(57)【要約】【課題】バケットカバープレート保持のための装置を提供する。【解決手段】１つの実施形態では、システムは、タービンエンジン（１０）を含み、タービンエンジン（１０）は、第１の環状構成として配置された複数ブレード（４０）を有するタービンロータ（４２）を備えたタービン段を含む。タービンエンジン（１０）はまた、タービンロータ（４２）及びブレード（４０）間の接合部に沿って第２の環状構成として配置された複数カバープレート（５４）を含む。タービンエンジン（１０）はさらに、タービン段に結合された複数ラグ（６０）と、ラグ（６０）に結合されてカバープレート（５４）をタービン段に対して保持する第１のリング（７４）とを含む。【選択図】      図９
2010196701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンエンジン（１０）を含み、前記タービンエンジン（１０）が、
第１の環状構成として配置された複数のブレード（４０）を有するタービンロータ（４２）を含むタービン段と、
前記タービンロータ（４２）及びブレード（４０）間の接合部に沿って第２の環状構成として配置された複数のカバープレート（５４）と、
前記タービン段に結合された複数のラグ（６０）と、
前記複数のラグ（６０）に結合されて前記複数のカバープレート（５４）を前記タービン段に対して保持する第１のリング（７４）と、を含む、
システム。
【請求項２】
前記複数のラグ（６０）が、対向する軸方向側面間で前記タービン段を貫通して軸方向に延び、また
前記複数のラグ（６０）が、前記対向する軸方向側面の両方上に前記カバープレート（５４、１０４）を固定する、
請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記複数のラグ（６０）が各々、それぞれの該ラグ（６０）を前記タービン段に向けて内向きに付勢するように構成された弾性形状部を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記第１のリング（７４）が、複数の第１の相互連結形状部（７８）を含み、また
前記第１のリング（７４）が、前記第１の相互連結形状部（７８）が前記複数のラグ（６０）を少なくとも部分的に捕捉するまで、前記タービン段の回転軸線の周りで第１の方向（９２）に回転するように構成される、
請求項１記載のシステム。
【請求項５】
複数の第２の相互連結形状部（８４）を有する第２のリング（７６）を含み、
前記第２のリング（７６）が、前記第２の相互連結形状部（８４）が前記複数のラグ（６０）を少なくとも部分的に捕捉するまで、前記タービン段の回転軸線の周りで第２の方向（９４）に回転するように構成され、
前記第１及び第２の方向（９２、９４）が、互いに対向しており、また
前記第１及び第２の相互連結形状部（７８、８４）の各対が、前記第１及び第２のリング（７４、７６）の両方の回転後に各それぞれの前記ラグ（６０）の対向する円周方向側面の周りに配置される、
請求項４記載のシステム。
【請求項６】
前記第１のリング（７４）が、第３の環状構成を形成した第１の複数のリングセグメントに分割され、また
前記第２のリング（７６）が、第４の環状構成を形成した第２の複数のリングセグメントに分割される、
請求項５記載のシステム。
【請求項７】
タービン段を含み、前記タービン段が、
軸部（７０）と前記軸部（７０）よりも大きい寸法にされた頭部（７２）とを有するラグ（６０）を含み、
前記軸部（７０）及び頭部（７２）が、カバープレート（５４）を貫通して延びるように構成され、また
前記ラグ（６０）が、前記カバープレート（５４）及び頭部（７２）間に相互連結形状部（７８）を受けて該カバープレート（５４）を前記タービン段に対して保持するように構成される、
システム。
【請求項８】
前記タービン段のタービンロータ（４２）及びブレード（４０）間の接合部に沿って第１の環状構成として配置された複数のカバープレート（５４）を含み、
前記タービン段が、第２の環状構成として配置された複数のラグ（６０）を含み、また
各前記ラグ（６０）が、それぞれの前記カバープレート（５４）及び該ラグ（６０）の頭部（７２）間にそれぞれの前記相互連結形状部（７８）を受けるように構成される、
請求項７記載のシステム。
【請求項９】
前記相互連結形状部（７８）を有する第１のリング（７４）を含む、請求項７記載のシステム。
【請求項１０】
前記第１のリング（７４）と相互連結するように構成された第２のリング（７６）を含み、
前記第１及び第２のリング（７４、７６）が、対向する方向（９２、９４）に回転して前記ラグ（６０）を捕捉する、
