(57)【要約】【課題】ガスタービン用のシールを提供すること。【解決手段】ガスタービンエンジンは、ガスタービンと、各々がガスタービンと流体連通する複数の燃焼器とを有する。ガスタービンエンジンは、ガスタービンと複数のタービン燃焼器との間に配設された第１のシールを含む。第１のシールは、ガスタービンおよび複数のタービン燃焼器のうちの少なくとも２つに密封係合するように構成される。ガスタービンエンジンは、ガスタービンと複数のタービン燃焼器との間に配設された第２のシールも含む。第２のシールは、ガスタービンおよび複数のタービン燃焼器のうちの少なくとも２つに密封係合するように構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンと、
各々が前記ガスタービンと流体連通する複数の燃焼器と、
前記ガスタービンと前記複数のタービン燃焼器との間に配設され、前記ガスタービンおよび前記複数のタービン燃焼器のうちの少なくとも２つに密封係合するように構成された第１のシールと、
前記ガスタービンと前記複数のタービン燃焼器との間に配設され、前記ガスタービンおよび前記複数のタービン燃焼器のうちの前記少なくとも２つに密封係合するように構成された第２のシールとを備えるガスタービンエンジン。
【請求項２】
前記第１のシールは半径方向外側シールであり、前記第２のシールは半径方向内側シールである、請求項１記載のガスタービンエンジン。
【請求項３】
前記第１のシールは前記複数のタービン燃焼器のうちの前記少なくとも２つの第１密封界面と係合するように構成され、前記第２のシールは前記複数のタービン燃焼器のうちの少なくとも２つの第２密封界面と係合するように構成され、前記第１の密封界面は上流側を向いた表面であり、前記第２の密封界面は下流側を向いた表面である、請求項２記載のガスタービンエンジン。
【請求項４】
前記第１のシールおよび前記第２のシールの各々は前記ガスタービンに取り付けられる、請求項１記載のガスタービンエンジン。
【請求項５】
前記第１のシールおよび前記第２のシールの各々は前記ガスタービンの第１段階ノズルに取り付けられる、請求項４記載のガスタービンエンジン。
【請求項６】
周方向において前記複数のタービン燃焼器のうちの前記少なくとも２つのうちの２つのタービン燃焼器の間に配設された側部シールを備え、前記側部シールは前記第１のシールおよび前記第２のシールに密封係合するように構成される、請求項１記載のガスタービンエンジン。
【請求項７】
前記第１のシールおよび前記第２のシールは周方向において互いに対してずらされる、請求項１記載のガスタービンエンジン。
【請求項８】
前記複数の燃焼器の各々は、前記第１のシールに係合するように構成された密封界面を備え、前記密封界面は前記ガスタービンの中心軸に対して鋭角に配設される、請求項１記載のガスタービンエンジン。
【請求項９】
前記第１のシールは第１のフィンガーシールを備え、前記第２のシールは第２のフィンガーシールを備える、請求項１記載のガスタービンエンジン。
【請求項１０】
前記複数のタービン燃焼器は、環状構成で配設される、請求項１記載のガスタービンエンジン。
【請求項１１】
ガスタービンと、
各々が前記ガスタービンと流体連通する複数のタービン燃焼器と、
前記ガスタービンと前記複数のタービン燃焼器との間に配設され、前記ガスタービンおよび前記複数のタービン燃焼器のうちの少なくとも２つに密封係合するように構成されたシールとを備えるシステム。
【請求項１２】
周方向において前記複数のタービン燃焼器のうちの前記少なくとも２つのうちの２つのタービン燃焼器の間に配設された側部シールを備え、前記側部シールは前記ガスタービンに密封係合するように構成される、請求項１１記載のシステム。
【請求項１３】
前記シールは前記ガスタービンの第１段階ノズルに取り付けられる、請求項１１記載のシステム。
【請求項１４】
前記複数の燃焼器の各々は、前記シールに係合するように構成された密封界面を備え、前記密封界面は、前記ガスタービンの中心軸に対して鋭角に配設される、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記シールは半径方向外側弓状シールと半径方向内側弓状シールとを備え、前記半径方向外側弓状シールは、前記ガスタービンおよび前記複数のタービン燃焼器のうちの前記少なくとも２つのそれぞれの尾筒に密封係合するように構成され、前記半径方向内側弓状シールは、前記ガスタービンおよび前記複数のタービン燃焼器のうちの前記少なくとも２つのそれぞれの尾筒に密封係合するように構成される、請求項１１記載のシステム。
