(57)【要約】【課題】燃焼器（１４）用の端部カバー組立体（２２）を提供する。【解決手段】本端部カバー組立体（２２）は、１以上の燃焼器燃料ノズル（２０）を受ける第１のプレート（２８）と、第２のプレート（４０）とを含む。１以上の中間プレート（３４、３６、３８）が、第１のプレート（２８）及び第２のプレート（４０）間に設置されかつ１以上の燃焼器燃料ノズル（２０）に燃料を分配する１以上の空洞（５４、５６、５８）を形成する。第１のプレート（２８）、第２のプレート（４０）及び１以上の中間プレート（３４、３６、３８）は、スタックとして固定される。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼器（１４）用の端部カバー組立体（２２）であって、当該端部カバー組立体が、
１以上の燃焼器燃料ノズル（２０）を受ける第１のプレート（２８）と、
第２のプレート（４０）と、
前記第１のプレート（２８）及び第２のプレート（４０）間に配置されかつ前記１以上の燃焼器燃料ノズル（２０）に燃料を分配する１以上の空洞（５４、５６、５８）を形成した１以上の中間プレート（３４、３６、３８）と
を備えており、  前記第１のプレート（２８）、第２のプレート（４０）及び１以上の中間プレート（３４、３６、３８）が、スタックとして固定される、端部カバー組立体（２２）。
【請求項２】
前記第１のプレート（２８）、第２のプレート（４０）及び１以上の中間プレート（３４、３６、３８）が、該第１のプレート（２８）及び第２のプレート（４０）の１つを貫通しかつ該１以上の中間プレート（３４、３６、３８）内に延びるファスナ（４２）によってスタックとして固定される、請求項１記載の端部カバー組立体（２２）。
【請求項３】
前記１以上の中間プレート（３４、３６、３８）の部分間における１以上のギャップが、前記１以上の空洞（５４、５６、５８）を形成する、請求項１記載の端部カバー組立体（２２）。
【請求項４】
前記１以上の中間プレート（３４、３６、３８）が、単層として配置される、請求項１記載の端部カバー組立体（２２）。
【請求項５】
前記１以上の空洞（５４、５６、５８）に燃料を供給する１以上の第２のプレート開口部（６６、７２、７４）を含む、請求項１記載の端部カバー組立体（２２）。
【請求項６】
１以上の燃焼器燃料ノズル（２０）と、
前記１以上の燃焼器燃料ノズル（２０）に作動可能に連結された端部カバー組立体（２２）と
を備えるターボ機械（１０）用の燃焼器（１４）であって、前記端部カバー組立体（２２）が、
前記１以上の燃焼器燃料ノズル（２０）を受ける第１のプレート（２８）と、
第２のプレート（４０）と、
前記第１のプレート（２８）及び第２のプレート（４０）間に配置されかつ前記１以上の燃焼器燃料ノズル（２０）に燃料を分配する１以上の空洞（５４、５６、５８）を形成した１以上の中間プレート（３４、３６、３８）と
を備えており、前記第１のプレート（２８）、第２のプレート（４０）及び１以上の中間プレート（３４、３６、３８）が、スタックとして固定される、燃焼器（１４）。
【請求項７】
前記第１のプレート（２８）、第２のプレート（４０）及び１以上の中間プレート（３４、３６、３８）が、該第１のプレート（２８）及び第２のプレート（４０）の１つを貫通しかつ該１以上の中間プレート（３４、３６、３８）内に延びるファスナ（４２）によってスタックとして固定される、請求項６記載の燃焼器（１４）。
【請求項８】
前記１以上の中間プレート（３４、３６、３８）の部分間における１以上のギャップが、前記１以上の空洞（５４、５６、５８）を形成する、請求項６記載の燃焼器（１４）。
【請求項９】
前記１以上の中間プレート（３４、３６、３８）が、単層として配置される、請求項６記載の燃焼器（１４）。
【請求項１０】
前記１以上の空洞（５４、５６、５８）に燃料を供給する１以上の第２のプレート開口部（６６、７２、７４）を含む、請求項６記載の燃焼器（１４）。
