(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の燃焼器からタービンブレードの第１列にそれぞれの直線ガス流路に沿って燃焼ガスを送出するための装置であって、該装置は、
前記装置の下流端部におけるフープ構造であって、環状チャンバの少なくとも一部を形成するフープ構造と、
複数の個別ダクトであって、各複数の個別ダクトは、それぞれの燃焼器および前記フープ構造の間に配置され、各ダクトは、それぞれのダクト接合部にて前記フープ構造に固定される、複数の個別ダクトと、
を備え、
前記フープ構造は、ダクトの個数未満のフープセグメントの個数を備え、
前記フープ構造が個別の半径方向内壁と、前記ダクト接合部にて前記ダクトに固定された個別の半径方向外壁とを備える、装置。
【請求項２】
前記フープ構造が単一のフルフープセグメントを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記フープ構造が２つのセミフープセグメントを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記複数の個別ダクトのそれぞれがスロート領域を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
複数の燃焼器からタービンブレードの第１列にそれぞれの直線ガス流路に沿って燃焼ガスを送出するための装置であって、
半径方向内側フープ壁および半径方向外側フープ壁を備える環状構造であって、前記環状構造は、前記装置の下流端部で環状チャンバを形成し、前記半径方向内側フープ壁および前記半径方向外側フープ壁はそれぞれ燃焼器の個数未満のフープセグメントの個数を備える、環状構造と、
各燃焼器および前記半径方向内側および外側フープ壁の間にそれぞれ配置された複数の個別ダクトと
を備え、
前記半径方向内側フープ壁および前記半径方向外側フープ壁は、個別の構成要素であり、および前記複数の個別ダクトは、前記半径方向内側フープ壁および前記半径方向外側フープ壁に固定されている装置。
【請求項６】
前記複数の個別ダクトが前記環状構造の上流フープ壁に固定され、前記上流フープ壁は、前記半径方向内側フープ壁および前記半径方向外側フープ壁の間にかかり、かつ前記半径方向内側フープ壁および前記半径方向外側フープ壁を固定する、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記環状構造は、２つ以下のフープセグメントを備える、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記半径方向内側フープ壁および前記半径方向外側フープ壁のそれぞれは、２つ以下のフープセグメントを備える、請求項５に記載の装置。
【請求項９】
各前記複数の個別ダクトは、スロート領域を備える、請求項５に記載の装置。
【請求項１０】
燃焼ガスを複数の燃焼器からタービンブレードの第１列へそれぞれの直線ガス流路に沿って送出するための装置であって、
前記装置の下流端部で環状チャンバを形成する環状構造であって、２つ以下のフープセグメントを備える環状構造と、
それぞれの燃焼器からそれぞれ延在し、かつ前記環状構造に流体連通する複数の個別ダクトと、
を備え、
前記環状構造は、前記個別ダクトの下流端部に固定された個別の半径方向内壁および個別の半径方向外壁を備える、装置。
【請求項１１】
前記環状構造が半径方向内壁、半径方向外壁、およびそれらの間にかかる上流壁セグメントを備え、かつ前記複数の個別ダクトがそれぞれの接合部にて前記環状構造に固定されている、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
各前記複数の個別ダクトは、スロート領域を備える、請求項１０に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
連邦支援の開発に関する記載
本発明のための開発は、アメリカ合衆国エネルギー省によって授与された契約番号DE-FC26-05NT42644によって部分的にサポートされた。したがって、米国政府は、本発明において一定の権利を有し得る。
【０００２】
技術分野
【０００３】
