 발명의 스트럿 디자인의 낮은 순환 피로, 크립, 파열 및 비틀림 안정성을 컴퓨터로 계산했다. 이 평가에 대한 연소기 기하구조 및 작업조건은 가장 어려운 잠재적 용도로서 선택되었다. 분석 결과는 본 시스템이 가스 터빈 연소기에서의 용도에 대한 매우 우수한 안정성 한계를 가진다는 것을 증명한다. 압력 부하로 인한 동등한 스트레스 분포는 우수한 내구성에 대한 승인된 한계 이하였다. 유한 요소 분석 및 수명 예측을 요약하면, 열 저순환 피로 수명이 630회 이상의 부하 사이클에 대해 적합했다는 것을 알았다. 3.3배의 작업 응력 범위에서, 크랙을 억제하기 위해서 제작된 재료의 시험은 630외 사이클을 측정한다. 더욱이, 부분 침투 조인트로부터 시작하는 파쇄는 작업 수명을 제한하지 않는다. Y 조인트 내의 단지 2/3 침투에 있어서, 3,250 순환이 스트럿 두께를 통해 크랙을 성장시키는데 필요하다. 이 구조물 내의 스트레스는 10,000 시간 작업에서 파쇄가 일어나는 것의 대략 1/2이며, 이것은 허용가능한 파쇄 한계를 나타낸다. 또, 크립 편향은 8,000시간 후 약 0.21인치일 것으로 추정되며, 선행 디자인 이하일 것으로 예상된다. 게다가, 휨에 있어서 긴 얇은 스트럿의 비틀림 안정성이 분석되었고, 우수한 안정성을 나타내는 작업 압력의 7배에서 불안정하게 되었다.
완성된 본 발명물이 도 23에 보여지는데 여기서 본 발명의 지지 구조물(416)을 갖는 촉매 연소기 단위(414)가 촉매를 보유하는데 사용된다. 본 발명의 지지 구조물은 촉매 연소기 단위의 출구에서 볼 수 있다. 여기에 설명된 대로, 본 발명은 다수의 이점을 제공한다. 특히, 본 발명의 지지 구조물은 촉매를 통한 공기 흐름의 제한을 감소시키고, 촉매 호일에 대한 균일한 지지를 제공하며, 스트레스 집중을 저하시키고, 스트럿이 국부적 열구배에 반응하여 자유롭게 팽창 및 수축하도록 한다.

Claims (144)

  1. 중심부;
    중심부 주위로 배향되어 외주변부에 의해 둘러싸인 적어도 2개의 분기 세그먼트
    를 포함하며; 여기서 각 분기 세그먼트는 복수의 스트럿을 포함하고; 각 스트럿은 기단부 및 원단부를 가지며; 각 스트럿의 원단부는 주변부까지 연장되고;
    여기서 한 스트럿의 기단부는 중심부에 연결되고 각 연속 스트럿은 연속 스트럿의 기단부에서 선행 스트럿에 연결됨으로써 교호하는 연속 스트럿들이 서로 실질적으로 평행하게 된 외부 격납용기 내에 배치되는 지지 구조물.