請求項９記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示した主題は、ガスタービンエンジンに関し、より具体的には、バケットカバープレートに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ガスタービンエンジンは、加圧空気及び燃料の混合気を燃焼させて高温燃焼ガスを生成する。燃焼ガスは、１つ又はそれ以上のタービン段を通って流れて負荷及び／又は圧縮機のための動力を発生することができる。各タービン段は、中心ロータの周りで円周方向に配置されたカバープレートを備えた多数のバケットを含むことができる。保守整備の間に、カバープレートをバケットに固定するために使用しているあらゆるボルト、ねじ、ピン又はその他のファスナがガスタービンエンジン内に脱落する不都合が生じることがある。例えば、一部の保守整備作業では、タービンの様々な構成要素にアクセスするためにカバープレートを取外す必要がある。そのような作業は一般的に、カバープレートをバケットに固定しているファスナを取外すステップを含む。従って、多くのカバープレートファスナが使用されていればいるほど、取外しの間に又は取外し後にこれらのファスナがタービン内に脱落することになる可能性がより大きくなる。ファスナがタービンのアクセス不能区域内に落込んだ場合には、幾つかの部品を取外すために更なる分解が必要となり、それによってタービン運転を遅らせかつ保守整備コストを増大させるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６，１９０，１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
その技術的範囲が本来特許請求している発明に相応する特定の実施形態を以下に要約している。これらの実施形態は、本特許請求した本発明の技術的範囲を限定することを意図するものではなく、むしろこれらの実施形態は本発明の可能な形態の簡潔な要約を提供することのみを意図している。言うまでもなく、本発明は、以下に述べる幾つかの実施形態と同様又は異なるものとすることができる多様な形態を含むことができる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の実施形態では、システムは、タービンエンジンを含み、タービンエンジンは、第１の環状構成として配置された複数ブレードを有するタービンロータを備えたタービン段を含む。タービンエンジンはまた、タービンロータ及びブレード間の接合部に沿って第２の環状構成として配置された複数カバープレートを含む。タービンエンジンはさらに、タービン段に結合された複数ラグと、ラグに結合されてカバープレートをタービン段に対して保持する第１のリングとを含む。
【０００６】
第２の実施形態では、システムは、タービン段を含み、タービン段は、軸部と該軸部よりも大きい寸法にされた頭部とを有するラグを含む。軸部及び頭部は、カバープレートを貫通して延びるように構成され、またラグは、カバープレート及び頭部間に相互連結形状部を受けて該カバープレートをタービン段に対して保持するように構成される。
【０００７】
第３の実施形態では、システムは、タービン段を含み、タービン段は、複数ラグを少なくとも部分的に捕捉して複数カバープレートを保持するように構成された第１の組の相互連結形状部を備えた第１のリングを含む。
【０００８】
本発明のこれらの及びその他の特徴、態様並びに利点は、図面全体を通して同じ参照符号が同様の部分を表す添付図面を参照して以下の詳細な説明を読む時、より良好に理解されるようになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本技術の特定の実施形態による、取付け部品の数量を最少にしたカバープレートのための軸方向保持システムを備えたタービンを有するタービンシステムのブロック図。
【図２】本技術の特定の実施形態による、図１に示すタービンシステムの断面側面図。
【図３】本技術の特定の実施形態による、図２の線３−３で囲まれたタービンセクションの断面側面図。
【図４】本技術の特定の実施形態による、図３の線４−４で囲まれたカバープレート及び軸方向保持リング組立体の断面側面図。
【図５】本技術の特定の実施形態による、図４に示すような軸方向保持リング組立体の一部分の係合前の前面図。
【図６】本技術の特定の実施形態による、図４に示すような軸方向保持リング組立体の一部分の係合後の前面図。
【図７】本技術の特定の実施形態による、ラグがその中の孔を貫通している図３に示すようなロータ及びバケットに結合されたカバープレートの斜視図。
【図８】本技術の特定の実施形態による、第１のリングがラグに結合されている図３に示すようなロータ及びバケットに結合されたカバープレートの斜視図。
【図９】本技術の特定の実施形態による、第２のリングがラグに結合されている図３に示すようなロータ及びバケットに結合されたカバープレートの斜視図。
【図１０】本技術の特定の実施形態による、第１のカバープレートと実質的に対向するロータの軸方向側面上でラグが第２のカバープレートに結合されているロータ及びラグの別の実施形態の詳細断面側面図。
【図１１】本技術の特定の実施形態による、第２の軸方向保持リング組立体によってラグが第２のカバープレートに対して固定されているロータ及びラグのさらに別の実施形態の詳細断面側面図。