本発明は、ガスタービンエンジンの燃焼器缶によって生成された燃焼ガスのための流れダクト組立体に関連する。特に、本発明は、各燃焼器からの個別の燃焼ガス流を受け入れるように構成された個別の流路を有する組立体に関連し、個別の流路は、個別の燃焼ガス流を一体にするよう構成された全環状出口部品に合流し、全環状出口部品の構造は、いくつかの個別の流路とは独立している。
【背景技術】
【０００４】
流れダクト組立体の様々な新興の設計は、缶型環状燃焼器のそれぞれの缶からタービンブレードの第１列へ燃焼ガスの個別の流れに対するものである。従来の缶型環状ガスタービンエンジンにおいて、タービン翼の第１列は、タービンブレードの第１列へ送出するために燃焼ガスを適切に方向付け、かつ加速する。しかし、いくつかの新興の設計は、個別の燃焼ガス流を適切に方向付け、かつ加速させるために流れダクト組立体の形状を利用し、これは、タービン翼の第１列が不要となる。これらの新興設計のいくつかにおいて、翼の第１列なしで、流れダクト組立体が複数の個別のガス流ダクト、および共通のダクト構造を含み、１つのダクトは、それぞれの缶型燃焼器に関連し、および全てのダクトは、共通のダクト構造につながり、該共通のダクト構造は今度はタービンブレードの第１列の直上流に配置される。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
本発明は、図面を考慮した以下の記述によって説明される。
【図１】流れダクト組立体の従来技術のサブアセンブリである。
【図２】流れダクト組立体の実施形態である。
【図３】図２の流れダクト組立体の別の実施形態である。
【図４】流れダクト組立体の別の実施形態である。
【図５】図４の流れダクト組立体の別の実施形態である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本発明者は、タービンブレードの第１列へ送出するのに適切な速度に燃焼ガスを加速する流れダクト組立体が従来の移行ダクトよりも実質的に多くの機械負荷を招くことを認識していた。これは、流れダクト組立体の外側の圧縮空気の静圧と流れダクト組立体の内側の燃焼ガスの静圧との大きな差によるものである。缶型燃焼器から第１列の翼へ導かれる従来のガスタービン移行ダクトにおいて、燃焼ガスは、例えばマッハ約０．２で移行ダクトに入り、かつ例えばマッハ約０．３で移行ダクトを出ることがある。第１列の翼組立体内において、燃焼ガスは、その後第１列のタービンブレードへ送出するのに適切な速度に加速され、それは、例えばマッハ約０．８とすることができる。しかし、第１列の翼組立体を使用しない流れダクト組立体の新興の設計において、第１列のタービンブレードへ送出するのに燃焼ガスを適切に加速させるために、流れダクト組立体自体が、燃焼ガスをマッハ約０．２からマッハ約０．８まで加速しなければならない。流体を加速すると、静圧の低下を示す（他は同じままで）ことが知られているため、加速燃焼ガスの領域（加速領域）内の流れダクト組立体において、加速燃焼ガスは、はるかに低い静圧を示す。結果として、組立体の外側の圧縮空気とおよび加速領域の燃焼ガスの静圧の差は、従来の移行ダクトに存在する圧力差よりはるかに大きいものとなる。この比較的大きい圧力により、従来の移行ダクトに存在するものよりも大きな流れダクト組立体への機械負荷が現れることになる。このより大きい機械負荷は、流れダクト組立体内の点から生じ、そこ、またはその下流で燃焼ガスの加速が起こる。一実施形態において（図１参照）、共通のダクト構造は、より大きな機械負荷にさらされる。なぜならそこは、流れダクト組立体の端部の下流であり、そこを通る燃焼ガスは、既に大幅に加速されているからである。さらに、これらの増加した圧力負荷は、複雑な支持構造および厚くしたサイドフランジが必要となる。機械負荷に加えて、複雑な形状および熱負荷の差から生じる熱負荷が存在する。
【０００７】
本発明者はまた、缶型環状燃焼器を使用するガスタービンエンジンで通常使用される個々の移行ダクトに関連した組立体技術を使用して設計される流れダクト組立体を使用する場合、これらの増加した機械および熱負荷が効率の損失を招くことを認識していた。特に、個々の移行ダクトを使用する組立体技術は、新興の流れダクト組立体が耐えなければならない増加した機械負荷に耐えることを意図されなかったため、新興の流れダクト組立体設計に適用される場合、従来の移行ダクトに関連した組立体技術に存在するこれまでに認識されていない欠点が存在する。