【請求項１６】
前記複数のタービン燃焼器は環状構成を備える、請求項１１記載のシステム。
【請求項１７】
ガスタービンと、
環状構成に配設され、各々が前記ガスタービンと流体連通する複数のタービン燃焼器と、
前記ガスタービンと前記複数のタービン燃焼器との間に配設され、前記ガスタービンおよび前記複数のタービン燃焼器のうちの少なくとも２つのそれぞれの尾筒に密封係合するように構成され、前記ガスタービンに取り付けられた半径方向外側弓状シールと、
前記ガスタービンと前記複数のタービン燃焼器との間に配設され、前記ガスタービンおよび前記複数のタービン燃焼器のうちの前記少なくとも２つの前記それぞれの尾筒に密封係合するように構成され、前記ガスタービンに取り付けられた半径方向内側弓状シールとを備えるガスタービンエンジンを備えるシステム。
【請求項１８】
前記半径方向外側弓状シールは、前記複数のタービン燃焼器のうちの前記少なくとも２つの前記それぞれの尾筒の各々の第１の密封界面に係合するように構成され、前記半径方向内側弓状シールは、前記複数のタービン燃焼器のうちの前記少なくとも２つの前記それぞれの尾筒の各々の第２の密封界面に係合するように構成され、前記第１の密封界面は前記ガスタービンの中心軸に対して鋭角に配設され、前記第２の密封界面は前記ガスタービンの中心軸に対して実質的に垂直である、請求項１７記載のシステム。
【請求項１９】
周方向において前記複数のタービン燃焼器のうちの前記少なくとも２つのうちの２つのタービン燃焼器それぞれの尾筒間に配設された側部シールを備え、前記側部シールは前記ガスタービンに密封係合するように構成される、請求項１７記載のシステム。
【請求項２０】
前記側部シールは、前記それぞれの尾筒のそれぞれの下流側保持面に当接するように構成される、請求項１９記載のシステム。
【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、概してガスタービン用のシールに関する。より詳細には、開示される主題は、複数の燃焼器とタービンノズルとの間のシール組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンは一般に、圧縮器と、複数の燃焼器と、ガスタービンとを含む。たとえば、複数の燃焼器がガスタービンエンジンの中心軸の周りに環状構成として構成されてもよく、それによって、各燃焼器は燃焼生成物をそれぞれの尾筒を通してガスタービン内に送りこむ。シールは、燃焼生成物の流路を密封し、燃焼生成物の漏れを低減させるように複数の燃焼器とガスタービンとの間に配設されてもよい。各燃焼器の各尾筒は、別個にガスタービンに封止されてもよい。言い換えれば、別個のシールを使用して各燃焼器とガスタービンとの間の流路を密封してもよい。
【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７２４６９９５号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
出願時に特許請求された発明と範囲が同等である特定の実施形態について以下に要約する。これらの実施形態は、請求されている実施形態を制限するものではなく、本発明の考えられる形態を要約することを目的としている。すなわち、本発明は後述の実施形態と同様であることもまたは異なることもある様々な形態を包含してもよい。
【０００５】
ガスタービンエンジンは、ガスタービンと、ガスタービンと流体連通する複数の燃焼器とを含む。ガスタービンエンジンは、ガスタービンと複数のタービン燃焼器との間に配設された第１のシールを含む。第１のシールはガスタービンおよび複数のタービン燃焼器のうちの少なくとも２つに密封係合するように構成される。ガスタービンエンジンは、ガスタービンと複数のタービン燃焼器との間に配設された第２のシールも含む。第２のシールは、ガスタービンおよび複数のタービン燃焼器のうちの少なくとも２つに密封係合するように構成される。
【０００６】
第２の実施形態において、システムは、ガスタービンと複数のタービン燃焼器とを含む。複数のタービン燃焼器の各々がガスタービンと流体連通している。さらに、システムは、ガスタービンと複数のタービン燃焼器との間に配設されたシールを含む。シールはガスタービンを複数のタービン燃焼器のうちの少なくとも２つに密封係合するように構成される。