【図１２】本技術の特定の実施形態による、ロータの実質的に対向する軸方向側面上の１つのカバープレートからもう１つのカバープレートまで湾曲ラグが延びているロータ及びラグのさらに別の実施形態の詳細断面側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の１つ又はそれ以上の特定の実施形態について、以下に説明する。これら実施形態の簡潔な説明を行うために、本明細書では、実際の実施態様の全ての特徴については説明しないことにする。あらゆる工学技術又は設計プロジェクトにおけるのと同様にあらゆるそのような実際の実施態様の開発では、多数の実施態様仕様の決定を行って、実施態様間で変化する可能性があるシステム関連及びビジネス関連制約条件の順守のような開発者の特定の目標を達成するようにしなければならないことを理解されたい。さらに、そのような開発努力は、複雑なものとなりかつ時間がかかる可能性があるが、それにも拘わらず、本開示の利点を有する当業者には、設計、組立及び製造の定型業務であることになることを理解されたい。
【００１１】
本発明の様々な実施形態の要素を紹介する場合に、数詞のない表現は、その要素の１つ又はそれ以上が存在することを意味しようとしている。「含む」、「備える」及び「有する」という用語は、記載した要素以外の付加的要素が存在し得ることを包含しかつ意味することを意図している。
【００１２】
本開示の実施形態では、最少の部品数でカバープレートをタービン段構成要素（例えば、ロータ、バケット、その他のカバープレート等々）に対して軸方向に固定することができる。連結部品数を最少にすることにより、保守整備の間に部品がタービンエンジン内に脱落する可能性を減少させることができる。特定の実施形態では、カバープレートを、ロータに結合したラグによりタービン段に対して固定することができる。各ラグは、軸部と該軸部よりも大きい寸法にされた頭部とを含むことができる。ラグは、カバープレート内の孔を貫通し、カバープレート及びラグの頭部間で該ラグを捕捉する相互連結形状部を介して、該カバープレートをロータに対して固定することができる。他の実施形態では、ラグは、頭部をバケットに向けて付勢する湾曲軸部を含むことができる。この構成では、ラグの頭部は、相互連結形状部を押圧し、それによってカバープレートをバケット上に保持することができる。さらに別の実施形態では、可能な限りラグと共にリング組立体を使用して、カバープレートをタービン段に対して固定することができる。リング組立体は、相互連結した時に孔を形成する１対の相互連結リングを含むことができる。ラグは、これらの孔を貫通して、カバープレートをロータに対して固定することができる。例えば、第１及び第２のリングは、対向する円周方向に回転してラグを捕捉しかつ固定することができる。さらに別の実施形態では、カバープレートを、バケット及び／又は他のカバープレートに結合したラグを用いて軸方向に固定することができる。
【００１３】
次に図面に移り、先ず図１を参照すると、ガスタービンシステム１０の実施形態のブロック図を示している。このブロック図は、燃料ノズル１２、燃料供給源１４及び燃焼器１６を含む。図示するように、燃料供給源１４は、燃料ノズル１２を介してタービンシステム１０に対する例えば天然ガスのような液体燃料及び／又は気体燃料を燃焼器１６内に送る。燃焼器１６は、燃料−空気混合気に点火しかつ該を混合気燃焼させ、次に高温加圧排気ガスをタービン１８内に送る。排気ガスは、タービン１８内のタービンブレードを通過し、それによってタービン１８を回転駆動する。本実施形態では、タービンブレードに隣接してカバープレートを取付けて、タービンブレードをシャフト１９に結合するロータに高温燃焼ガスが流入するのを阻止する。以下に詳述するように、タービンシステム１０の実施形態は、カバープレートをタービン１８の段に対して連結する部品数を減少させる特定の構造体及び構成要素をタービン１８内に含む。タービン１８内のブレード及びシャフト１９間の連結は、図示するように、これもまたタービンシステム１０全体の幾つかの構成要素に結合されたシャフト１９を回転させることになる。燃焼プロセスの排気は、最終的には排気出口２０を介してタービンシステム１０から流出することができる。
【００１４】
タービンシステム１０の実施形態では、圧縮機ベーン又はブレードが、圧縮機２２の構成要素として含まれている。圧縮機２２内のブレードは、シャフト１９に結合することができ、シャフト１９がタービン１８によって回転駆動されると回転することになる。圧縮機２２は、吸気口２４を介してタービンシステム１０に空気を吸込むことができる。さらに、シャフト１９は、負荷２６に結合することができ、負荷２６は、シャフト１９の回転によって動力を受けることができる。理解されるように、負荷２６は、タービンシステム１０の回転出力によって動力を発生することができる発電プラント又は外部機械負荷のようなあらゆる適当な装置とすることができる。例えば、負荷２６には、発電機、航空機のプロペラ等々を含むことができる。吸気口２４は、空気３０を低温吸気口のような適当な機構を介してタービンシステム１０内に吸込み、その後、空気３０は燃料ノズル１２によって供給燃料１４と混合される。以下に詳述するように、タービンシステム１０内に取込まれた空気３０は、圧縮機２２に供給しかつ該圧縮機２２内で回転ブレードによって加圧空気に加圧することができる。加圧空気は次に、矢印３２で示すように燃料ノズル１２内に供給することができる。燃料ノズル１２は次に、参照符号３４で示すように加圧空気及び燃料を混合して、例えば燃料をより完全に燃焼させて燃料を浪費しない又は過度なエミッションを発生させない燃焼のような燃焼に適した混合比を形成する。
