(57)【要約】【課題】バルブ（２０）用の冷却エンクロージャを提供する。【解決手段】本冷却エンクロージャは、少なくとも１つの長手方向に延びるシーム（３６）に沿って分離可能な一対のハウジング部分を有する細長いハウジング本体（３０）と一対の取外し可能なエンドプレート（４４、４６）とを含む。少なくとも１つの長手方向に延びるシーム（３６）に沿って係合した一対のハウジング部分を固定するための締結装置（４０、４２）が設けられる。同じ数のバルブ取付け具を収容する１以上のアパーチャ（５６）が設けられ、さらに冷却空気を冷却エンクロージャに供給しまた該冷却エンクロージャから除去する冷却空気入口及び出口開口（７０、６８）がハウジング本体又はエンドプレート内に設けられる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブ（２０）用の冷却エンクロージャであって、
少なくとも１つの長手方向に延びるシーム（３６）に沿って分離可能な一対のハウジング部分（３２、３４）を有する細長いハウジング本体（３０）と、
一対の取外し可能なエンドプレート（４４、４６）と、
前記少なくとも１つの長手方向に延びるシームに沿って係合した前記一対のハウジング部分を固定するための手段（４０、４２）と、
同じ数のバルブ取付け具を収容する１以上のアパーチャ（５６、５８又は６０）と、
前記ハウジング本体又はエンドプレート内に設けられて冷却空気を該冷却エンクロージャに供給しまた該冷却エンクロージャから除去する冷却空気入口及び出口開口（７０、６８）と
を含む冷却エンクロージャ。
【請求項２】
前記一対のハウジング部分が、第２の長手方向に延びるシーム（３６）に沿ってもまた分離可能である、請求項１記載の冷却エンクロージャ。
【請求項３】
前記少なくとも１つの及び第２の長手方向に延びるシーム（３６）が、前記一対のハウジング部分（３２、３４）のそれぞれの上面及び底面に沿って設置される、請求項２記載の冷却エンクロージャ。
【請求項４】
前記一対の取外し可能なエンドプレートを前記ハウジング本体に固定するための手段（４８、５０）を含む、請求項１記載の冷却エンクロージャ。
【請求項５】
前記一対の取外し可能なエンドプレート（４４、４６）の少なくとも１つが、前記一対のハウジング部分（３２、３４）の１つに形成されたスロット（５４）内に受入れ可能な少なくとも１つのガイドアーム（５２）を備える、請求項１記載の冷却エンクロージャ。
【請求項６】
前記取外し可能なエンドプレートの少なくとも１つ（４４）が、前記一対のハウジング部分（３２、３４）に形成されたスロット（５４）内に受入れ可能な少なくとも一対の軸方向に延びるガイドアーム（５２）を備える、請求項１記載の冷却エンクロージャ。
【請求項７】
前記１以上のアパーチャ（５６、５８、６０）が、前記少なくとも１つの長手方向に延びるシーム（３６）に沿って設置される、請求項１記載の冷却エンクロージャ。
【請求項８】
前記冷却空気入口及び出口開口（７０、６８）が、前記一対の取外し可能なエンドプレート（４６、４４）内にそれぞれ設置される、請求項１記載の冷却エンクロージャ。
【請求項９】
高温環境内に設置された少なくとも１つの燃焼器（１８）に対して液体燃料を供給するガスタービン燃料構成部品（２０）を冷却し、それによって該燃料構成部品内におけるコークス化を排除するためのシステムであって、当該システムが、
一対の整列シーム（３６）に沿って、該一対の整列シームに沿って互いに着脱可能に固定される２つの半割ハウジング部分（３２、３４）に分割された中空の開放端ハウジング本体（３０）と、
前記ハウジング本体に取外し可能に固定された一対のエンドプレート（４４、４６）と、
前記一対のエンドプレートの一方（４６）内に設けられた冷却空気入口（７０）と、
前記一対のエンドプレートの他方（４４）内に設けられた冷却空気出口（６８）と、
前記冷却空気入口に連結された冷却空気供給導管（７４）と
を備えており、前記エンドプレートの少なくとも１つ（４４）には、前記２つの半割ハウジング部分に形成されたそれぞれのスロット（５４）内にそれぞれ受けられた一対のガイドアーム（５２）が形成される、システム。
【請求項１０】
前記燃料構成部品が、パージバルブ（２０）を含み、