【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、ガスタービン燃焼器に関する。より具体的には、本主題の開示は、ガスタービン燃焼器用の端部カバー構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ガスタービン用の燃焼器は一般的に、端部カバー組立体によって支持された複数の燃料ノズルを含む。ノズルは、１以上のマニホルドを介してそれに対して燃料を分配する群又は回路として配置される。例えば、６つのノズルを有する燃焼器は、１つ、２つ又は３つの燃料ノズルを割り当てた３つの回路を有することができる。前述したように、燃料は、１以上のマニホルドを介して、一般的に端部カバー組立体内に設けられた様々な回路に分配される。単体構造端部カバープレートには、厚さに沿って部分的に切込み機械加工して、該端部カバープレート内に所望のチャネルを形成する。次に、機械加工した側において端部カバープレートを覆って端部プレートを溶接して、チャネルを閉鎖する。一般的に端部カバー組立体に対して幾つかのチューブ及びアダプタを溶接して、燃料ノズルに分配される燃料を端部カバーに供給する。
【０００３】
端部カバー組立体の機械加工及び溶接は、コストがかかりかつ多くの時間を必要とする。さらに、溶接組立体は、点検整備又は補修するのが容易でない。当技術分野では、製造しまた補修するのが一層容易な燃焼器用の端部カバー組立体が待望されていると言える。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の１つの態様によると、燃焼器用の端部カバー組立体は、１以上の燃焼器燃料ノズルを受ける第１のプレートと、第２のプレートとを含む。１以上の中間プレートが、第１のプレート及び第２のプレート間に設置されかつ１以上の燃焼器燃料ノズルに燃料を分配する１以上の空洞を形成する。第１のプレート、第２のプレート及び１以上の中間プレートは、スタックとして固定される。
【０００５】
本発明の別の態様によると、ターボ機械用の燃焼器は、１以上の燃焼器燃料ノズルと、１以上の燃焼器燃料ノズルに作動可能に連結された端部カバー組立体とを含む。端部カバー組立体は、１以上の燃焼器燃料ノズルを受ける第１のプレートと、第２のプレートとを含む。１以上の中間プレートが、第１のプレート及び第２のプレート間に設置されかつ１以上の燃焼器燃料ノズルに燃料を分配する１以上の空洞を形成する。第１のプレート、第２のプレート及び１以上の中間プレートは、スタックとして固定される。
【０００６】
これらの及びその他の利点並びに特徴は、図面と関連させて行った以下の説明から一層明らかになるであろう。
【０００７】
本発明と見なされる主題は、本明細書と共に提出した特許請求の範囲において具体的に指摘しかつ明確に特許請求している。本発明の前述の及びその他の特徴並びに利点は、添付図面と関連させて行った以下の説明から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ガスタービンの実施形態の断面図。
【図２】燃焼器の実施形態の斜視図。
【図３】燃焼器の端部カバーの実施形態の分解組立図。
【図４】端部カバーの実施形態における燃料回路の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
詳細な説明では、図面を参照しながら実施例によって、本発明の実施形態をその利点及び特徴と共に説明する。
【００１０】
図１に示すのは、ターボ機械、例えばガスタービン１０である。ガスタービン１０は、複数の燃焼器１４に加圧流体を供給する圧縮機１２を含む。燃料が、複数の燃焼器１４の１つ又はそれ以上内に噴射され、加圧空気と混合されかつ点火燃焼される。燃焼による高温ガス生成物が、タービン１６に流れ、タービン１６は、高温ガスから仕事を取出してロータシャフト１８を駆動し、ロータシャフト１８は次に、圧縮機１２を駆動する。複数の燃焼器１４は、ロータシャフト１８の周りに円周方向に配置することができ、また幾つかの実施形態では、１０個又は１４個の燃焼器１４の数とすることができる。
【００１１】
図２に示すのは、例えばガスタービンの燃焼器１４の部分図である。燃焼器１４は、端部カバー組立体２２から燃焼チャンバ２４内に延びる複数の燃料ノズル２０を含む。図２の実施形態は、６つの燃料ノズル２０を含み、５つの燃料ノズル２０がほぼ円形構成として配置されかつ６番目の燃料ノズル２０がその中心部に配置された状態になっている。複数の燃料ノズル２０は、例えば端部カバー組立体２２のネジ付き孔２６（図３に示す）内に挿入したボルト又はネジのようなネジ付きファスナ（図示せず）によって端部カバー組立体２２に固定される。端部カバー組立体２２に対する燃料ノズル２０のネジ付きファスナ接合を図示しているが、燃料ノズル２０を固定するその他の手段、例えば溶接又はロウ付けも本発明の技術的範囲内に含まれることを意図していることを理解されたい。