【００１５】
図２は、タービンシステム１０の実施形態の断面側面図を示している。図示するように、本実施形態は、例えば６、８、１０又は１２個の燃焼器１６のような環状列の燃焼器１６に結合された圧縮機２２を含む。各燃焼器１６は、該各燃焼器１６に設置された燃焼域に空気−燃料混合気を供給する少なくとも１つの（例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０固又はそれ以上の）燃料ノズル１２を含む。燃焼器１６内での空気−燃料混合気の燃焼は、排気ガスが排気口２０に向かって流れる時にタービン１８内のベーン又はブレードを回転させることになる。以下に詳述するように、タービン１８の特定の実施形態は、カバープレートをタービン１８の段に対して連結する部品数を減少させる多様な独特の形状部を含んでいる。
【００１６】
図３は、図２の線３−３で囲まれたタービン１８の詳細断面図を示している。燃焼器１６からの高温ガスは、矢印３６で示すように、軸方向３５にタービン１８内に流入する。本実施形態に示したタービン１８は、３つのタービン段を含む。しかしながら、図３には、最初の２つの段のみを示している。他のタービン構成は、より多い又はより少ないタービン段を含むことができる。例えば、タービンは、１、２、３、４、５、６個又はそれ以上のタービン段を含むことができる。第１のタービン段は、タービン１８の周りで円周方向４１に実質的に等しい間隔を置いて配置されたノズル３８及びバケット４０を含む。第１段ノズル３８は、タービン１８に強固に取付けられかつ燃焼ガスをバケット４０に向けて導くように構成される。第１段バケット４０は、ロータ４２に取付けられ、ロータ４２は、バケット４０を通って流れる燃焼ガスによって回転駆動される。ロータ４２は次に、シャフト１９に結合され、シャフト１９は、圧縮機２２及び負荷２６を駆動する。燃焼ガスは次に、第２段ノズル４４及び第２段バケット４６を通って流れる。第２段バケット４６もまた、ロータ４２に結合される。最後に、燃焼ガスは、第３段ノズル及びバケット（図示せず）を通って流れる。燃焼ガスが各段を通って流れる時に、燃焼ガスによるエネルギーが、ロータ４２の回転エネルギーに変換される。各タービン段を通過した後に、燃焼ガスは、軸方向３５にタービン１８から流出する。
【００１７】
各第１段バケット４０は、翼形部４８、プラットフォーム５０及びシャンク５２を含む。カバープレート５４が、シャンク５２及びロータ４２に隣接して取付けられ、かつ軸方向３５及び半径方向３７の両方向に固定される。カバープレート５４は、高温燃焼ガスがロータ４２に流入するのを阻止するように構成されたシールつまりエンジェルウイング５６を含むことができる。カバープレート５４は、軸方向保持リング組立体５８及びラグ６０の組合せによりバケット４０に対して軸方向３５に固定される。以下に詳述するように、ラグ６０は、ロータ４２、シャンク５２、又はバケット４０の実質的に対向する軸方向側面の第２のカバープレートに結合することができる。軸方向３５に配向されたラグ６０は、カバープレート５４内の孔を貫通し、軸方向保持リング組立体５８によって固定される。軸方向保持リング組立体５８は、ラグ６０を捕捉するように構成された溝を有する単一のリングを含むことができる。それに代えて、軸方向保持リング組立体５８は、ラグ６０を囲む又は捕捉し、それによってカバープレート５４をバケット４０に対して固定する開口を形成するように構成された１対の相互連結リングを含むことができる。軸方向保持リング組立体５８はまた、高温燃焼ガスがカバープレート５４内の孔に流入するのを阻止することができる。いずれの構成でも、カバープレート５４は、保守整備の間にタービン１８内に脱落するおそれがあるボルト、ねじ又はピンを使用せずに軸方向に固定される。
【００１８】
図示するように、各カバープレート５４は、フック及びタブコネクタによって半径方向３７にバケット４０に対して固定される。具体的には、カバープレート５４は、該カバープレート５４の半径方向内側部分に設置されたフック６２を含む。フック６２は、ロータ４２上に配置されたタブ６４と相互連結するように構成される。このようにして、フック６２及びタブ６４間の接触は、回転タービンによる遠心力がカバープレート５４を半径方向外向きに付勢する時に、カバープレート５４の半径方向３７への移動を制限する。従って、カバープレート５４は、半径方向３７及び軸方向３５の両方向において固定される。
【００１９】