  2. 제 1 항에 있어서, 교호하는 연속 스트럿들 간에 한정된 거리는 실질적으로 일정한 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  3. 제 1 항에 있어서, 한 분기 세그먼트의 적어도 하나의 연속 스트럿은 다른 분기 세그먼트의 적어도 하나의 연속 스트럿과 평행한 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  4. 제 1 항에 있어서, 외주변부는 실질적으로 원을 한정하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  5. 제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 스트럿은 실질적으로 방사상인 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  6. 제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 스트럿은 적어도 하나의 벤드를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  7. 제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 연속 스트럿은 직선인 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  8. 제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 연속 스트럿은 적어도 하나의 벤드를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  9. 제 1 항에 있어서, 각 연속 스트럿은 선행 스트럿의 기단부로부터 어떤 거리를 두고 선행 스트럿에 연결된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  10. 제 9 항에 있어서, 거리는 일정한 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  11. 제 1 항에 있어서, 각 스트럿은 축방향으로 하중을 반작용시키도록 적합하게 된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  12. 제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 스트럿은 엘보를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  13. 제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 스트럿은 그것의 원단부가 주변부과 실질적으로 수직이도록 하는 엘보를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  14. 제 1 항에 있어서, 각 연속 스트럿은 선행 스트럿의 원단부와 연속 스트럿의 원단부 간에 위치된 각으로 선행 스트럿에 연결된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  15. 제 14 항에 있어서, 각은 분기 세그먼트 전체에서 일정한 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  16. 제 1 항에 있어서, 중심부는 실질적으로 주변부의 중심부에 위치된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  17. 제 1 항에 있어서, 중심부는 허브인 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  18. 제 17 항에 있어서, 허브는 하중을 전달하기 위한 스핀들을 수용하도록 적합하게 된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  19. 제 17 항에 있어서, 허브는 상류에 위치된 제 2 지지 구조물로 하중을 전달하도록 적합하게 된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  20. 제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 스트럿은 파형인 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  21. 제 20 항에 있어서, 적어도 하나의 파형 스트럿은 중심부에 연결된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  22. 제 20 항에 있어서, 적어도 하나의 파형 스트럿은 다른 스트럿에 연결된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  23. 제 20 항에 있어서, 파형 스트럿에 연결된 연속 스트럿은 랩 조인트로 연결된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  24. 제 20 항에 있어서, 적어도 하나의 연속 스트럿은 랩 조인트로 선행 스트럿에 연결된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  25. 제 1 항에 있어서, 1개의 스트럿만 슬립 조인트로 중심부에 연결된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  26. 제 25 항에 있어서, 중심부에 연결된 1개 스트럿의 기단부는 적어도 하나의 텅을 포함하며; 중심부는 적어도 하나의 텅을 수용하도록 적합하게 된 적어도 하나의 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  27. 제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 연속 스트럿은 슬립 조인트로 선행 스트럿에 연결된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  28. 제 27 항에 있어서, 선행 스트럿은 적어도 하나의 슬롯을 포함하고, 적어도 하나의 연속 스트럿의 기단부는 적어도 하나의 텅을 포함하며, 적어도 하나의 연속 스트럿의 텅은 선행 스트럿의 슬롯 안에 수용된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  29. 제 1 항에 있어서, 분기 세그먼트를 둘러싼 외부 고리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  30. 제 29 항에 있어서, 외부 고리는 실질적으로 방사상 방향으로 형성된 복수의 봉우리 및 골을 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  31. 제 30 항에 있어서, 원단부는 골에서 외부 고리에 연결된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  32. 제 29 항에 있어서, 중심부 또는 적어도 하나의 연속 스트럿에 연결된 1개의 스트럿만 슬립 조인트로 외부 고리와 연결된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  33. 제 1 항에 있어서, 적어도 한 스트럿의 원단부는 플랜지를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  34. 