【０００７】
第３の実施形態において、システムは、ガスタービンと、環状構成に配設されて、各々がガスタービンと流体連通する複数の燃焼器とを含むガスタービンエンジンを含む。半径方向外側弓状シールがガスタービンと複数のタービン燃焼器との間に配設される。半径方向外側弓状シールは、ガスタービンに取り付けられ、かつガスタービンおよび複数の燃焼器のうちの少なくとも２つのそれぞれの尾筒に密封係合するように構成される。さらに、ガスタービンエンジンは、ガスタービンと複数のタービン燃焼器との間に配設された半径方向内側弓状シールを含む。半径方向内側弓状シールは、ガスタービンに取り付けられ、かつガスタービンおよび複数の燃焼器のうちの少なくとも２つのそれぞれの尾筒に密封係合するように構成される。
【０００８】
本発明のこれらの特徴、態様、および利点ならびにその他の特徴、態様、および利点は、添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読んだときによりよく理解されよう。図面全体にわたって、同じ符号は同じ部品を表す。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示の実施形態によるガスタービンエンジンのブロック図である。
【図２】本開示の実施形態による、尾筒がタービンに封止された複数の燃焼器の斜視図である。
【図３】図２のタービンの２つの尾筒およびノズル（たとえば、段階１ノズル）用のシール組立体の実施形態の斜視図である。
【図４】１つの尾筒を有する図３のシール組立体の実施形態の斜視図である。
【図５】図３のシール組立体、２つの尾筒、およびノズルの実施形態の分解斜視図である。
【図６】尾筒とノズルとの間のシール組立体の実施形態の断面図である。
【図７】尾筒およびノズル用のシール組立体の実施形態の正面図である。
【図８】尾筒およびノズル用のシール組立体の実施形態の正面図である。
【図９】尾筒およびノズル用のシール組立体の実施形態の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の１つまたは複数の特定の実施形態について以下に説明する。これらの実施形態について簡潔に説明するために、本明細書では、実際の実装形態のすべての特徴について説明するわけではない。そのような実際の実装形態を開発するうえで、あらゆる工学プロジェクトまたは設計プロジェクトの場合と同様に、開発者の特定の目標を実現するために、実装形態ごとに異なるシステム関連の制約および業務関連の制約の順守などの実装形態特有の多数の決定を下さなければならないことを諒解されたい。さらに、そのような開発作業が複雑になり時間がかることがあるが、それにもかかわらず、本開示の利益を有する当業者のための設計、製作、および製造が日常的に行われることを諒解されたい。
【００１１】
本発明の様々な実施形態の要素を導入する際、冠詞「ａ」、「ａｎ」「ｔｈｅ」、および「ｓａｉｄ」は、その要素が１つまたは複数存在することを意味することが企図されている。語「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」、および「ｈａｖｉｎｇ」は、包含的であり、列挙された要素以外のさらなる要素があり得ることを意味する。
【００１２】
本開示の実施形態は、複数のガスタービン尾筒（たとえば、タービン燃焼器の下流側部分）およびタービンのノズルに密封係合するためのシール組立体を対象とする。たとえば、開示される実施形態は、各々が複数の尾筒およびタービンのノズルと密封係合する半径方向外側弓状シールおよび半径方向内側弓状シールを、周方向において２つの尾筒間に配設された側部シールとともに含んでもよいシール組立体を含む。複数の尾筒をシール組立体と密封係合する（たとえば、半径方向外側弓状シールおよび半径方向内側弓状シールの各々が複数の尾筒に係合する）ことによって、複数の燃焼器とタービンのノズルとの間の流体の漏れを各尾筒用の別個のシールを有するシステムと比較して低減させることができる。さらに、上述のシール組立体は、シール組立体構成要素の数を低減させ、それによって、シール組立体の構成に関連するコストを削減することができる。
【００１３】
