(57)【要約】【課題】ガスタービンエンジンのクロスファイア管保持システムを提供すること。【解決手段】ガスタービンエンジンのクロスファイア管保持システムは、燃焼室を囲繞する流れスリーブの径方向外面に動作可能に結合される保持システムハウジングであって、流れスリーブ溝と相対的に整列されクロスファイア管を受けるように構成される中央開口を含む、保持システムハウジングを有する。さらに、クロスファイア管保持システムは、保持システムハウジングの側部開口を通って延在する係止要素であって、クロスファイア管の外面の第１の部分とぴったり係合するように構成される第１の端部を含む、係止要素を有する。さらに、クロスファイア管保持システムは、保持システムハウジング内に配置され、クロスファイア管の外面の第２の部分と係合するように構成される、弾性部材を有する。【選択図】図２
2014001920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンジンのクロスファイア管保持システムであって、
燃焼室を囲繞する流れスリーブの径方向外面に動作可能に結合される保持システムハウジングであり、流れスリーブ溝と相対的に整列されクロスファイア管を受けるように構成される中央開口を含む、保持システムハウジングと、
前記保持システムハウジングの側部開口を通って延在する係止要素であり、前記クロスファイア管の外面の第１の部分とぴったり係合するように構成される第１の端部を有する、係止要素と、
前記保持システムハウジング内に配置され、前記クロスファイア管の前記外面の第２の部分と係合するように構成される、弾性部材と
を備える、クロスファイア管保持システム。
【請求項２】
前記クロスファイア管の前記外面の前記第１の部分に圧縮力を加えるように前記係止要素にばね荷重がかけられる、請求項１記載のクロスファイア管保持システム。
【請求項３】
前記係止要素がばね荷重を受け、前記係止要素の第２の端部をさらに備え、前記クロスファイア管の取り付け又は取り外しの間前記係止要素の引込みを容易にする引込みファシリテータが、前記第２の端部に近接して配置される、請求項１記載のクロスファイア管保持システム。
【請求項４】
前記引込みファシリテータが、穴、くぼみ及び突出部のうちの少なくとも１つである、請求項３記載のクロスファイア管保持システム。
【請求項５】
前記保持システムハウジング内に前記流れスリーブに近接して配置され、前記保持システムハウジングと前記クロスファイア管の間にシールを少なくとも部分的に形成する、浮動カラーをさらに備える、請求項１記載のクロスファイア管保持システム。
【請求項６】
前記弾性部材が板ばねである、請求項１記載のクロスファイア管保持システム。
【請求項７】
前記弾性部材が、前記流れスリーブの熱膨張のとき、前記クロスファイア管のフレキシブルな変位を可能にするように構成される、請求項１記載のクロスファイア管保持システム。
【請求項８】
前記保持システムハウジングの径方向外側部分に配置されるカバープレートをさらに備える、請求項１記載のクロスファイア管保持システム。
【請求項９】
前記保持システムハウジングが、前記流れスリーブの前記径方向外面と一致する相対的に凹形の径方向内側部分を含む、請求項１記載のクロスファイア管保持システム。
【請求項１０】
ガスタービンエンジンのクロスファイア管保持システムであって、
流れスリーブの外面に固定的に連結される保持システムハウジングであり、相対的に円形の外面を含むクロスファイア管を囲繞するように構成される中央開口を有する、保持システムハウジングと、
前記クロスファイア管の前記相対的に円形の外面の第１の部分を部分的に囲繞しそれと係合するように構成される曲線状端部を有するばね荷重式係止要素と、
前記保持システムハウジング内に配置され、前記クロスファイア管の前記相対的に円形の外面の第２の部分と係合するように配置される弾性部材であり、前記流れスリーブの熱膨張のとき、前記クロスファイア管のフレキシブルな変位を可能にするように構成される、弾性部材と
を備える、クロスファイア管保持システム。