【００１２】
端部カバー組立体２２は、積重ねられ（スタックされ）て該端部カバー組立体２２を形成した端部カバープレートの層を含む。図３には、端部カバー組立体２２の実施形態の分解組立図を示している。高温側プレート２８が、端部カバー組立体２２の高温側に配置され、かつネジ付き孔２６において該高温側プレート２８に固定される複数の燃料ノズル２０を受ける。高温側プレート２８に当接するのは、該高温側プレート２８の内部表面３２に配置された複数マニホルドプレートからなる層である。マニホルドプレートは、複数の燃料ノズル２０に燃料を分配する複数のマニホルドを該マニホルドプレート間に形成する。図３に示すように、マニホルドプレートの層は、外側マニホルドプレート３４を含み、外側マニホルドプレート３４は、複数マニホルドプレートのうちの該外側マニホルドプレート３４の半径方向最外側範囲を定める。外側マニホルドプレート３４の内側には、中間マニホルドプレート３６が配置され、また中間マニホルドプレート３６の内側には、内側マニホルドプレート３８が、配置される。マニホルドプレート３４、３６及び３８は、外側マニホルドプレート３４及び中間マニホルドプレート３６間並びに中間マニホルドプレート３６及び内側マニホルドプレート３８間におけるギャップが複数の燃料ノズル２０に対する燃料の分配のための通路を形成するように配置される。
【００１３】
端部カバー組立体２２はさらに、高温側プレート２８の反対側でマニホルドプレートの層に当接した低温側プレート４０を含む。複数のファスナ、例えばボルト４２を使用して、高温側プレート２８、マニホルドプレート３４、３６及び３８、並びに低温側プレート４０を一体に押圧して、端部カバー組立体２２を形成する。高温側プレート２８、外側マニホルドプレート３４及び低温側プレート４０の各々は、図示するようにそれぞれのプレートの外周部近くにほぼ円形のパターンとして配置することができる複数の貫通ボルト孔４４を含む。複数のボルト４２をボルト孔４４に通しかつ適切なトルクを加えて、端部カバー組立体２２に対して構造的支持を与えかつ該端部カバー組立体２２をシールして、プレート間の接合部からの燃料の不用意な漏洩を防止する。幾つかの実施形態では、ボルト４２は、完全には端部カバー組立体２２を貫通しておらず、部分的にのみ貫通している。例えば、ボルト４２は、高温側プレート２８を貫通してマニホルドプレート３４、３６、３８の１つ内に至って、高温側プレート２８をマニホルドプレート３４、３６、３８に固定することができる。同様に、ボルト４２は、低温側プレート４０を貫通してマニホルドプレート３４、３６、３８の１つ内に至り、従って低温側プレート４０をマニホルドプレート３４、３６、３８に固定することができる。両方向からマニホルドプレート３４、３６、３８内に延びるボルト４２により、端部カバー組立体２２は、構造的に支持される。図３の実施形態ではボルト４２を使用してプレートをスタックとして（積重ね状態で）固定しているが、例えばピン又はネジのようなその他のファスナ並びに例えば溶接、ロウ付け又は接着のようなその他の接合方法を使用して、プレートを接合してスタックにすることができることを理解されたい。プレート間のシール能力を高めるために、幾つかの実施形態では、プレートは、互いに溶接又はロウ付けすることができ、かつ／或いはボルト４４に加えてプレート間において機械的シールを使用することができる。さらに、各プレートには、隣接するプレートのシール面４６に当接させた時にシール能力をもたらす平坦なシール面４６を加工することができる。
【００１４】