図４は、図３の線４−４で囲まれたラグ６０、カバープレート５４及び軸方向保持リング組立体５８の詳細断面側面図である。本実施形態では、ラグ６０は、ロータ４２に結合される。図示するように、カバープレート５４は、孔６６を含み、また軸方向保持リング組立体５８は、孔６８を含む。ラグ６０は、軸部７０と頭部７２とを含む。頭部７２の直径６７は、カバープレート孔６６の直径６９よりも小さい。この構成では、カバープレート５４は、孔６６をラグ６０と整列させかつカバープレート５４及びロータ４２を互いに向けて軸方向３５に移動させることによって、ロータ４２に隣接して配置することができる。その結果、ラグ６０は、カバープレート５４内の孔６６を通過して、該カバープレート５４を軸方向保持リング組立体５８によってロータ４２に対して固定することができるようになる。図示すように、軸方向保持リング組立体５８内の孔６８の直径７１は、軸部７０の直径７３よりも大きいが、頭部７２の直径６７よりは小さい。この構成では、軸方向保持リング組立体５８は、軸部７０を捕捉することができると同時に、頭部７２が、リング組立体５８の軸方向３５への移動を阻止する。さらに、軸部７０の長さ７５は、カバープレート５４の幅７７及び軸方向保持リング組立体５８の幅７９を組合せたものと実質的に同じである。従って、軸方向保持リング組立体５８が軸部７０に固定された時に、軸方向保持リング組立体５８は、該リング組立体５８及び頭部７２間の接触によってカバープレート５４の軸方向３５への移動を阻止する。その結果、カバープレート５４は、保守整備の間にタービン１８内に脱落するおそれがあるボルト、ねじ、ピン又はその他のファスナを使用せずに軸方向３５に固定される。
【００２０】
図５は、軸方向保持リング組立体５８の一部分の係合前の前面図を示している。軸方向保持リング組立体５８は、タービン段の全円周範囲（例えば、３６０°）の周りで延びるか又は複数セグメントに分割することができる。例えば、軸方向保持リング組立体５８は、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０個又はそれ以上のセグメントを含むことができる。さらに、軸方向保持リング組立体５８は、カバープレート５４をラグ６０に対して固定するフックを備えた単一のリング又はラグ６０を捕捉する１対の相互連結リングを含むことができる。図５に示す構成は、ラグ６０を捕捉しかつカバープレート５４をタービン段に対して固定するように構成された１対の相互連結リングを有する軸方向保持リング組立体５８を表している。具体的には、軸方向保持リング組立体５８は、第２のリング７６と相互連結するように構成された第１のリング７４を含む。第１のリング７４は、フック８０及びノッチ８２を有する第１の相互連結形状部７８を含む。第２のリング７６は、溝８６、タブ８８及び凹部９０を有する第２の相互連結形状部８４を含む。第１の相互連結形状部７８は、第２の相互連結形状部８４と噛合って、ラグ６０を捕捉しかつカバープレート５４をロータ４２に対して固定するように構成される。具体的には、リング７４及び７６を相互連結するために、第１のリング７４は、タービンシステム１０の回転軸線の周りで円周方向４１に沿って方向９２に回転される。同様に、第２のリング７６は、タービンシステム１０の回転軸線の周りで円周方向４１に沿って方向９２と実質的に対向する方向９４に回転される。フック８０は、溝８６内に嵌合するように構成され、またタブ８８は、ノッチ８２内に嵌合するように構成される。以下に詳述するように、第１の相互連結形状部７８が第２の相互連結形状部８４と係合した時に、凹部９０は、ラグ６０を捕捉するように構成された孔６８を形成する。この構成では、カバープレート５４は、保守整備の間にタービン１８内に脱落するおそれがある複数のピン、ボルト又はその他のファスナを使用せずにタービン段に固定し、それによってそのような脱落ファスナを除去するための費用及び時間がかかる分解の発生可能性を排除することができる。
【００２１】
図６は、軸方向保持リング組立体５８の一部分の係合後の前面図を示している。図示するように、フック８０は、溝８６内に配置され、またタブ８８は、ノッチ８２内に配置される。凹部９０、タブ８８及びノッチ８２は、ラグ６０を捕捉するように構成された孔６８を形成する。第１の相互連結形状部７８及び第２の相互連結形状部８４の様々な構成要素間の係合は、リング７６に対するリング７４の半径方向３７の移動を阻止する。しかしながら、第２のリング７６に対する第１のリング７４の円周方向４１の回転を阻止するために、リング７４及び７６を貫通してダウエル９８を配置することができる。特定の実施形態では、ダウエル９８は、第２の相互連結形状部８４との第１の相互連結形状部７８の係合後に挿入することができる。ダウエル９８は、第１のリング７４を第２のリング７６に対して強固に取付ける構造体を含むことができる。この構成では、ドリル穿孔でダウエル９８を取除いて第１の相互連結形状部７８を第２の相互連結形状部８４から抜取って、軸方向保持リング組立体５８及びカバープレート５４を取外すことができる。各セグメント内に少なくとも１つのダウエル９８を配置した状態で、リング組立体５８の円周方向の周りに複数ダウエル９８を配置することができる。特定の実施形態では、セグメント当り１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０本又はそれ以上のダウエル９８を使用することができる。しかしながら、ダウエル９８の数を最少にすることにより、保守整備の間にダウエル９８がタービン１８内に脱落する可能性が減少する。従って、この構成は、最少数のファスナでカバープレート５４をタービン段に対して取付けて、それによって費用及び時間がかかるタービン分解の発生可能性を減少させるのを可能にする。