前記パージバルブ（２０）の少なくとも１つの取付け具を収容する少なくとも１つのアパーチャ（５６）が、前記シームの少なくとも１つに沿って設けられる、請求項９記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、総括的にはガスタービン技術に関し、また伝導及び放射加熱を受ける三方パージバルブのような液体燃料構成部品を冷却するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンは一般的に、天然ガス燃料で作動し、その場合に、ガスが入手可能でない期間においては、燃料オイル（一般的に、Ｎｏ．２蒸留液）が、緊急予備燃料として使用されることが多い。ガスタービンが天然ガス燃料で作動している時には、燃料オイルは一般的に、該ガスタービンの燃焼器ノズルに至る液体燃料ライン（例えば、パイピング／チュービング）内に残留している。液体燃料ライン内の停滞燃料オイルは、多くの場合、最大２００°Ｆのタービンコンパートメント空気温度及び最大８００°Ｆのタービン表面に曝される。
【０００３】
一般的に、ガスタービンは、該タービンの周りに配置された幾つかの燃焼器を有し、各燃焼器は、ガス燃料ノズル及び液体燃料ノズルを有する。タービンが一方のタイプの燃料で運転されている時、他方のタイプの燃料用のノズルは、該他方のタイプの燃料をパージされなければならない。従って、例えばタービンが燃料オイルでの運転から天然ガス燃料での運転に切り替えて戻された場合には、燃料オイル及び液体燃料ノズルは、パージされなければならない。時間の経過と共に、この燃料ノズル「パージ空気」は、液体燃料の補給供給がない状態での遮断バルブの上流を通しての漏洩のためにまた熱膨張及び収縮によってパイピング内の燃料オイルのレベルが低下するので、液体燃料ノズルに至る液体燃料パイピングの一分の部分を満たすようになる。放射、伝導及び対流熱の存在下でのパイピング系及びバルブ（例えば、チェックバルブ、ボールバルブ、スプールバルブ、パージバルブなど）の被覆表面上でのこの空気／オイル接触により、液体燃料パイピング内でコークス形成が生じて、流量の制限及びバルブの作動不能を引き起こす。コークス形成に必要な要因のいずれか１つを排除することにより、コークス化が防止されることになる。タービン内で燃料又は空気を排除することは現実的でないので、液体燃料ラインの加熱を排除し、それによって液体燃料ラインパイピング及びバルブ内でのコークス化の防止を行なうことが、有利であると言える。
【０００４】
コークス化を受ける領域にタービンコンパートメント冷却空気流を導く従来の試みが行なわれてきたが、十分な温度冷却を得ることはできなかった。一般的に、タービン内の燃焼器は、２０００°Ｆを遙かに超えた温度で作動する。燃焼器からの熱は、タービンエンクロージャ内に配置した燃料又はオイルのパイピング及びバルブのような構成部品に向かって放射される。コークス化を受ける構成部品に向けて冷却空気を導くことを含む、エンクロージャを換気する試みを行なった場合ですら、そのような構成部品の周りの空気温度は、依然として３００°Ｆであるのが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６０５００８１号明細書
【特許文献２】米国特許第６１４５２９４号明細書
【特許文献３】米国特許第６４３８９６３号明細書
【特許文献４】米国特許第６９１８２５５号明細書
【特許文献５】米国特許第７１１７６７５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、ガスタービン燃焼器の領域の高熱を受ける燃料構成部品、特にガスタービン三方パージバルブを冷却する有効な方法に対する必要性が依然として存在している。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１つの例示的であるが非限定的な実施形態では、本発明は、バルブ用の冷却エンクロージャに関し、本冷却エンクロージャは、少なくとも１つの長手方向に延びるシームに沿って分離可能な一対のハウジング部分を有する細長いハウジング本体と、一対の取外し可能なエンドプレートと、少なくとも１つの長手方向に延びるシームに沿って係合した一対のハウジング部分を固定するための手段と、同じ数のバルブ取付け具を収容する１以上のアパーチャと、ハウジング本体又はエンドプレート内に設けられて冷却空気を該冷却エンクロージャに供給しまた該冷却エンクロージャから除去する冷却空気入口及び出口開口とを含む。