図４は、端部カバー組立体２２の内部における様々な回路及び燃料フィードの構成を示している。図２に示すような６つの燃料ノズル２０を有する燃焼器１４では、４つの回路を使用している。カートリッジ回路４８は、中間マニホルドプレート３６内のカートリッジ５２の数に合せた貫通孔つまりカートリッジ孔５０（図３に示す）を含む。カートリッジ回路４８に加えて、３つの予混合回路を使用している。予混合回路１（ＰＭ１）５４は、燃料及び空気の予混合気を１つの燃料ノズル２０に供給する。同様に、予混合回路２（ＰＭ２）５６及び予混合回路３（ＰＭ３）５８はそれぞれ、燃料及び空気の予混合気を２つの燃料ノズル２０及び３つの燃料ノズル２０に供給する。構成の中心部における燃料ノズル２０に予混合気を供給するＰＭ１回路５４は、内側マニホルドプレート３８内にＰＭ１孔を含む。ＰＭ２回路５６は、５つの外側燃料ノズル２０のうちの２つに燃料を供給し、かつ内側マニホルドプレート３８及び中間マニホルドプレート３６間におけるギャップによって形成されている。ＰＭ３回路５８は、５つの外側燃料ノズル２０のうちの残りの３つに燃料を供給し、かつ中間マニホルドプレート３６及び外側マニホルドプレート３４間におけるギャップによって形成されている。図４には４つの回路を示しているが、マニホルド層内のプレートの数及び／又はプレート間の関係を変更して異なる数のマニホルド及び／又は異なる寸法のマニホルドを形成することによって、異なる回路数を設けることができることを理解されたい。さらに、燃焼器１４には、異なる数の燃料ノズル２０、例えば４つ又は５つの燃料ノズル２０を有する構造も適合可能である。
【００１５】
再び図２を参照すると、燃料は、低温側プレート４０において端部カバー組立体２２の外面６０に固定されたアダプタを介して回路４８、５４、５６及び５８に供給される。図２に示す実施形態のアダプタは、それによって該アダプタが低温側プレート４０から取外し可能であるネジ付きファスナ又はその他の手段により低温側プレート４０に固定される。カートリッジ５２の各々について、カートリッジアダプタ６２が設けられる。ＰＭ１アダプタ６４は、低温側プレート４０に固定されて、該低温側プレート４０内のＰＭ１孔６６（図３に示す）を介してＰＭ１回路５４に燃料を供給する。ＰＭ２アダプタ６８及びＰＭ３アダプタ７０はそれぞれ、低温側プレート４０に固定されて、ＰＭ２回路５６及びＰＭ３回路５８に燃料を供給する。ＰＭ２孔７２及びＰＭ３孔７３が、低温側プレート４０内に配置され、かつＰＭ２アダプタ６８及びＰＭ３アダプタ７０からＰＭ２回路５６及びＰＭ３回路５８内に燃料が流れるのを可能にする。本明細書に説明した端部カバー組立体２２を使用することにより、低温側プレート４０上においてアダプタの取付けのためのより大きい表面積が得られ、従って該低温側プレート４０に対してアダプタを固定するボルト又はネジのようなネジ付きファスナの使用が実施可能になる。ネジ付きファスナは、故障又は損傷の場合にアダプタを取外し可能にかつ交換可能にすることができ、またその耐久性を高めるのを可能にする。さらに、ネジ付きファスナ接合を使用することは、より低コストかつ市販のアダプタの使用を可能にする。
【００１６】
限られた数の実施形態に関してのみ本発明を詳細に説明してきたが、本発明がそのような開示した実施形態に限定されるものではないことは、容易に理解される筈である。むしろ、本発明は、これまで説明していないが本発明の技術思想及び技術的範囲に相応するあらゆる数の変形、変更、置換え又は均等な構成を組込むように改良することができる。さらに、本発明の様々な実施形態について説明してきたが、本発明の態様は説明した実施形態の一部のみを含むことができることを理解されたい。従って、本発明は、上記の説明によって限定されるものと見なすべきではなく、本発明は、特許請求の範囲の技術的範囲によってのみ限定される。
【符号の説明】
【００１７】
１０  ガスタービン
１２  圧縮機
１４  燃焼器
１６  タービン
１８  ロータシャフト
２０  燃料ノズル
２２  端部カバー組立体
２４  燃焼チャンバ
２６  ネジ付き孔
２８  高温側プレート
３０  高温側
３２  内部表面
３４  外側マニホルドプレート
３６  マニホルドプレート
３８  マニホルドプレート
４０  低温側プレート
４２  ボルト
４４  ボルト
４６  シール面
４８  カートリッジ回路
５０  カートリッジ孔
５２  カートリッジ
５４  予混合回路１
５６  予混合回路２
５８  予混合回路３
６０  外面
６２  カートリッジアダプタ
６４  ＰＭ１アダプタ
６６  ＰＭ１孔
６８  ＰＭ２アダプタ
７０  ＰＭ３アダプタ
７２  ＰＭ２孔
７４  ＰＭ３孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2011179811.tif 000006
【外国語明細書】
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