【００２２】
図７は、ロータ４２のセグメントに結合されたカバープレート５４の斜視図を示している。ロータ４２の１つのセグメントのみを示しているが、ロータ４２は、環状でありかつタービン１８の全周の周りに延びていることを理解されたい。さらに、図７には１つのカバープレート５４を示しているが、実施形態では、ロータ４２の円周範囲の周りで互いに当接した複数カバープレート５４を含むことができる。例えば、特定の実施形態では、全体としてロータ４２の周りで３６０°にわたって延びる５、１０、１５、２０、２５、３０個又はそれ以上のカバープレートを含むことができる。図示するように、カバープレート５４は、円周方向４１に延びて実質的に３つのバケット４０を覆う。他の実施形態では、１、２、３、４、５、６、７、８個又はそれ以上のバケット４０を実質的に覆うカバープレート５４を使用することができる。さらに、カバープレート５４の各円周方向端部１００は、バケット４０の円周方向端部１０２からオフセットしている。この構成では、カバープレート５４間の接合部は、バケット４０間の接合部と一致していない。この構成では、高温燃焼ガスがカバープレート接合部及びバケット接合部の両方を同時に通って流れることができないので、ロータ４２に対する熱保護の増大を可能にすることができる。
【００２３】
図３に関して説明した実施形態と同様に、ラグ６０は、ロータ４２に結合される。ラグ６０は、カバープレート５４内の孔６６を貫通してカバープレート５４をロータ４２に対して固定する。本実施形態は、３つのラグ６０を使用して各カバープレート５４をロータ４２に対して取付けている。別の構成は、カバープレート５４当り１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０個又はそれ以上のラグ６０を使用することができる。さらに、他の実施形態では、バケット４０のシャンク５２に対して一体形に結合したラグ６０を採用することができる。言い換えると、ラグ６０は、バケット製造工程時にバケット４０の一部として（つまり、単体部品として）形成することができる。このロータラグ構成と同様に、各バケット４０は、シャンク５２に結合された１、２、３、４、５、６個又はそれ以上のラグ６０を含むことができる。以下に詳述するように、さらに別の実施形態では、ロータ４２の実質的に対向する軸方向側面上に配置されたもう１つのカバープレートに結合されたラグ６０を採用することができる。
【００２４】
図８は、第１のリング７４を用いてロータ４２のセグメントに対して結合されたカバープレート５４の斜視図を示している。図示するように、第１のリング７４のセグメントを示している。特定の実施形態では、ロータ４２の全円周範囲の周りで延びる完全環状リング７４を採用することができる。別の実施形態では、ロータ４２の円周範囲の周りで各ラグ６０を捕捉する一連のリングセグメントを採用することができる。例えば、図示するように、１つのリングセグメントは、１つのカバープレート５４を貫通するラグ６０の全てを捕捉するように構成することができる。別のリングセグメントは、２、３、４、５、６、７、８、９、１０個又はそれ以上のカバープレート５４と関連するラグ６０の全てを捕捉するように構成することができる。さらに別の実施形態では、各カバープレート５４に関連するラグ６０の一部分のみを捕捉するリングセグメントを採用することができる。例えば、特定の実施形態では、カバープレート５４当り１、２、３、４、５個又はそれ以上のリングセグメントを使用することができる。
【００２５】
リング７４又は該リング７４の個々のセグメントは、第１の相互連結形状部７８をラグ６０と整列させかつリング７４又はそのセグメントの各々を方向９２に回転させることによってラグ６０に結合することができる。第１の相互連結形状部７８は、ラグ６０を捕捉し、それによってカバープレート５４を軸方向３５に固定するように構成される。特定の実施形態では、リング７４又はそのセグメントが単独で作動してカバープレート５４を固定するような単一リングシステムを採用することができる。例えば、ノッチ８２の直径は、ラグ６０の軸部７０の直径７３と実質的に同じにすることができる。ラグ６０の頭部７２の直径６７は、軸部７０の直径７３よりも大きいので、頭部７２及び第１の相互連結形状部７８間の相互作用は、リング７４の軸方向移動を制限し、それによってカバープレート５４を固定することができる。それに代えて、以下に詳述するように、第１のリング７４は、第２のリング７６と相互連結してラグ６０を捕捉しかつカバープレート５４をロータ４２に対して固定することができる。いずれの構成も、保守整備の間にタービン１８内に脱落するおそれがある部品の数を制限しながら、カバープレート５４を軸方向３５に効果的に固定する。