【０００８】
同様に、環状燃焼器は、燃焼ガスを加速するのに第１列の翼に依存しているため、環状燃焼器が燃焼ガスを加速するように設計されていないという点で従来の移行ダクトと同程度である。したがって、増加した機械負荷に対応するように設計されておらず、これらの設計はまた、新興の流れダクト組立体設計に適用される場合に、これまでに認識されていない欠点に悩まされることになる。
【０００９】
この認識の結果として、発明者は、従来の流れダクト組立体設計に関連し同じ欠点に悩まされない流れダクト組立体を創出した。特に、流れダクト組立体が燃焼器と同数のサブアセンブリを含むことができ、流れダクト組立体を形成するために全て円周方向に共にボルト締めされる従来技術の組立体技術と対照的に、本発明は、フープ構造で構成されている共通のダクト組立体を提供し、フープ構造は、わずか１つのフープ構造の構成要素を含む。特定の新興の流れダクト組立体設計において、共通のダクト組立体は、第１列のタービンブレードへ送出される前に個別の燃焼ガス流が合流する環状チャンバを形成することができる。
【００１０】
発明者はさらに、場合によっては流れダクト組立体の一部を分離することが好都合となり得ることを認識していた。例えば、流れダクト組立体の外側部分を形成する部分を流れダクト組立体の内側部分を形成する部分から分離することができる。典型的なタービンにおいて、内側支持構造は、流れダクト組立体の内側部分を支持することができ、一方で外側支持構造は、流れダクト組立体の外側部分を支持することができる。しかし、内側支持構造の熱膨張は、外側支持構造の熱膨張とは異なる場合があり、これら２つの構造の間で相対移動を招く。流れダクト組立体が硬い場合、流れダクト組立体に取り付けられた支持の相対移動は、支持構造および／または流れダクト組立体における応力の原因となる。さらにこれらの異なる位置により、流れダクト組立体の内側部分および外側部分の間の相対的な熱膨張が存在し、互いに異なる速度で膨張し、それにより熱によって引き起こされる応力が発生することがある。これを軽減するため、発明者は、剛性が低い連結を介して内側部分および外側部分が互いに接続され、過度の応力を生成することなく相対移動に対応することができる流れダクト組立体の実施形態を開発した。
【００１１】
図１に見られるように、従来技術の流れダクト組立体のサブアセンブリ１０は、コーン１２およびコーン／ＩＥＰジョイント１５にてコーン１２に接続された一体の出口部品（ＩＥＰ）１４を含むことができる。一体の出口部品は、いくつかの機構を含むことができる。１つの機構は、いくつかの機能の任意、または全ての機能をすることができるスロート領域１６である。機能は、以下を含む：スロート領域に入る燃焼ガス流を平行にする；スロート領域１６に入る燃焼ガス流の断面を円形から出るときには丸い角を有する四辺形に推移させる；および円錐部分で生じる加速に加えて燃焼ガスをさらに加速させる。別の機構は、環状チャンバセグメント１８とすることができる。サブアセンブリ１０の全てが従来技術の流れダクトに組み立てられる場合、環状チャンバセグメント１８は、共に環状チャンバを形成する。例えば１２のサブアセンブリが従来技術の流れダクト組立体を形成する場合、各環状チャンバセグメント１８は、環状チャンバの１／１２に相当する環状チャンバの部分２４を形成する。
【００１２】
各環状チャンバセグメント１８は、環状チャンバ内の燃焼ガスの流れの円周方向２６に関して、円周方向上流端部２０および円周方向下流端部２２を有する。環状チャンバ、したがって環状チャンバ部分２４を出る燃焼ガスは、マッハ約０．８に加速されているため、環状チャンバ部分２４内の加速された燃焼ガスの静圧Ｐ１は、マッハ約０．２でコーンを進む燃焼ガスの静圧Ｐ２よりも小さい。コーン内の燃焼ガスの静圧Ｐ２は、従来技術の流れダクト組立体およびサブアセンブリ１０の周りの圧縮空気の静圧Ｐ３よりも小さい（Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３）。
【００１３】