제 33 항에 있어서, 익스팬션 슬롯을 갖는 외부 고리를 더 포함하며, 플랜지가 익스팬션 슬롯 내에 수용됨으로써 적어도 하나의 스트럿이 보유되지만 익스팬션 슬롯 내에서 방사상 방향으로 실질적으로 자유롭게 움직이도록 한 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  35. 제 1 항에 있어서, 적어도 한 스트럿의 원단부는 T-단부를 형성하는 적어도 2개의 노치를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  36. 제 35 항에 있어서, 익스팬션 슬롯을 갖는 외부 고리를 더 포함하며, T-단부가 익스팬션 슬롯 내에 수용됨으로써 스트럿이 보유되지만 익스팬션 슬롯 내에서 방사상 방향으로 실질적으로 자유롭게 움직이도록 한 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  37. 제 1 항에 있어서, 적어도 한 스트럿의 원단부는 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  38. 제 37 항에 있어서, 슬롯을 통해 통과된 외부 고리를 더 포함함으로써 원단부가 보유되지만 방사상 방향으로 실질적으로 자유롭게 움직이도록 한 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  39. 제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 스트럿은 적어도 브레이즈 러그로 중심부에 연결된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  40. 제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 연속 스트럿은 적어도 브레이즈 러그로 선행 스트럿에 연결된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  41. 제 39 항 또는 제 40 항에 있어서, 브레이즈 러그는 적어도 2개의 플랜지, 적어도 2개의 플랜지와 연결된 스트럿 수용부, 적어도 2개의 플랜지와 연결된 적어도 2개의 태브, 및 스트럿 수용부와 연결된 적어도 1개의 태브를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  42. 제 1 항에 있어서, 원단부들 중 적어도 일부는 외부 격납용기에 연결된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  43. 제 42 항에 있어서, 원단부들 중 적어도 일부는 슬립 조인트로 외부 격납용기에 연결된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  44. 제 1 항에 있어서, 원단부들 중 적어도 일부는 각각 플랜지를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  45. 제 44 항에 있어서, 외부 격납용기는 익스팬션 슬롯을 포함하며, 플랜지가 익스팬션 슬롯 내에 수용됨으로써 그것이 보유되지만 익스팬션 슬롯 내에서 방사상 방향으로 실질적으로 자유롭게 움직이도록 한 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  46. 제 1 항에 있어서, 원단부들 중 적어도 일부는 각각 T-단부를 형성하는 적어도 2개의 노치를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  47. 제 46 항에 있어서, 외부 격납용기는 익스팬션 슬롯을 포함하며, T-단부가 익스팬션 슬롯 내에 수용됨으로써 그것이 보유되지만 익스팬션 슬롯 내에서 방사상 방향으로 실질적으로 자유롭게 움직이도록 한 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  48. 중심부;
    중심부 주위로 배향되어 주변부에 의해 둘러싸인 적어도 3개의 분기 세그먼트
    를 포함하고; 각 분기 세그먼트는
    원단부 및 기단부를 가지며; 기단부에서 중심부과의 교차점을 가지고 원단부에서 주변부까지 연장된 주 스트럿;
    복수의 부 스트럿
    을 포함하며; 각 부 스트럿은 기단부 및 적어도 하나의 원단부를 가지며; 부 스트럿의 기단부에서 주 스트럿과의 교차점을 가지고 부 스트럿의 원단부에서 주변부까지 연장된 지지 구조물.
  49. 제 48 항에 있어서, 외주변부는 실질적으로 원을 한정하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  50. 제 48 항에 있어서, 중심부는 실질적으로 주변부의 중심부에 위치된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  51. 제 48 항에 있어서, 주 스트럿은 실질적으로 방사상인 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  52. 제 48 항에 있어서, 주 스트럿은 적어도 하나의 벤드를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  53. 제 48 항에 있어서, 적어도 하나의 부 스트럿은 직선인 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  54. 제 48 항에 있어서, 적어도 하나의 부 스트럿은 적어도 하나의 벤드를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  55. 제 48 항에 있어서, 주 스트럿을 따라 있는 주 스트럿과 부 스트럿의 교차점은 실질적으로 동일한 간격으로 떨어진 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  56. 제 48 항에 있어서, 적어도 하나의 부 스트럿은 엘보를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  57. 제 48 항에 있어서, 적어도 하나의 부 스트럿은 그것의 원단부가 주변부과 실질적으로 수직이도록 하는 엘보를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  58. 제 48 항에 있어서, 주 스트럿은 엘보를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  59. 제 48 항에 있어서, 부 스트럿은 부 스트럿들 간에 실질적으로 일정한 거리를 한정하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  60. 제 48 항에 있어서, 인접한 부 스트럿들은 실질적으로 동일한 간격으로 떨어진 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  61. 제 48 항에 있어서, 주 스트럿은 제 1 면 및 제 2 면을 포함하며; 주 스트럿의 제 1 면으로부터 연장한 부 스트럿들은 실질적으로 서로 평행하고, 주 스트럿의 제 2 면으로부터 연장한 부 스트럿들은 실질적으로 서로 평행한 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  62. 