【００２６】
図９は、第１のリング７４及び第２のリング７６を含むリング組立体５８を用いてロータ４２のセグメントに対して結合されたカバープレート５４の斜視図を示している。前述したように、第１のリング７４は、第１の相互連結形状部７８を含み、また第２のリング７６は、第２の相互連結形状部８４を含む。特定の実施形態では、第２のリング７６は、第１のリング７４と同様にセグメントに分割することができる。リング７４の第１の相互連結形状部７８がラグ６０を捕捉した後に、第２のリング７６を取付けてカバープレート５４をロータ４２に対して固定することができる。具体的には、リング７６の第２の相互連結形状部８４は、ラグ６０及び第１の相互連結形状部７８と整列させることができる。リング７６又はそのセグメントは次に、第２の相互連結形状部８４が第１の相互連結形状部７８と係合するまで方向９４に回転させることができる。第１及び第２の相互連結形状部７８及び８４は、相互連結された時に孔６８を形成するように構成される。孔６８の直径７１は、軸部７０の直径７３よりも大きいが、頭部７２の直径６７よりも小さい。従って、頭部７２及びリング組立体５８間の相互作用は、リング組立体５８の軸方向移動を制限することができる。この構成では、リング組立体５８は、保守整備の間にタービン１８内に引っ掛かった状態になるおそれがある小部品を使用せずに、カバープレート５４をロータ４２に対して固定することができる。さらに、前述したように、リング７４及び７６に軸方向に貫通してダウエル９８を配置し、一方のリングの他方のリングに対する円周方向の回転を阻止することができる。
【００２７】
図１０は、第１のカバープレート５４と実質的に対向するロータ４２の軸方向側面上でラグ６０が第２のカバープレート１０４に結合されているロータ４２及びラグ６０の別の実施形態の詳細断面側面図である。具体的には、カバープレート５４は、ロータ４２の下流側（つまり、高温燃焼ガスの流れ方向で）軸方向側面上に取付けられ、他方、カバープレート１０４が、上流側軸方向側面上に取付けられる。この構成では、ラグ６０は、カバープレート１０４に対して強固に結合され、かつロータ４２の一方の軸方向側面から他方の軸方向側面まで延びる軸部７０を含む。延長ラグ６０は、ロータ４２内の孔１０６を貫通する。孔１０６の直径１０８は、ラグ６０の頭部７２の直径６７よりも大きくて、ラグ６０は、組立て時に孔１０６を貫通することができるようになる。上述した実施形態と同様に、ラグ６０は、カバープレート５４内の孔６６及び軸方向保持リング組立体５８内の孔６８を貫通する。この構成では、軸方向保持リング組立体５８が軸部７０に固定された時に、軸方向保持リング組立体５８は、該リング組立体５８及び頭部７２間の接触によってカバープレート５４の軸方向３５への移動を阻止する。さらに、カバープレート１０４は、ラグ６０に対して強固に固定されかつロータ４２に隣接して配置されるので、リング組立体５８及び頭部７２間の接触は、カバープレート１０４の軸方向移動を阻止する。その結果、カバープレート５４及び１０４は、保守整備の間にタービン１８内に脱落するおそれがあるボルト、ねじ、ピン又はその他のファスナを使用せずに軸方向３５に固定される。
【００２８】
図１１は、第２の軸方向保持リング組立体１１０によってラグ６０が第２のカバープレート１０４に対して固定されているロータ４２及びラグ６０のさらに別の実施形態の詳細断面側面図を示している。この構成では、ラグ６０は、第１の頭部７２と第２の頭部１１２を含む。前述した実施形態と同様に、ラグ６０は、カバープレート５４内の孔６６及び軸方向保持リング組立体５８内の孔６８を貫通する。さらに、ラグ６０は、カバープレート１０４内の孔１１４及び軸方向保持リング組立体１１０内の孔１１６を貫通する。軸方向保持リング組立体５８及び１１０が軸部７０の実質的に対向する端部に固定された時に、軸方向保持リング組立体５８及び１１０は、リング組立体５８及び頭部７２間の接触とリング組立体１１０及び頭部１１２間の接触とによってカバープレート５４及び１０４の軸方向３５への移動を阻止する。その結果、カバープレート５４及び１０４は、保守整備の間にタービン１８内に脱落するおそれがあるボルト、ねじ、ピン又はその他のファスナを使用せずに軸方向３５に固定される。さらに実施形態では、ラグ取付け点の組合せを採用することができる。例えば、特定の実施形態では、ロータ４２及びバケット４０に結合されたラグ６０を含むことができる。他の実施形態では、カバープレート５４からカバープレート１０４まで延びるラグ６０、またバケット４０に結合されたラグ６０を採用することができる。
【００２９】