各環状チャンバセグメント１８は、セグメント軸方向上流壁３０（環状チャンバセグメント１８内の燃焼ガスが進む軸方向３８に対して）、セグメント半径方向外壁３２、およびセグメント半径方向内壁３４を含む。セグメント上流壁３０は、環状チャンバ上流壁の一部を形成する。セグメント半径方向外壁３２は、環状チャンバ半径方向外壁の一部を形成する。同様に、セグメント半径方向内壁３４は、環状チャンバ半径方向内壁の一部を形成する。これらセグメント壁３０，３２，３４のそれぞれは、相対的に高い静圧Ｐ３の領域を相対的に低い静圧Ｐ１の領域から分離していることがわかる。
【００１４】
圧力差、および環状チャンバセグメント１８（したがって環状チャンバ）の末端が開口した形状の結果として、セグメント半径方向外壁３２およびセグメント半径方向内壁３４は、相対的に低い圧力Ｐ１の領域に向かって押される。示される従来技術の実施形態において、これは、セグメント半径方向外壁３２の軸方向下流端部３６が矢印４０で示す半径方向内向きに押されるという状況をもたらすことがある。しかし、セグメント半径方向外壁３３の上流端部４２は、セグメント上流壁３０の半径方向外側端部４４にてセグメント上流壁３０に固定されている。セグメント上流壁３０は、セグメント上流壁３０およびセグメント半径方向外壁３２の交差点４６回りのモーメントアームと似た作用をするため、２つのセグメント壁３０，３２に機械応力を与えることがある。同様に、セグメント半径方向内壁３４の軸方向下流端部５０は、矢印５２で示す半径方向外向きに押されることがある。セグメント半径方向内壁３４の上流端部５４が半径方向内側端部５６にてセグメント上流壁３０に固定されているため、セグメント半径方向内壁３４はまた、セグメント半径方向内壁３４およびセグメント上流壁３０の交差点５８回りのモーメントアームに似た作用をする。これはまた２つのセグメント壁３０，３４に機械応力を与える。
【００１５】
従来の移行ダクトの技法においては、任意の圧力差Ｐ１：Ｐ３は、それほど大きくはなく、流れダクト組立体を作成するために、サブアセンブリ１０を簡単に共に接合することができると思われていた。特に、１つのサブアセンブリ１０の下流端部２２は、ボルト締め、ピン止め、または円周方向に隣接するサブアセンブリ１０の上流端部２０と通常接合されると考えられていた。これは、流れダクト組立体が形成されるまで各サブアセンブリ１０に対して繰り返される。しかし、モデリング、テスト、および実験により、設計者は、圧力差が大きいため、これら従来の接合技術を用いることにより、流れダクト組立体の寿命を短くし、かつある条件下では、圧力差Ｐ１：Ｐ３によって引き起こされる機械的な力に耐えるほど十分強くない、ということが分かった。いくつかの実施形態では、隣接するサブアセンブリ１０との接合にもかかわらず、セグメント半径方向外壁３２の下流端部３６、およびセグメント半径方向内壁３４の下流端部５０は、ゆがみ、かつ場合によっては互いに接触するような点となる場合があると思われるほど圧力差が大きい。
【００１６】
発明者は、この失敗は、少なくとも一部は、従来の接合技術を使用したことによるものであることを認識していた。これら従来の接合技術は、モジュール式設計を有することが好ましい従来の燃焼器設計イデオロギーに従っており、整備が必要な場合に、整備が必要な単独のサブアセンブリ１０を燃焼器ケーシングの小さい開口部を通って燃焼器から取り外すことができる。サブアセンブリ１０の従来の接合は、この整備を行うために、高価、かつ時間のかかるエンジンケーシングを取り外す必要がないため、これ、およびこの整備を非常に簡素化することを許容する。
【００１７】
十分な構造的支持を潜在的に設けないことに加えて、発明者は、従来の接合技術に関する他の欠点を認識していた。例えば、各接合部が、漏洩経路を提供するため、各サブアセンブリ１０に接合部を有することは、より多くの空気が漏洩するのでエンジン効率を低下させる。さらに、個々の部品、および特にＩＥＰ部分の機械加工は、難しく、時間がかかり、かつＩＥＰ部分の形状により、熱障壁コーティング（ＴＢＣ）を適切に適用することが難しくなる。本発明のフープ構造は、より強く、漏洩経路をほとんど提供せず、製造も簡単である。
【００１８】