次に、各図面を参照すると、図１はガスタービンシステム１０の実施形態のブロック図を示す。この図は、圧縮器１２と、タービン燃焼器１４と、タービン１６とを含む。タービン燃焼器１４は、天然ガスまたは合成ガスなどの液体燃料および／またはガス燃料１９をタービン燃焼器１４に送りこむ燃料ノズル１８を含む。
【００１４】
タービン燃焼器１４は、混合気に点火して燃焼させ、次いで高温の加圧燃焼ガス２４（燃焼生成物）を尾筒２５を通してタービン１６に送りこむ。尾筒２５は１つまたは複数のシール組立体２６を介してタービン１６の一部に封止されてもよい。後述のように、シール組立体２６は密封を向上させるために複数の尾筒２５にわたって共有されてもよい。タービンブレードがシャフト２７に結合され、シャフト２７はまた、タービンシステム１０全体にわたって他のいくつかの構成要素に結合されている。燃焼ガス２４がタービン１６内のタービンブレードを通過すると、タービン１６が駆動されて回転し、それによってシャフト２７が回転する。言い換えれば、タービンブレードは燃焼ガスからワークを抽出する。最後に、燃焼ガス２４は、タービンシステム１０から排気出口２８を介して排気ガス２９として排出される。さらに、シャフト２７は、シャフト２７の回転を介して駆動される負荷３０に結合されてもよい。たとえば、負荷３０は、発電所または外部機械負荷などの、タービンシステム１０の回転出力を介して力を発生させることのできる任意の適切なデバイスであってもよい。たとえば、負荷３０には発電機、飛行機のプロペラなどを含めてもよい。
【００１５】
ガスタービンシステム１０の実施形態では、圧縮器ブレードが圧縮器１２の構成要素として含まれる。圧縮器１２内のこれらのブレードは、シャフト２７に結合され、上述のようにシャフト２７がタービン１６によって駆動され回転するときに回転する。圧縮器１２内でこれらのブレードが回転すると、空気取入口３２からの空気３１が圧縮され、それによって圧縮空気３３が生成される。圧縮空気３３は次いで、燃焼器１４の燃料ノズル１８に送りこまれる。燃料ノズル１８は圧縮空気３３と燃料１９を混合し、燃料を無駄にしなり過度の排気を生じさせたりすることのないように燃焼（たとえば、燃料をより完全に燃焼させる燃焼）のための適切な混合比を有する混合物３４を生成する。
【００１６】
図２は、複数の燃焼器１４およびタービン１６の実施形態を示す。具体的には、燃焼器１４は、環状構成として構成され、それぞれの燃焼器１４とタービン１６との間に、タービン１６に封止されるように配設された尾筒２５を有する。各尾筒２５がそのそれぞれの燃焼器１４の一部として見なされても見なされなくてもよいことに留意されたい。したがって、１つまたは複数の尾筒２５に関連する形状および／または係合の任意の参照は、別の実施形態では、それぞれの燃焼器１４の実際の一部（たとえば、下流側燃焼器部分）と解釈されてもよい。本実施形態に示す尾筒２５は、燃焼器１４から出てタービン１６のノズル４６（たとえば、段階ノズル）の方へ向かう燃焼生成物を受け取りかつ送るように構成されてもよい。上述のように、タービン１６は、燃焼生成物をタービン１６のタービンブレードを横切りかつタービンブレード間を通過するように送り、それによってシャフト２７を強制的に回転させることによって燃焼生成物（たとえば、燃焼ガス２４）からワークを抽出する。シャフトは、前述のように、圧縮器１２および負荷３０に力（たとえば、回転力）を加える。尾筒２５とタービン１６との間のシール組立体２６は、燃焼生成物がガスタービンシステム１０から逃げるのを妨げる。シール組立体２６は一般に、尾筒２５とタービン１６（たとえば、タービン１６のノズル４６）との間に環状構成として配設される。さらに、後述のように、本実施形態のシール組立体２６は２つ以上（たとえば、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、またはそれよりも多く）の尾筒２５の少なくとも一部に密封係合してもよい。たとえば、シール組立体２６の半径方向外側シールは、２つ以上（たとえば、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、またはそれよりも多く）の尾筒２５とタービン１６のノズル４６の外径４９との間に密封界面を形成してもよい。同様に、シール組立体２６の半径方向内側シールは、２つ以上（たとえば、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、またはそれよりも多く）の尾筒２５とタービン１６のノズル４６の内径５０との間に密封界面を形成してもよい。半径方向外側シールおよび半径方向内側シールはたとえば、フィンガーシールであってもよい。（たとえば、複数の尾筒２５間で共有される）開示されるシール組立体２６は、改善された効果をもたらすことができ（たとえば、燃焼生成物の漏れの低減を向上させるのを可能にすることができ）、したがって、ガスタービンシステム１０の効率を向上させることができる。