【請求項１１】
前記ばね荷重式係止要素が、引込み部分をさらに備え、前記クロスファイア管の取り付け又は取り外しの間前記ばね荷重式係止要素の引込みを容易にする引込みファシリテータが、前記引込み部分上に配置され、前記引込み部分が、前記保持システムハウジングの側部開口を通って前記保持システムハウジングの外部領域まで延在する、請求項１０記載のクロスファイア管保持システム。
【請求項１２】
前記引込みファシリテータが、穴、くぼみ及び突出部のうちの少なくとも１つである、請求項１１記載のクロスファイア管保持システム。
【請求項１３】
前記保持システムハウジング内に前記流れスリーブに近接して配置され、前記保持システムハウジングと前記クロスファイア管の間にシールを少なくとも部分的に形成する、浮動カラーをさらに備える、請求項１０記載のクロスファイア管保持システム。
【請求項１４】
前記弾性部材が板ばねである、請求項１０記載のクロスファイア管保持システム。
【請求項１５】
前記保持システムハウジングの径方向外側部分に配置されるカバープレートをさらに備える、請求項１０記載のクロスファイア管保持システム。
【請求項１６】
ガスタービンエンジンであって、
複数の燃焼器を動作可能に連結するクロスファイア管であり、燃焼器ライナの径方向外側に配置される流れスリーブの外面に固定的に連結される保持システムハウジング内に取り外し可能に配置される、クロスファイア管と、
係合端部及びロッド部分を有するばね荷重式係止要素であり、前記係合端部が、前記クロスファイア管の相対的に円形の外面と係合するように構成され、前記ロッド部分が、前記係合端部から離れるように前記保持システムハウジングの開口を通って前記保持システムハウジングの外部領域まで延在する、ばね荷重式係止要素と
を備える、ガスタービンエンジン。
【請求項１７】
前記ロッド部分が、前記クロスファイア管の取り付け又は取り外しの間、前記ばね荷重式係止要素の引込みを容易にする引込みファシリテータを有する、請求項１６記載のガスタービンエンジン。
【請求項１８】
前記引込みファシリテータが、穴、くぼみ及び突出部のうちの少なくとも１つである、請求項１７記載のガスタービンエンジン。
【請求項１９】
前記保持システムハウジング内に配置され、前記クロスファイア管の前記相対的に円形の外面と係合するように配置される弾性部材であり、前記流れスリーブの熱膨張のとき、前記クロスファイア管のフレキシブルな変位を可能にするように構成される、弾性部材をさらに備える、請求項１６記載のガスタービンエンジン。
【請求項２０】
前記弾性部材が板ばねである、請求項１９記載のガスタービンエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示される主題は、ガスタービンエンジンに関し、より具体的には、ガスタービンエンジンのクロスファイア管保持システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンでは、一般的に、クロスファイア管によって隣り合った燃焼器が連結され、それによって確実に全ての燃焼器で実質的に同時に点火が行われ圧力が均等化されるようになっている。クロスファイア管は、様々な取り付けアセンブリにより燃焼器に固定され、しばしば、クロスファイア管と燃焼器のライナ及び／又は流れスリーブとの間の界面に望ましくない摩耗が出現する。そうした摩耗の出現は、燃焼器の圧力がダイナミックに変動することで発生する振動レベルによるところが大きく、結果的にクロスファイア管及び取り付けアセンブリの交換又は修理に多額の費用がかかってしまう。さらに、クロスファイア管とライナ及び／又は流れスリーブとの界面は、しばしば、異なる熱膨張特性の異なる材料からなっている。このことにより、クロスファイア管界面において軸方向膨張の不一致が生じることがある。流れスリーブ及び／又はライナの径方向内側領域内には、しばしば、流れスリーブ及び／又はライナの内壁への取り付けが必要なアセンブリなどの様々な取り付けアセンブリが突き出ている。そうした構造により流路内の乱れが増大し、それによって燃焼器の効率が低下してしまう。さらに、それらを流れスリーブ及び／又はライナの内壁に取り付ける必要があるので、クロスファイア管の取り付け、取り外し及び検査に関連する面倒な手順を導入しなければならなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００２０１５７４００号