図２は、流れダクト組立体１００が各燃焼器（図示せず）のための１つの入口コーン１０２、および単一のフープセグメント１０５から作られているフープ構造１０４を含む本発明の実施形態を示す。入口コーン１０２は、それぞれの燃焼器缶から燃焼ガスを受け入れるよう構成された入口端部１０６と、燃焼ガスの加速の全てが起こる部分として概して示される加速領域１０８と、燃焼ガスが並行になり得る場所で、断面が再形成され、かつ加速の一部が起こる場所として概して示されるスロート領域１１０とを含む。
【００１９】
各入口コーン１０２はまた、受け入れた燃焼ガスをフープ構造１０４に供給するよう構成された出口１１２を含む。環状フープ構造１０４は、ガスタービンエンジンのローター（図示せず）と共通軸を共有する。入口コーン出口１１２は、それぞれのフープ構造入口１１４と合流し、かつ入口コーン／フープ構造接合部１１６（嵌合部品は、離間しているが、概して図２に示されている）を形成する。入口コーン／フープ構造接合部１１６の構造は、当業者に既知の任意の形をとることができる。例えば、ボルト、フランジ、ピン等の留め具が存在する場合がある。もしくは、入口コーン１０２は、フープ構造１０４に溶接されることがある。溶接された組立体は、負荷によって引き起こされる圧力に対して良好な機械抵抗を提供するが、構成要素の熱絶縁に関しては有効ではない。また図２に見えるのは、この実施形態においては、入口コーン／フープ構造接合部１１６の上流の入口コーン１０２に配置されたスロート領域１１０の場所であり、一方で図１のスロート領域１６は、コーン／ＩＥＰ接合部１５の下流のＩＥＰに配置されている。
【００２０】
この実施形態におけるフープ構造１０４は、半径方向外壁１１８と、半径方向内壁１２０と、（両方は、ガスタービンエンジンローター（図示せず）の共通の軸を共有する）上流壁セグメント１２２とを含む。この実施形態において、半径方向外壁１１８および半径方向内壁１２０は、上流壁セグメント１２２によって接続される。したがって、上流壁セグメント１２２は、非連続的な上流壁１２４を形成し、そこでは上流壁セグメント１２２がそれぞれのフープ構造入口１１４の間に配置される。半径方向外壁１１８および半径方向内壁１２０の両方が連続的な単一ピース型フープ形状構成要素であるため、従来の組立体技術のモーメントアームとは対照的に、圧力差Ｐ１：Ｐ３から生じる応力が各壁１１８，１２０におけるより均一のフープ応力として現れる。フープ形状構成要素における圧力差Ｐ１：Ｐ３から生じるフープ応力は、従来設計のモーメントアーム／カンチレバータイプの応力よりもフープ形状構成要素にとって有害ではない。結果として、ここに開示されるフープ構造は、より制御しやすい方法で応力を再分配し、かつこの再分配は、従来の接合技術を新興の流れダクト組立体設計に適用する場合に新たに発見された弱点を克服する。
【００２１】
図２の単一ピースの実施形態において、流れダクト組立体１００がガスタービンエンジン内にある場合に達成できないフープ構造１０４の整備は、かなりの労力が必要であり、それは、整備のために単一フープ構造１０４をシャフトからスライドさせるために、エンジンケーシング上半分を全て取り除き、ローターシャフトを持ち上げ、ローターシャフトから他の構成要素を取り外すというステップを含む。しかし、図３に示すような他の実施形態において、フープ構造１０４は、２つ以上のフープセグメントから作ることができる。例えば、それは、２つのフープセグメント１３０，１３２とすることができる。このような実施形態において、２つのフープセグメントは、従来の接合技術を用いて接合することができるが、接合のための２つの場所のみでは、強度の損失は、設計を不十分なものとするほどのものではない。２つの漏洩経路による空気力学的な非効率性は、またエンジン性能を大幅には低減しない。しかし、整備に関連する損失および労力は、実質的に低減する。特に、２ピース設計では、燃焼器／中間エンジンケーシングを取り外す必要があり、その点で１つのフープセグメントを持ち上げることができ、そして２つ目をローターシャフトの周りで回転させることができ、かつ持ち上げることができる。この方法において、フープ構造１０４は、ローターシャフトをその場所から持ち上げることに関する大変な労力無しで取り外すことができる。これらの整備の利点は、単一ピースフープ構造を２つのピースに分割することにより生じる場合がある任意の損失より大きく上回っている。図３の実施形態は、２つのフープセグメント１３０，１３２を示しているが、必要に応じて２以上を使用することができる。フープセグメントの数が増えると、強度およびエンジン性能の損失も増える。しかし、フープセグメントの数が燃焼器の数と同じではない、特に燃焼器の数未満である限りは、損失は、サブアセンブリ１０を用いる流れダクト組立体の損失より大きくはない。