제 61 항에 있어서, 주 스트럿은 다른 분기 세그먼트의 적어도 하나의 부 스트럿과 실질적으로 평행한 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  63. 제 48 항에 있어서, 중심부는 허브인 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  64. 제 63 항에 있어서, 허브는 하중을 전달하기 위한 스핀들을 수용하도록 적합하게 된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  65. 제 63 항에 있어서, 하중은 상류에 위치된 제 2 지지 구조물로 전달되는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  66. 제 48 항에 있어서, 주 스트럿은 파형인 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  67. 제 66 항에 있어서, 주 스트럿과 각 부 스트럿의 교차점은 랩 조인트인 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  68. 제 48 항에 있어서, 적어도 하나의 부 스트럿은 파형인 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  69. 제 68 항에 있어서, 파형 부 스트럿에 연결된 부 스트럿들은 랩 조인트로 연결된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  70. 제 48 항에 있어서, 중심부와 주 스트럿의 교차점은 슬립 조인트인 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  71. 제 70 항에 있어서, 주 스트럿의 기단부는 적어도 하나의 텅을 포함하며; 중심부는 적어도 하나의 텅을 수용하도록 적합하게 된 적어도 하나의 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  72. 제 48 항에 있어서, 주 스트럿과 각 부 스트럿의 교차점은 슬립 조인트인 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  73. 제 72 항에 있어서, 주 스트럿은 적어도 하나의 슬롯을 포함하고, 부 스트럿의 기단부는 적어도 하나의 텅을 포함하며, 부 스트럿의 텅은 주 스트럿의 슬롯 안에 수용된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  74. 제 72 항에 있어서, 주 스트럿은 적어도 하나의 슬롯을 포함하고, 부 스트럿은 굽은형으로 적어도 2개의 원단부를 포함하며, 부 스트럿은 주 스트럿의 슬롯 안에 수용된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  75. 제 48 항에 있어서, 분기 세그먼트들 사이에 위치된 적어도 하나의 부 스트럿을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  76. 제 75 항에 있어서, 분기 세그먼트들 사이에 위치된 적어도 하나의 주 스트럿은 적어도 하나의 부 스트럿과 실질적으로 평행한 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  77. 제 75 항에 있어서, 분기 세그먼트들 사이에 위치된 적어도 하나의 주 스트럿은 적어도 하나의 부 스트럿으로부터 동일한 간격으로 떨어진 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  78. 제 75 항에 있어서, 적어도 하나의 부 스트럿 및 분기 세그먼트들 사이에 위치된 적어도 하나의 주 스트럿은 적어도 하나의 부 스트럿과 분기 세그먼트들 사이에 위치된 적어도 하나의 주 스트럿 간에 실질적으로 일정한 거리를 한정하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  79. 제 48 항에 있어서, 분기 세그먼트를 둘러싼 외부 고리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  80. 제 79 항에 있어서, 외부 고리는 복수의 봉우리 및 골을 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  81. 제 80 항에 있어서, 주 스트럿 및 부 스트럿 모두의 원단부는 실질적으로 방사상 방향으로 형성된 골에서 외부 고리에 연결된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  82. 제 79 항에 있어서, 적어도 하나의 주 스트럿 또는 적어도 하나의 부 스트럿은 슬립 조인트를 통해 외부 고리와 연결된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  83. 제 48 항에 있어서, 적어도 하나의 주스트릿 또는 적어도 하나의 부스트릿의 원단부는 플랜지를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  84. 제 83 항에 있어서, 익스팬션 슬롯을 갖는 외부 고리를 더 포함하며, 플랜지가 익스팬션 슬롯 내에 수용됨으로써 스트럿이 보유되지만 익스팬션 슬롯 내에서 방사상 방향으로 자유롭게 움직이도록 한 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  85. 제 48 항에 있어서, 적어도 하나의 주 스트럿 또는 부 스트럿의 원단부는 T-단부를 형성하는 적어도 2개의 노치를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  86. 제 85 항에 있어서, 익스팬션 슬롯을 갖는 외부 고리를 더 포함하며, T-단부가 익스팬션 슬롯 내에 수용됨으로써 스트럿이 보유되지만 익스팬션 슬롯 내에서 방사상 방향으로 실질적으로 자유롭게 움직이도록 한 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  87. 제 48 항에 있어서, 적어도 하나의 주 스트럿 또는 부 스트럿의 원단부는 적어도 하나의 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  88. 제 87 항에 있어서, 슬롯을 통해 통과된 외부 고리를 더 포함함으로써 원단부가 보유되지만 방사상 방향으로 실질적으로 자유롭게 움직이도록 한 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  89. 제 48 항에 있어서, 중심부와 주 스트럿의 교차점은 브레이즈 러그를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  90. 제 89 항에 있어서, 브레이즈 러그는 적어도 2개의 플랜지, 적어도 2개의 플랜지와 연결된 스트럿 수용부, 적어도 2개의 플랜지와 연결된 적어도 2개의 태브, 및 스트럿 수용부와 연결된 적어도 1개의 태브를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  91. 중심부;
    중심부를 둘러싼 외부 고리;
    중심부에 연결된 기단부 및 외부 고리에 연결된 원단부를 각각 갖는 복수의 주 스트럿;
    외부 고리에 연결된 원단부 및 중심부를 향해 연장된 기단부를 각각 갖는 복수의 외팔보 스트럿
    을 포함하는 지지 구조물.