【０００８】
別の態様では、本発明は、バルブ用の冷却エンクロージャに関し、本冷却エンクロージャは、一対の整列シームに沿って、該一対の整列シームに沿って互いに着脱可能に固定される２つの半割ハウジング部分に分割された中空の開放端ハウジング本体と、ハウジング本体に取外し可能に固定された一対のエンドプレートと、一対のエンドプレートの一方内に設けられた冷却空気入口と、一対のエンドプレートの他方内に設けられた冷却空気出口とを含み、エンドプレートの少なくとも１つには、２つの半割ハウジング部分に形成されたそれぞれのスロット内にそれぞれ受けられた一対の整列タブが形成される。
【０００９】
さらに別の態様では、本発明は、高温環境内に設置された少なくとも１つの燃焼器に対して液体燃料を供給する少なくとも１つのガスタービン燃料構成部品を冷却し、それによって該燃料構成部品内におけるコークス化を排除するためのシステムに関し、本システムは、一対の整列シームに沿って、該一対の整列シームに沿って互いに着脱可能に固定される２つの半割ハウジング部分に分割された中空の開放端ハウジング本体と、ハウジング本体に取外し可能に固定された一対のエンドプレートと、一対のエンドプレートの一方内に設けられた冷却空気入口と、一対のエンドプレートの他方内に設けられた冷却空気出口と、冷却空気入口に連結された冷却空気供給導管と、冷却空気出口に連結された冷却空気排出手段とを含み、エンドプレートの少なくとも１つには、２つの半割ハウジング部分に形成されたそれぞれのスロット内にそれぞれ受けられた一対の整列タブが形成される。
【００１０】
次に、以下に特定した図面に関連させて、本発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ガスタービン燃焼器並びに三方パージバルブを含む関連する燃料パイピング及びバルブの概略図。
【図２】本発明の例示的であるが非限定的な実施形態による三方パージバルブハウジング組立体の斜視図。
【図３】三方パージバルブがその中に受けられている状態で示した、図２のハウジングの部分分解図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
最初に図１を参照すると、ガスタービン１０は一般的に、単一のシャフト１６上に取付けられた圧縮機１２及びタービン１４を含む。燃焼器１８は、燃料空気混合気を燃焼させかつ高温の燃焼ガス生成物をタービン１４に供給するように構成される。三方パージバルブ２０が、燃焼器１８に液体燃料又はパージ空気のいずれかを供給するように構成される。液体燃料は、液体燃料源２２からパージバルブに供給され、一方、パージ空気は、ブロア２４、チェックバルブ２６、供給導管２８及びマニホルド２９によってバルブ２０に供給される。パージ空気は、液体燃料が流れていない時に（例えば、天然ガス燃料が使用されている時に）使用して、液体燃料ノズルを低温に保ち（従って、コークス化を防止し）かつ逆流を防止する。
【００１３】
本明細書に記載したこの例示的であるが非限定的な実施形態では、本発明は、特に三方パージバルブ２０を冷却するのに使用する装置に関する。冷却ハウジング（冷却エンクロージャ）は、パージバルブ２０の周りに容易に据付けられるように設計される。具体的には、また図２及び図３も参照すると、冷却ハウジングはハウジング本体３０を含み、ハウジング本体３０は、ほぼメールボックス形状（その他の好適な形状）の構造からなっており、この構造は、その上面に沿ったシーム３６（底面３８に沿った同様なシームは、見ることができない）に沿って分離する（又は接合する）ことができる２つの半割ハウジング部分３２及び３４を含む。ハウジング部分３２、３４のシームエッジ（上面及び底面の）に沿った直立タブ対４０、４２が、ネジ又はその他の適切な締結具による半割ハウジング部分の容易な固定を可能にする。前方エンドプレート４４及び同様な後方エンドプレート４６は、中空のハウジング本体３０の端部を閉鎖するように設計され、ここでもまた、ハウジングのそれぞれの端部における同様なタブ対４８、５０を採用して、エンドプレート４４、４６をハウジング本体３０に固定する。当然のことながら、その他の同等の締結法を採用することができる。