特定の実施形態では、リング組立体５８をカバープレート５４に向けて付勢する湾曲ラグ又は弾性ラグを採用することができる。例えば、図１２は、湾曲ラグ６０がカバープレート５４からカバープレート１０４まで延びているロータ４２及びラグ６０のさらに別の実施形態の詳細断面側面図を示している。この図示した実施形態では、ラグ６０は、バケット４０のシャンク５２内の孔１１８を貫通する。図１２に見られるように、孔１１８及び１１４の形状は、特にラグ６０の湾曲形状に適応するように構成される。カバープレート取付けの方法は、湾曲ラグ６０に対して半径方向３７の力１２０を加えて湾曲度を減少させ、従って湾曲ラグ６０の長さを延長させるステップを含むことができる。次に、カバープレート５４及び１０４並びにリング組立体５８及び１１０を取付けることができる。次に、湾曲ラグ６０から力１２０を除去して、湾曲ラグ６０によりリング組立体５８及び１１０をそれぞれカバープレート５４及び１０４に向けて付勢するようにすることができる。ロータ４２及びバケット４０に結合したラグ６０について、同様な構成を採用することができる。それに代えて、弾性ラグ６０を採用して、リング組立体５８及び１１０をそれぞれカバープレート５４及び１０４に向けて付勢することができる。弾性ラグは、ラグ６０がその長手方向軸線に沿って伸長するのを可能にする材料で構成することができる。湾曲ラグ６０の場合と同様に、組立て時に、リング組立体５８及び１１０の取付けに先立って、力を加えて弾性ラグ６０を軸方向３５に伸長させることができる。リング組立体５８及び１１０をロータ４２に対して固定した後に、力を除去して、弾性ラグ６０がリング組立体５８及び１１０をそれぞれカバープレート５４及び１０４に向けて付勢するようにさせることができる。この構成により、リング組立体５８及び１１０の保持を強化することができる。
【００３０】
さらに別の実施形態では、別の相互連結システムを採用してカバープレート５４をロータ４２に対して固定することができる。例えば、別のセグメントリングは、半径方向内向き方向に配向されかつ該リングの周りで円周方向に間隔を置いて配置された相互連結形状部を含むことができる。カバープレート５４を取付けるために、その別のリングのセグメント内の相互連結形状部は、ラグ６０と整列させることができる。次にリングは、各相互連結形状部がラグを捕捉するように、半径方向内向きに向けることができる。この構成は、保守整備の間にタービン１８内に脱落するおそれがある部品の数を減少させることができる。さらに別の実施形態では、ラグ６０を捕捉してカバープレート５４を軸方向３５に固定するように構成されたさらに別の相互連結システムを採用することができる。
【００３１】
本明細書は最良の形態を含む実施例を使用して、本発明を開示し、また当業者が、あらゆる装置又はシステムを製作しかつ使用しまたあらゆる組込み方法を実行することを含む本発明の実施を行うことを可能にもする。本発明の特許性がある技術的範囲は、特許請求の範囲によって定まり、また当業者が想到するその他の実施例を含むことができる。そのようなその他の実施例は、それらが特許請求の範囲の文言と相違しない構造的要素を有するか又はそれらが特許請求の範囲の文言と本質的でない相違を有する均等な構造的要素を含む場合には、特許請求の範囲の技術的範囲内に属することになることを意図している。
【符号の説明】
【００３２】
１０  ガスタービンシステム
１２  燃料ノズル
１４  燃料供給源
１６  燃焼器
１８  タービン
１９  シャフト
２０  排気口
２２  圧縮機
２４  吸気口
２６  負荷
３０  空気
３２  加圧空気
３４  混合気
３５  軸方向
３６  高温ガス
３７  半径方向
３８  第１段ノズル
４０  第１段バケット
４１  円周方向
４２  ロータ
４４  第２段ノズル
４６  第２段バケット
４８  翼形部
５０  プラットフォーム
５２  シャンク
５４  カバープレート
５６  エンジェルウイング
５８  軸方向保持リング組立体
６０  ラグ
６２  フック
６４  タブ
６６  カバープレートの孔
６７  頭部の直径
６８  軸方向保持リング組立体の孔
６９  カバープレート孔の直径
７０  ラグの軸部
７１  軸方向保持リング組立体孔の直径
７２  ラグの頭部
７３  軸部の直径
７４  第１のリング
７５  軸部の長さ
７６  第２のリング
７７  カバープレートの幅
７８  第１の相互連結形状部
７９  軸方向保持リング組立体の幅
８０  フック
８２  ノッチ
８４  第２の相互連結形状部
８６  溝
８８  タブ
９０  凹部
９２  第１の方向
９４  第２の方向
９８  ダウエル
１００  カバープレートの円周方向端部
１０２  バケットの円周方向端部
１０４  第２のカバープレート
１０６  ロータの孔
１０８  ロータ孔の直径
１１０  第２の軸方向保持リング組立体
１１２  ラグの第２の頭部
１１４  第２のカバープレートの孔
１１６  第２の軸方向保持リング組立体の孔
１１８  バケットシャンクの孔
１２０  力
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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