【００２２】
半径方向外壁１１８および半径方向内壁１２０が上流壁セグメント１２２によって接続される図２〜図３の実施形態とは対照的な代替の実施形態である図４の実施形態において、半径方向外壁１１８および半径方向内壁１２０は、互いに直接接続されていない。その代りに、一体型入口コーン１３８は、少なくとも２つの機能を備える一体型出口１４０を有する。図２〜図３の実施形態の出口１１２に類似して、一体型出口１４０は、燃焼ガス流をフープ構造１０４に供給する。さらに、一体型出口１４０は、半径方向外壁１１８および半径方向内壁１２０の間の間隙１４１にかかり、かつ半径方向外壁１１８および半径方向内壁１２０を固定する。この実施形態の一体型出口１４０の間には、上流壁セグメント１２２はない。これらの上流壁セグメント１２２を除去することにより、上流壁セグメント１２２によってもたらされ、また図２〜図３の実施形態において小さい程度で存在する従来の接合された流れダクト組立体のモーメントアーム／カンチレバー効果は、基本的に除去される。一体型出口１４０自体は、半径方向外壁１１８および半径方向内壁１２０にかかり、結果としてなおもいくらかのモーメントアーム効果はある場合があるが、一体型入口コーン／フープ構造接合部１４２（嵌合部品は離間しているが概して図４に示される）に存在する公差によって軽減されることが期待される。結果として、この実施形態において、圧力差Ｐ１：Ｐ３は、各半径方向外壁１１８および半径方向内壁１２０内のフープ応力としてより認めることができる。
【００２３】
一体型出口１４０は、半径方向外壁１１８および半径方向内壁１２０にかかり、互いに固定するだけではなく、上流壁セグメント１２２を介在することなく、各一体型出口１４０は、また円周方向に隣接する一体型出口１４０に固定される。例えば、所与の一体型入口コーン１４４に対して、所与の一体型入口コーン１４４の一体型出口１４０の円周方向下流縁部１４６は、下流に隣接する一体型入口コーン１４８の一体型出口１４０の円周方向上流縁部１５０にて、円周方向下流に隣接する一体型入口コーン１４８に固定される。さらに、所与の一体型入口コーン１４４の一体型出口１４０の円周方向上流縁部１５２は、上流の隣接する一体型入口コーン１５４の一体型出口１４０円周方向下流縁部１５６にて円周方向上流の隣接する一体型入口コーン１５４に固定される。この方法において、一体型入口コーン１３８が完全に組み立てられる場合、それらは半径方向外壁１１８および半径方向内壁１２０に固定された組立体を形成することが想定することができる。
【００２４】
このような実施形態において、各一体型入口コーン外壁１５８は、半径方向外縁部１６０，１６２を有することができ、該半径方向外縁部は、半径方向外壁１１８に残る各外壁セグメント基部１６８に存在する縁部１６４，１６６（それぞれ）に固定されることができる。一体型出口１４０において、半径方向内側は、一体型入口コーン半径方向内縁部１７０に向かってテーパー状にすることができ、内縁部は、半径方向内壁１２０に存在する内壁セグメント基部領域１７２に固定される。結果として、各一体型出口１３８は、円周方向で互いに固定され、半径方向外側では半径方向外壁１１８に固定され、かつ半径方向内側では半径方向内壁１２０に固定されるため、組立体は完全になる。半径方向外壁１１８および半径方向内壁１２０に対して改善されたフープ設計を用いることは、一体型出口１４０に対して改善された支持を提供する。結果として、機械的な強度を増加させ、かつエンジン効率を増加させる。
【００２５】
開示される特定の形状は、もっぱら例示であって、他の形状を使用することができる。さらに、各一体型入口コーン／フープ構造接合部１４２に対して、各一体型入口コーン１３８を各壁１１８，１２０に接合する１または２以上の方法がある。例えば、各一体型入口コーン／フープ構造接合部１４２にピンおよび／またはボルト等の組み合わせを使用することができる。このような実施形態において、壁１１８，１２０が上流壁セグメント１２２を介して互いに固定されていない限り、形状および構成要素を共に固定する方法は、変更することができ、それらはなおも本発明の範囲内である。