【発明の概要】
【０００４】
本発明の一態様によれば、ガスタービンエンジンのクロスファイア管保持システムは、燃焼室を囲繞する流れスリーブの径方向外面に動作可能に結合される保持システムハウジングであって、流れスリーブ溝と相対的に整列されクロスファイア管を受けるように構成される中央開口を含む、保持システムハウジングを有する。さらに、クロスファイア管保持システムは、保持システムハウジングの側部開口を通って延在する係止要素であって、クロスファイア管の外面の第１の部分とぴったり係合するように構成される第１の端部を含む、係止要素を有する。さらに、クロスファイア管保持システムは、保持システムハウジング内に配置され、クロスファイア管の外面の第２の部分と係合するように構成される、弾性部材を有する。
【０００５】
本発明の他の態様によれば、ガスタービンエンジンのクロスファイア管保持システムは、流れスリーブの外面に固定的に連結される保持システムハウジングであって、相対的に円形の外面を含むクロスファイア管を囲繞するように構成される中央開口を有する、保持システムハウジングを備える。さらに、クロスファイア管保持システムは、クロスファイア管の相対的に円形の外面の第１の部分を部分的に囲繞しそれと係合するように構成される曲線状端部を含む、ばね荷重式係止要素を有する。さらに、クロスファイア管保持システムは、保持システムハウジング内に配置され、クロスファイア管の相対的に円形の外面の第２の部分と係合するように配置される弾性部材であって、流れスリーブの熱膨張のとき、クロスファイア管のフレキシブルな変位を可能にするように構成される、弾性部材を有する。
【０００６】
本発明によるさらに他の態様によれば、ガスタービンエンジンは、複数の燃焼器を動作可能に連結するクロスファイア管であって、燃焼器ライナの径方向外側に配置される流れスリーブの外面に固定的に連結される保持システムハウジング内に取り外し可能に配置される、クロスファイア管を有する。さらに、ガスタービンエンジンは、係合端部及びロッド部分を有するばね荷重式係止要素であって、係合端部が、クロスファイア管の相対的に円形の外面と係合するように構成され、ロッド部分が、係合端部から離れるように保持システムハウジングの開口を通って保持システムハウジングの外部領域まで延在する、ばね荷重式係止要素を有する。
【０００７】
上記その他の利点及び特徴は、図面と併せて以下の説明を読めばより明らかになるであろう。
【０００８】
本発明と見なされる主題は、本明細書の結びの部分にある特許請求の範囲に具体的に示され明確に記載されている。本発明の上記その他の特徴及び利点は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を読めば明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】燃焼器に動作可能に連結されクロスファイア管が中に配置されるクロスファイア管保持システムを有する燃焼器の部分正面図である。
【図２】クロスファイア管保持システムの拡大断面図である。
【図３】クロスファイア管保持システムの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
詳細な説明では、本発明の実施形態を利点及び特徴と併せて一例として図面を参照して説明する。
【００１１】