【００１４】
前方エンドプレート４４にはまた、図３に示すように、ハウジング本体３０の両側面上に形成された開放スロット内で滑動しかつ該エンドプレート４４をハウジング本体３０から離れる方向に引き出して取外すのを可能にする細長くかつほぼ平行なガイドアーム５２（１つを示している）が設けられる。従って、エンドプレート４４及び４６を取外した場合には、半割ハウジング部分３２、３４は、開放して、三方パージバルブの挿入を可能にすることができる。その他の構成も考えられ、例えばハウジングの底面に沿って「ピアノ」ヒンジを延ばして、シーム３６とほぼ垂直方向に整列することになったヒンジに沿ってハウジング部分３２、３４をピボット動可能に取付けることができるようにすることができることが分かるであろう。さらに、エンドプレート４６にもまた、必要に応じてガイドアーム５２と同様なガイドアームを設けることができる。同様な機能を有するその他の同等のガイド装置もまた、採用することができる。
【００１５】
図３に示すように、ハウジングは、パージバルブ２０の入口及び出口がシーム３６に沿って形成された開口又はアパーチャ５６、５８及び６０によって収容された状態で、該パージバルブの周りで閉鎖することができる。より具体的には、これらのアパーチャは、パージバルブのそれぞれの取付け具６２、６４及び６６を受け、従ってハウジング本体３０内に該パージバルブを収納した場合であっても取付け具へのアクセスを可能にする。エンドプレート４４は、ガイドアーム５２をスロット５４と整列させかつ図２に示す位置まで該プレートを軸方向に移動させることによって、再取付けされる。エンドプレート４４及び４６は次に、タブ対４０、４２及び４８、５０を使用して、再取付けされる。
【００１６】
エンドプレート４４内には、冷却出口開口６８が形成され、また反対側エンドプレート４６内には、同様の冷却入口開口７０が形成される。パージバルブ２０がハウジング内に配置された状態で、また半割ハウジング部分３２、３４が固定されかつエンドプレート４４、４６が所定の位置でしっかりと固定された状態で、例えば入口開口７０に連結された冷却空気供給導管７４によってテイクオフ７２（図１）を利用して冷却ハウジングに圧縮機空気を供給するなど、入口開口７０を介して冷却ハウジング（冷却エンクロージャ）に冷却空気を供給して、冷却空気が冷却ハウジングを通って流れて三方パージバルブ２０を冷却しかつ出口開口６８に連結された導管７６を介して該冷却ハウジングから流出するようにすることができる。それに代えて、パージ空気は、付加的なパイピング又は導管を必要としない状態で、単に出口開口から流出させることができる。
【００１７】
あらゆる適切な寸法、形状及び組成の好適なスペーサを使用して、パージバルブ２０及びハウジング本体３０を互いに間隔を置いた状態に維持して、冷却ハウジング（冷却エンクロージャ）を通る有効な冷却流を可能にすることができる。
【００１８】
現在最も実用的かつ好ましい実施形態であると考えられるものに関して本発明を説明してきたが、本発明は開示した実施形態に限定されるものではなく、逆に特許請求の範囲の技術思想及び技術的範囲内に含まれる様々な変更及び均等な構成を保護しようとするものであることを理解されたい。
【符号の説明】
【００１９】
１０  ガスタービン
１２  圧縮機
１４  タービン
１６  シャフト
１８  燃焼器
２０  三方パージバルブ
２２  液体燃料源
２４  ブロア
２６  チェックバルブ
２８  供給導管
２９  マニホルド
３０  ハウジング本体
３２、３４  半割ハウジング部分
３６  シーム
３８  底面
４０、４２  直立タブ対
４４  前方エンドプレート
４６  後方エンドプレート
４８、５０  タブ対
５２  ガイドアーム
５４  スロット
５６、５８、６０  開口又はアパーチャ
６２、６４、６６  取付け具
６８  冷却出口開口
７０  冷却入口開口
７２  テイクオフ
７４  冷却空気供給導管
７６  冷却空気排出導管
【図１】
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【図２】
2010106839.tif 000004
【図３】
2010106839.tif 000005
【外国語明細書】
2010106839000001.pdf