【００２６】
図５は、半径方向外壁１１８および半径方向内壁１２０自体が２以上のセグメントで作られている図４の実施形態を示す。例えば、半径方向外壁１１８は、半径方向外壁セグメント１８０，１８２で作られることができる。同様に、半径方向内壁１２０は、半径方向内壁セグメント１８４，１８６で作られることができる。ここで再度、このような実施形態において、壁セグメントは、従来の接合技術を用いて接合することができるが、接合のための２つの場所のみでは、強度の損失は、設計を不十分なものとするほどのものではない。２つの漏洩経路による空気力学的な非効率性は、またエンジン性能を大幅には低減しない。しかし、整備に関連する損失および労力は、実質的に低減する。必要に応じて２以上の壁セグメントを使用することができる。壁セグメントの数が増えると、強度およびエンジン性能の損失も増える。しかし、壁セグメントの数が燃焼器の数と同じではない、特に燃焼器の数未満である限りは、損失は、サブアセンブリ１０を用いる流れダクト組立体の損失より大きくはない。
【００２７】
したがって、流れダクト組立体１００のフープ構造１０４の改善された設計が構造強度の増加を提供することが開示された。この増加した強度により、支持構造の複雑さを減少しながら、従来の移行ダクトを用いたガスタービンエンジンには存在しない圧力差によってもたらされる大幅に増加した機械負荷にフープ構造１０４が耐えることができる。増加した構造強度はまた、フープ構造１０４および流れダクト組立体１００の寿命を増加し、それによりライフサイクル費用を減らす。追加的な強度はまた、サブアセンブリ１０および関連する従来の接合技術を利用する流れダクトシステムに関連する厚いフランジを排除することができる。厚いフランジは、より冷却が難しいため、今度はより有効な冷却が可能となり、それにより燃焼ガスによって生成された熱負荷を制御する流れダクトシステム１００の能力を増すことができる。さらに、内壁および外壁が壁セグメントによって接続されていない実施形態において、フープ設計は、壁自体および／または支持構造等の熱膨張から生じる内壁および外壁の相対移動により良好に対応する。これは今度は、フープ構造の機械負荷を低減し、かつ寿命を増加させる。さらに、フープ設計部品の製造はより簡単であり、ＴＢＣの適用が簡単であり、かつ関連するレーザー穴あけを行うことができるため、フープ設計は、製造費用を低減する。さらに、各燃焼器に対する接合部を除去することにより、漏洩経路の数が減少し、それは、エンジン効率を増加させる。結果として、フープ構造設計は、当技術分野での改善を示す。
【００２８】
本発明の様々な実施形態が示され、ここに記載されたが、このような実施形態は、一例としてのみ提供されていることは明らかである。本発明から逸脱することなく多数の変化形、変更および置換を行うことができる。したがって本発明は、特許請求の範囲の精神と技術範囲によってのみ限定されることが意図される。
【符号の説明】
【００２９】
１００  流れダクト組立体
１０２  入口コーン
１０４  フープ構造
１０５  フープセグメント
１０６  入口端部
１０８  加速領域
１１０  スロート領域
１１２  入口コーン出口
１１４  フープ構造入口
１１６  フープ構造接合部
１１８  半径方向外壁
１２０  半径方向内壁
１２２  上流壁セグメント
１２４  上流壁
１３０，１３２  フープセグメント
１３８  一体型入口コーン
１４０  一体型出口
１４１  間隙
１４４，１４８，１５４  一体型入口コーン
１４６，１５６  円周方向下流縁部
１５０，１５２  円周方向上流縁部
１５８  一体型入口コーン外壁
１６０，１６２  半径方向外縁部
１６４，１６６  縁部
１６８  外壁セグメント基部
１７０  一体型入口コーン半径方向内縁部
１７２  内壁セグメント基部領域
１８０，１８２  半径方向外壁セグメント
１８４，１８６  半径方向内壁セグメント
【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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