図１を参照すると、図面は、ガスタービンエンジン（図示せず）の燃焼器１０の径方向外側部分を示す部分断面図である。燃焼器１０は、一般的に、ガスタービンエンジン内で動作する、しばしば円周方向に環状アレイに配置されるいくつかの燃焼器のうちの１つである。燃焼器１０は、ガスタービンエンジンの運転に天然ガスもしくは水素リッチ合成ガスなどの可燃性の液体及び／又は気体の燃料を使用する。燃焼器１０内では、空気−燃料混合物によって高温の加圧排出ガスが生成される。燃焼器１０は、しばしば、管状の幾何形状であり、高温の加圧ガスをトランジションピースを通してガスタービンエンジンのタービンセクション（図示せず）へと送り出す。
【００１２】
燃焼器１０は、ライナ１２によって画成される。ライナ１２は、径方向外側位置において流れスリーブ１４によって少なくとも部分的に囲繞される。ライナ１２と流れスリーブ１４の間に形成される環状部１６は、ライナ１２に冷却効果をもたらす空気流が流入する領域を形成する。ライナ１２が流れスリーブ１４によって囲繞されるとして図示し前述したが、ライナ１２だけが存在することも企図される。ライナ１２及び流れスリーブ１４は、互いに相対的に整列されるライナ溝１８及び流れスリーブ溝２０をそれぞれ有する。ライナ溝１８及び／又は流れスリーブ溝２０は、クロスファイア管２２を受けるように構成される。図示のように、クロスファイア管２２は、ライナ溝１８に近接するように簡単に配置することができる。クロスファイア管２２は、一般的に、伸縮可能な一つの入れ子式アセンブリである。クロスファイア管２２は、各燃焼器に点火プラグなどを設ける必要をなくすために、燃焼器１０及び隣接する燃焼器（図示せず）と動作可能に連通し、一つの燃焼器から他のものに燃料の点火をもたらす。さらに、クロスファイア管２２によって、隣り合った燃焼器の圧力もある程度均等化される。
【００１３】
次に図２、３を参照すると、ライナ１２及び流れスリーブ１４に対するクロスファイア管２２の正確な配置に関係なく、クロスファイア管２２は、クロスファイア管保持システム２６によって流れスリーブ外面２４に動作可能に結合される。クロスファイア管保持システム２６は、保持システムハウジング２８を有する。保持システムハウジング２８は、相対的に凹形の径方向内側部分３０を有する。凹部は、流れスリーブ外面２４と一致し、その上に取り付けられる。保持システムハウジング２８は、任意の適当な締め付け又は接合方法によって流れスリーブ外面２４に固定的に連結され得る。保持システムハウジング２８は、その径方向外側部分３４から相対的に凹形の径方向内側部分３０まで延在する中央開口３２を有する。中央開口３２は、クロスファイア管２２を受けるような寸法及び形状にされ、流れスリーブ溝２０概してライナ溝１８と相対的に整列される。
【００１４】
クロスファイア管保持システム２６は、保持システムハウジング２８の側部開口３８内に配置される係止要素３６を有する。係止要素３６は、保持システムハウジング２８内に配置されクロスファイア管２２の外面４４の第１の部分４２と係合するように構成される、第１の端部４０を有する。クロスファイア管２２の幾何形状は、様々な断面のものが企図されるが、図示のように相対的に円形のものであってよい。そうした一実施形態では、係止要素３６の第１の端部４０は、クロスファイア管２２の外面４４の第１の部分４２とぴったり係合するようにそれと一致する曲線の幾何形状を有する。軸方向ばね（ａｘｉａｌ  ｓｐｒｉｎｇ）などの１以上の弾性部品４６が第１の端部４０と保持システムハウジング２８の間に連結され、それによってクロスファイア管２２上に圧縮力が加えられ、クロスファイア管２２が保持システムハウジング２８内で保持されるようになる。クロスファイア管２２の取り付け及び／又は取り外しを容易にするために、係止要素３６の第２の端部４８は、係止要素３６を引込ませる間操作者に把持すなわち係合に好都合な部品を提供する引込みファシリテータ５０を有する。第２の端部４８は、操作者がクロスファイア管２２の取り付け又は取り外しのために第２の端部４８にアクセスできるように保持システムハウジング２８の外部領域まで延在する細長い部材であり、例えばロッド又はシャフトの形であってよい。引込みファシリテータ５０は、穴、くぼみ又は突出部の形であってよい。穴又はくぼみなどによって、フック又は同様の工具により係合可能な部品が実現し、一方突出部によって、係止要素３６を引込ませる間、軸方向ばねなどの１以上の弾性部品４６によって生成される対抗する力に打ち勝ちやすくする簡単に把持できる部品が実現する。