【００１７】
シール組立体２６の実施形態の斜視図が図３および図４に示されている。具体的には、図３は、複数の尾筒２５とタービン１６のノズル４６の一部（たとえば、段階１ノズル）との間に配設されたシール組立体２６を示す。図示が明確になるように、図４は、タービン１６を有さず１つの尾筒２５のみを有する図３のシール組立体２６を示しており、したがって、シール組立体２６が明確に示されている。これらの図示の実施形態では、シール組立体２６は、傾斜レグ５８および垂直レグ５９を含む半径方向外側弓状シール５７（以下では「外側シール５７」と呼ぶ）と、半径方向内側弓状シール６０（本明細書では「内側シール６０」と呼ぶ）と、複数の側部シール６２とを備える。前述のように、外側シール５７および／または内側シール６０はフィンガーシールであってもよい。たとえば、外側シール５７および内側シール６０の各々は、互いに独立にたわむことができるように構成された複数のフィンガー６１で構成されてもよい。複数のフィンガー６１は、外側シール５７および／または内側シール６０が、以下に詳しく説明するように２つ以上の尾筒２５に沿って周方向に湾曲するのを可能にするとともに、ノズル４６を軸方向および半径方向に尾筒２５まで移動させることができる。別の実施形態では、外側シール５７と内側シール６０は連続してもよい。言い換えれば、外側シール５７および内側シール６０は、各々が（たとえば、フィンガー６１を有さない）単一の連続する構成要素として、２つ以上の尾筒２５の周りを周方向に延びてもよい。
【００１８】
図３に注目すると分かるように、内側シール６０および外側シール５７は複数のフィンガー６１を含んでもよい。たとえば、特定の実施形態では、外側シール５７の傾斜レグ５８は複数のフィンガー６１を含み、垂直レグ５９は連続している。傾斜レグ５８のフィンガー６１は、外側シール５７が各尾筒２５にわたって環状に湾曲するのを可能にしてもよい。フィンガー６１は外側シール５７のシールを強化してもよい。内側シール６０用に同様の構成を含めてもよい。別の実施形態では、内側シール６０および外側シール５７は、（たとえば、フィンガー６１を有さない）各尾筒２５にわたって周方向に延びつつ連続してもよい。いずれの構成でも、内側シール６０は、内側ボルト６４を介してタービン１６のノズル４６に固定され、したがって、ノズル４６に密封係合している。同様に、外側シール５７は、外側ボルト６５を介してタービン１６のノズル４６に固定され、したがって、ノズル４６に密封係合している。内側ボルト６４および外側ボルト６５の図示の方向ならびにボルト止めされた付随する表面の向きが、本開示の一実施形態を表すものに過ぎないことに留意されたい。たとえば、別の実施形態では、外側シール５７がノズル４６の周りおよび半径方向内側を覆ってもよく、外側ボルト６５が尾筒２５の方を向く（たとえば、図示の実施形態では内側ボルト６４と同じ方向に向ける）ことによって外側シール５７をノズル４６に取り付けてもよい。現在図示されている内側ボルト６４および外側ボルト６５は、内側シール６０および外側シール５７がタービン１６のノズル４６にどのように取り付けられ得るかを示す実施形態を目的としたものである。尾筒２５およびノズル４６を取り付けるために使用されている現在図示されているボルト６４、６５のどの変形形態も、当業者に本開示から著しく逸脱するものと見なされることがないことを諒解されたい。さらに、内側シール６０および／または外側シール５７が他の何らかの方法でタービン１６のノズル４６に固定されてもよい。たとえば、内側シール６０および／または外側シール５７は、溶接またはろう付けを行うか、それぞれのシール５７、６０をクリップを介してノズル４６に結合するか、あるいは燃焼器１４からノズル４６まで流れる燃焼生成物によって生じるシール組立体全体にわたる圧力降下を利用することによってノズル４６に固定されてもよい。言い換えれば、以下に詳しく説明するように、圧力降下によって、シール組立体２６の各要素（たとえば、外側シール５７、内側シール６０、および／または側部シール６２）を押して尾筒２５およびノズル４６に密封係合させることができ、それによって、シール組立体２６の各要素をノズル４６に固定するのを助けることができる。