  92. 제 91 항에 있어서, 적어도 하나의 외팔보 스트럿이 주 스트럿들 사이에 위치된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  93. 제 91 항에 있어서, 주 스트럿들은 실질적으로 방사상인 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  94. 제 91 항에 있어서, 외팔보 스트럿들은 실질적으로 방사상인 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  95. 제 91 항에 있어서, 중심부는 허브인 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  96. 제 91 항에 있어서, 중심부는 실질적으로 외부 고리의 중심부에 위치된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  97. 중심부;
    중심부를 둘러싼 외부 고리;
    중심부 주위로 배열된 복수의 스트럿을 포함하고; 복수의 스트럿의 각 스트럿은 기단부 및 원단부를 가지며; 각 원단부는 외부 고리에 연결되고; 제 1 부분 스트럿들은 그것들의 기단부에서 중심부에 연결되며;
    여기서 외부 고리에 연결된 적어도 하나의 스트럿이 외부 고리에서 이동가능하게 연결됨으로써 적어도 하나의 스트럿의 원단부가 외부 고리에 비해 실질적으로자유롭게 움직이도록 한 지지 구조물.
  98. 제 97 항에 있어서, 각 스트럿은 축방향으로 하중을 반작용시키도록 적합하게 된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  99. 제 97 항에 있어서, 제 2 부분 스트럿들을 더 포함하며; 제 2 부분의 적어도 하나의 스트럿이 그것의 기단부에서 다른 스트럿에 연결됨으로써 제 2 부분의 적어도 하나의 스트럿의 기단부가 다른 스트럿에 비해 실질적으로 자유롭게 움직이도록 한 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  100. 제 97 항에 있어서, 제 1 부분의 적어도 하나의 스트럿이 중심부에 연결됨으로써 제 1 부분의 적어도 하나의 스트럿의 기단부가 중심부에 비해 실질적으로 자유롭게 움직이도록 한 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  101. 제 97 항에 있어서, 복수의 스트럿은 중심부 주위로 배향된 분기 세그먼트 안에 배열된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  102. 제 97 항에 있어서, 중심부는 실질적으로 외부 고리의 중심부에 위치된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  103. 제 97 항에 있어서, 외부 고리는 익스팬션 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  104. 제 103 항에 있어서, 익스팬션 슬롯은 외부 고리에 수용부를 부착시킴에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  105. 제 104 항에 있어서, 외부 고리는 외면 및 슬롯을 포함하며, 수용부는 슬롯에서 외부 고리의 외면에 부착된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  106. 제 97 항에 있어서, 외부 고리에 연결된 적어도 한 스트럿의 원단부는 플랜지를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  107. 제 106 항에 있어서, 플랜지는 익스팬션 슬롯 내에 이동가능하게 보유된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  108. 제 97 항에 있어서, 외부 고리에 연결된 적어도 한 스트럿의 원단부는 T-단부를 형성하는 적어도 2개의 노치를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  109. 제 108 항에 있어서, T-단부는 익스팬션 슬롯 내에 이동가능하게 보유된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  110. 제 97 항에 있어서, 외부 고리에 연결된 적어도 한 스트럿의 원단부는 적어도 하나의 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  111. 제 110 항에 있어서, 외부 고리가 슬롯을 통해 통과됨으로써 원단부가 보유되지만 방사상 방향으로 실질적으로 자유롭게 움직이도록 한 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  112. 중심부;
    중심부 주위로 배열된 복수의 스트럿을 포함하고; 복수의 스트럿의 각 스트럿은 기단부 및 원단부를 가지며, 각 원단부는 외부 격납용기에 연결되고; 제 1 부분 스트럿들은 그것들의 기단부에서 중심부에 연결되며;
    여기서 외부 격납용기에 연결된 적어도 하나의 스트럿이 외부 격납용기에 이동가능하게 연결됨으로써 적어도 하나의 스트럿의 원단부가 외부 격납용기에 비해 실질적으로 자유롭게 움직이도록 한, 외부 격납용기 내에 배치되는 지지 구조물.