【００１５】
クロスファイア管保持システム２６は、弾性部材５２をさらに有する。弾性部材５２は、保持システムハウジング２８内に、クロスファイア管２２の外面４４の第１の部分４２から概して約１８０°のところにあるクロスファイア管２２の外面４４の第２の部分５４に近接して配置される。弾性部材５２は、例えば板ばねであってよいが、所期の目的を達成するために様々な他の適当な弾性部材を使用することができると理解されよう。燃焼器１０の運転中、燃焼器１０内の高温の加圧ガスによって、ライナ１２、及びそれほどではないにせよ流れスリーブ１４の熱膨張が起こる。そうした熱膨張は、しばしば、軸方向に起こるので、クロスファイア管２２も流れスリーブ１４とライナ１２の熱膨張に応じて変位しがちである。クロスファイア管２２が流れスリーブ１４にしっかり固定されているのとは対照的に、流れスリーブ１４の熱膨張の間、クロスファイア管２２は弾性部材５２によって軸方向に変位することができる。１以上の弾性部品４６もまた、保持機能を果たすことに加えて、熱膨張の間、クロスファイア管２２の反対方向のフレキシブルな変位を可能にすることができる。
【００１６】
浮動カラー５６は、保持システムハウジング２８内に流れスリーブ溝２０に近接して配置され、クロスファイア管２２と保持システムハウジング２８の間にシールを形成する。浮動カラー５６は、１以上の弾性部品４６及び弾性部材５２の下すなわち径方向内側に配置される。上述のように、クロスファイア管２２は、流れスリーブ１４の熱膨張の間に変位することがあるが、浮動カラー５６は、そうした変位の間でも適応できるシーリング部品を形成する。シールを維持することによってライナ１２及び流れスリーブ１４によって形成される環状部１６により画成される流路への漏れが減少する。カバープレート５８は、諸部品を保持システムハウジング２８に収めるように、１以上の弾性部品４６及び弾性部材５２の上、すなわち径方向外側に配置され得る。
【００１７】
したがって、クロスファイア管保持システム２６は、クロスファイア管２２の好都合な取り付け又は取り外しを実現するように係止要素３６の一部が露出した状態で、流れスリーブ外面２４上に配置される。さらに、クロスファイア管保持システム２６を流れスリーブ外面２４上に完全に配置することによって、環状部１６内の流れの乱れが減少し、さらに浮動カラー５６によってクロスファイア管２２の変位の間の漏れが効果的に制御されるようになる。
【００１８】
本発明を、限られた数の実施形態だけに関連して詳細に説明してきたが、本発明はそうした開示の実施形態に限定されないことが容易に理解されるはずである。むしろ、前述されていないが本発明の精神及び範囲に対応する任意の数の変形形態、代替実施形態、置換形態又は均等の構成を取り入れるように本発明を変更することができる。さらに、本発明の様々な実施形態を説明してきたが、本発明の態様には、説明した実施形態の一部のみが含まれる場合があることを理解すべきである。したがって、本発明は、前述の説明によって限定されると考えるべきではなく、特許請求の範囲の範囲によってのみ限定される。
【符号の説明】
【００１９】
１０  燃焼器
１２  ライナ
１４  流れスリーブ
１６  環状部
１８  ライナ溝
２０  流れスリーブ溝
２２  クロスファイア管
２４  流れスリーブ外面
２６  クロスファイア管保持システム
２８  保持システムハウジング
３０  内側部分
３２  中央開口
３４  外側部分
３６  係止要素
３８  側部開口
４０  第１の端部
４２  第１の部分
４４  外面
４６  弾性部品
４８  第２の端部
５０  引込みファシリテータ
５２  弾性部材
５４  第２の部分
５６  浮動カラー
５８  カバープレート
【図１】
2014001920.tif 000003
【図２】
2014001920.tif 000004
【図３】
2014001920.tif 000005