【００１９】
内側シール６０は、燃焼器１４からの燃焼生成物の流れに対して尾筒２５の下流側でノズル４６の上流側に配設される。内側シール６０は、２つ以上の尾筒２５にわたって湾曲経路に沿って延びるＵ字形外形を有してもよい。内側シール６０のＵ字形外形は第１のレグ６６と第２のレグ６７とを含む。図示の実施形態における第１のレグ６６は外面６８を含む。第１のレグ６６の外面６８は、本実施形態に示すように複数の尾筒２５の内側に接触する。さらに、後述のように、内側シール６０の第１のレグ６６の外面６８は、１つまたは複数の側部シール６２の底部６９に接触してもよく、各側部シール６２の底部６９は各側部シール６２のシム部７０（たとえば、頂部）と向かい合うように配設され、かつ側部シール６２は尾筒２５の長穴７１内に配設される。
【００２０】
Ｕ字形外形を有する内側シール６０は、以後の図を参照して以下に説明するノズル４６の一部に密封係合するように構成された第２のレグ６７を含んでもよい。第１のレグ６６および第２のレグ６７を有する内側シール６０は、静止時に（たとえば、尾筒２５とノズル４６との間で）圧縮され、それによって、内側シール６０の基部７２が圧縮力を受ける。言い換えれば、内側シール６０は、第１のレグ６６、第２のレグ６７、および基部７２で構成されたＵ字形外形を含み、基部７２は、第１のレグ６６と第２のレグ６７が互いに内側に押されている間圧縮力を受ける。したがって、内側シール６０は、燃焼生成物および／または熱膨張によってノズル４６が尾筒２５から引き離されているときは尾筒２５およびノズル４６に密封係合したままになる（たとえば、Ｕ字形内側シール６０の基部７２内の圧縮力の一部が解放され、それによって、上述のように、内側シール６０の第１のレグ６６および第２のレグ６７が外側にたわみ、尾筒２５およびタービン１６のノズル４６との密封接触を維持する）。さらに、本実施形態の尾筒２５は、シール組立体２６の側部シール６２を受け入れるように構成された長穴７１を含んでもよい。言い換えれば、側部シール６２は２つの隣接する尾筒２５間に嵌り、かつ２つの尾筒２５の長穴７１内に嵌ってもよい。側部シール６２は、燃焼生成物が尾筒２５を通過するときに長穴７１に押し付けられてもよく、それによって、尾筒２５間の領域を密封する。さらに、外側シール５７の一部（たとえば、傾斜レグ５８）が尾筒２５の一部に嵌って尾筒２５をタービン１６の外径４９に封止してもよい。外側シール５７の尾筒２５との係合については以下に図４を参照して詳しく説明する。
【００２１】
図４に注目すると分かるように、外側シール５７は、傾斜レグ５８と垂直レグ５９とを含む。傾斜レグ５８と垂直レグ５９は、内側シール６０のＵ字形外形と同様の、外側シール５７のＵ字形外形が２つ以上の尾筒２５にわたって環状に延びるＵ字形外形を構成してもよい。図示の実施形態では、外側シール５７のＵ字形外形は傾斜レグ５８と垂直レグ５９とを含む。別の実施形態では、垂直レグ５９は垂直ではなくてもよい。言い換えれば、垂直レグ５９は、後述のように、垂直であっても傾斜していてもよく、概ね垂直レグ５９をノズル４６の表面に封止するのに使用される角度と一致する。
【００２２】
図示の実施形態について引き続き説明する。本実施形態の各側部シール６２は、内側シール６０の外面６８の上方に配設された底部６９を有し、したがって、内側シール６０は前述のように尾筒２５に接触するとともに、側部シール６２の底部６９に接触する。本実施形態では、側部シール６２は、外側シール５７の傾斜レグ５８の底面７３の下方に配設された半径方向外側のシム部７０も含む。さらに、側部シール６２のシム部７０は、２つの尾筒２５の各々の溝部７６内に配設されてもよい（以下に図６を参照して説明する）。溝部７６は、シム部７０が外側シール５７の傾斜レグ５８の底面７３の下方で２つの尾筒２５の各々の溝部７６の上方に位置する（たとえば、外側シール５７と尾筒２５との間に挟む）ことができるように側部シール６２のシム部７０の下方に傾斜している。同様に、外側シール５７の傾斜レグ５８が各尾筒２５の溝部７６に嵌ってもよく、それによって、シール組立体２６の外側シール５７は尾筒２５の溝部７６にも接触してシールを完全なものにする。尾筒２５と外側シール５７との係合については以下に詳しく説明する。