  113. 제 112 항에 있어서, 각 스트럿은 축방향으로 하중을 반작용시키도록 적합하게 된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  114. 제 112 항에 있어서, 제 2 부분 스트럿들을 더 포함하며; 제 2 부분의 적어도 하나의 스트럿이 그것의 기단부에서 다른 스트럿에 연결됨으로써 제 2 부분의 적어도 하나의 스트럿의 기단부가 다른 스트럿에 비해 실질적으로 자유롭게 움직이도록 한 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  115. 제 112 항에 있어서, 제 1 부분의 적어도 하나의 스트럿이 중심부에 연결됨으로써 제 1 부분의 적어도 하나의 스트럿의 기단부가 중심부에 비해 실질적으로 자유롭게 움직이도록 한 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  116. 제 112 항에 있어서, 복수의 스트럿은 중심부 주위로 배향된 분기 세그먼트 안에 배열된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  117. 제 112 항에 있어서, 중심부는 실질적으로 지지 구조물의 중심부에 위치된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  118. 제 112 항에 있어서, 외부 격납용기는 익스팬션 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  119. 제 118 항에 있어서, 익스팬션 슬롯은 외부 격납용기에 수용부를 부착시킴에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  120. 제 119 항에 있어서, 외부 격납용기는 외면 및 슬롯을 포함하며, 수용부는 슬롯에서 외부 격납용기의 외면에 부착된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  121. 제 112 항에 있어서, 외부 격납용기에 연결된 적어도 한 스트럿의 원단부는 플랜지를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  122. 제 121 항에 있어서, 플랜지는 익스팬션 슬롯 내에 이동가능하게 보유된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  123. 제 112 항에 있어서, 외부 격납용기에 연결된 적어도 한 스트럿의 원단부는 T-단부를 형성하는 적어도 2개의 노치를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  124. 제 123 항에 있어서, T-단부는 익스팬션 슬롯 내에 이동가능하게 보유된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  125. 제 112 항에 있어서, 외부 격납용기에 연결된 적어도 한 스트럿의 원단부는 적어도 하나의 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  126. 제 125 항에 있어서, 외부 격납용기에 연결된 적어도 한 스트럿의 원단부가슬롯에서 연결됨으로써 원단부가 보유되지만 방사상 방향으로 실질적으로 자유롭게 움직이도록 한 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  127. 중심부;
    중심부 주위로 배열된 복수의 스트럿을 포함하고; 복수의 스트럿의 각 스트럿은 기단부 및 원단부를 가지며; 제 1 부분 스트럿들은 그것들의 기단부에서 중심부에 연결되고; 제 2 부분 스트럿들은 제 2 부분의 각 스트럿이 그것의 기단부에서 다른 스트럿에 연결되며;
    여기서 제 1 부분의 적어도 하나의 스트럿은 그것의 기단부가 중심부에 비해 실질적으로 자유롭게 움직이도록 연결되고; 제 2 부분의 적어도 하나의 스트럿은 그것의 기단부가 다른 스트럿에 비해 자유롭게 움직이도록 연결된, 외부 격납용기 내에 배치되는 지지 구조물.
  128. 제 127 항에 있어서, 외부 고리를 더 포함하며; 원단부는 외부 고리에 연결된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  129. 제 127 항에 있어서, 적어도 하나의 스트럿이 그것의 원단부에서 외부 고리에 연결됨으로써 적어도 하나의 스트럿의 원단부가 외부 고리에 관해 실질적으로 자유롭게 움직이도록 한 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  130. 제 127 항에 있어서, 원단부는 외부 격납용기에 연결된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  131. 제 127 항에 있어서, 적어도 하나의 스트럿이 그것의 원단부에서 외부 격납용기에 연결됨으로써 적어도 하나의 스트럿의 원단부가 외부 격납용기에 관해 실질적으로 자유롭게 움직이도록 한 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  132. 제 127 항에 있어서, 복수의 스트럿은 중심부 주위로 배향된 분기 세그먼트 안에 배열된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  133. 중심부;
    중심부 주위의 분기 세그먼트 안에 배열된 복수의 스트럿을 포함하며;
    여기서 인접한 스트럿들 간의 거리는 실질적인 촉매 부분에 관해 실질적으로 균일한 접촉 스트레스를 제공하는 촉매용 지지 구조물.
  134. 중심부;
    복수의 스트럿을 포함하고; 각 스트럿은 기단부 및 원단부를 가지며; 복수의 스트럿이 중심부 주위로 배열됨으로써 각 스트럿이 온도 변화에 따라 그것의 원단부 또는 기단부에서 실질적으로 자유롭게 팽창 또는 수축하도록 한 지지 구조물.
  135. 제 134 항에 있어서, 복수의 스트럿은 중심부 주위로 배향된 적어도 2개의 분기 세그먼트 안에 배열된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  136. 제 135 항에 있어서, 복수의 스트럿을 둘러싼 주변부를 더 포함하며;
    여기서 각 분기 세그먼트는
    기단부 및 원단부를 가지며; 주 스트럿의 기단부는 중심부와의 교차점을 가지고; 주 스트럿은 그것의 원단부에서 주변부까지 연장된, 주 스트럿;
    기단부 및 원단부를 각각 가지고; 각 부 스트럿의 기단부는 주 스트럿과의 교차점을 가지고; 각 부 스트럿의 원단부에서 주변부까지 연장된, 복수의 부 스트럿
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  137. 중심부;
    중심부를 둘러싼 외주변부;
    중심부 주위로 배향된 적어도 2개의 분기 세그먼트를 형성하는 복수의 스트럿
    을 포함하며; 여기서 각 분기 세그먼트는
    기단부 및 원단부를 가지며; 제 1 스트럿의 기단부는 중심부에 연결되고 그것의 원단부에서 주변부까지 연장된, 제 1 스트럿;
    기단부 및 원단부를 가지며; 제 2 스트럿의 기단부는 제 1 스트럿에 연결되고 그것의 원단부에서 주변부까지 연장된, 적어도 제 2 스트럿
    을 포함하는 지지 구조물.
  138. 제 137 항에 있어서, 기단부 및 원단부를 갖는 제 3 스트럿을 더 포함하며; 제 3 스트럿의 기단부가 제 2 스트럿에 연결됨으로써 제 3 스트럿이 제 1 스트럿과 실질적으로 평행하게 되며 제 1 스트럿으로부터 어떤 거리로 떨어지게 되고; 제 3 스트럿은 그것의 원단부에서 주변부까지 연장된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  139. 제 138 항에 있어서, 기단부 및 원단부를 갖는 제 4 스트럿을 더 포함하며; 제 4 스트럿의 기단부가 제 3 스트럿에 연결됨으로써 제 4 스트럿이 제 2 스트럿과 실질적으로 평행하게 되며 제 2 스트럿으로부터 어떤 거리로 떨어지게 되고; 제 4 스트럿은 그것의 원단부에서 주변부까지 연장된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  140. 제 139 항에 있어서, 기단부 및 원단부를 갖는 제 5 스트럿을 더 포함하며; 제 5 스트럿의 기단부가 제 4 스트럿에 연결됨으로써 제 5 스트럿이 제 3 스트럿과 실질적으로 평행하게 되며 제 3 스트럿으로부터 어떤 거리로 떨어지게 되고; 제 5 스트럿은 그것의 원단부에서 주변부까지 연장된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  141. 제 140 항에 있어서, 기단부 및 원단부를 갖는 제 6 스트럿을 더 포함하며; 제 6 스트럿의 기단부가 제 5 스트럿에 연결됨으로써 제 6 스트럿이 제 4 스트럿과실질적으로 평행하게 되며 제 4 스트럿으로부터 어떤 거리로 떨어지게 되고; 제 6 스트럿은 그것의 원단부에서 주변부까지 연장된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  142. 제 141 항에 있어서, 기단부 및 원단부를 갖는 적어도 제 7 스트럿을 더 포함하며; 제 7 스트럿의 기단부가 제 6 스트럿에 연결됨으로써 제 7 스트럿이 제 5 스트럿과 실질적으로 평행하게 되며 제 5 스트럿으로부터 어떤 거리로 떨어지게 되고; 제 7 스트럿은 그것의 원단부에서 주변부까지 연장된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  143. 제 137 항에 있어서, 거리는 대략 일정한 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
  144. 제 137 항에 있어서, 중심부는 실질적으로 지지 구조물의 중심부에 위치된 것을 특징으로 하는 지지 구조물.
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