【００２３】
図５は、様々なシール組立体２６部材（たとえば、側部シール６２、外側シール５７、および内側シール６０）ならびに密封すべき構成要素（たとえば、尾筒２５およびタービン１６のノズル４６）の接触表面をさらに示すシール組立体２６の実施形態の分解斜視図を示す。前述のような側部シール６２は、外側シール５７の傾斜レグ５８の下方に嵌るシム部７０を有し、したがって、側部シール６２のシム部７０は外側シール５７の傾斜レグ５８の底面７３に接触する。側部シール６２は、隣接する尾筒２５（たとえば、側部シール６２によって接触される２つの尾筒２５）の長穴７１にも嵌る。したがって、燃焼生成物は、尾筒２５内を通ってタービン１６のノズル４６に流入するときに側部シール６２を隣接する尾筒２５の長穴７１に押し付けるかまたは長穴７１に接触した状態で偏らせる。さらに、外側シール５７は各々の隣接する尾筒２５の溝部７６に嵌る。したがって、本実施形態における側部シール６２のシム部７０は、前述のように外側シール５７の傾斜レグ５８の底面７３の下方に嵌るとともに、尾筒２５の溝部７６の傾斜面７８の上方に嵌る。したがって、外側シール５７の傾斜レグ５８は各尾筒２５（たとえば、２つ以上の尾筒２５）の溝部７６にも斜めに嵌る。したがって、尾筒２５を通過してタービン１６に流入する燃焼生成物とは異なる圧力によって、尾筒２５間の隙間が前述のように側部シール６２を介して密封され、かつノズル４６を尾筒２５から引き離して、外側シール５７の傾斜レグ５８の底面７３を接触させ、尾筒２５の傾斜面７８に密封係合させることができる。さらに、内側シール６０は、前述のように、尾筒２５およびタービン１６のノズル４６に密封係合したままになる。
【００２４】
各尾筒２５の溝部７６の傾斜面７８を尾筒２５の溝部７６に密封係合された外側シール５７の傾斜レグ５８の角度に対して実質的に平行に配向してもよく、あるいはこれらの角度が異なってもよい。さらに、これらの角度としては、各表面間に密封係合を生じさせる力が強くなるような角度が選択されてもよく、かつ尾筒２５の傾斜面７８はタービン１６の中心軸７９に対して鋭角であってもよい（図６参照）。この鋭角はたとえば、タービン１６の中心軸７９に対して約４５度の角度であってもよい。この角度は、約０度〜約９０度の範囲、２０度〜７０度の範囲、３０度〜５０度の範囲、またはそれらの間の任意の部分範囲であってもよい。
【００２５】
次に、図６を参照すると、シール組立体２６の実施形態の断面図が示されている。前述のように、尾筒２５の溝部７６は外側シール５７の傾斜レグ５８を受け入れるように構成される。傾斜レグ５８の底面７３は各尾筒２５の溝部７６の傾斜面７８に接触して密封係合を生じさせる。尾筒２５内を通ってタービン１６に至る燃焼生成物によって生じる可能性がある熱膨張および圧力差によって、ノズル４６を尾筒２５から引き離すことができる。外側シール５７自体を外側ボルト６５を介してノズル４６に固定することができるので、外側シール５７をノズル４６と一緒に尾筒２５から方向８０へ引き離すことができる。ノズル４６および外側シール５７を尾筒２５から引き離すと、 尾筒２５の溝部７６の傾斜面７８に対する外側シール５７の傾斜レグ５８の底面７３の力を強めて、外側シール５７を尾筒２５と密封係合したままにすることができる。さらに、外側シール５７は、概ね方向８２に向けられた外側シール５７の垂直レグ５９の上向きシール面８１とノズル４６のフランジ面８３との接触を介してノズル４６と密封係合したままになる。外側シール５７の傾斜レグ５８の底面７３と尾筒２５の溝部７６の傾斜面７８との間の力が上述のように増大すると、外側シール５７の垂直レグ５９の上向きシール面８１によってノズル４６のフランジ面８３に対して加えられる力を増大させることができる。したがって、（燃焼生成物が方向８０に移動することに起因して）ノズル４６が尾筒２５から離れると、尾筒２５の接触面と外側シール５７との間および外側シール５７とノズル４６との間に働く力を増大させる（したがって、シールを強化する）ことができる。
【００２６】
さらに、内側シール６０は、図示の実施形態に示されているように、内側ボルト６４を介してノズル４６に取り付けられてもよい。前述のような内側シール６０は、ノズル４６および尾筒２５が近接することによって内側シール６０が内側（たとえば、概ね方向８０、または軸方向）に圧縮されるようにノズル４６と尾筒２５との間に配設されてもよい。この圧縮によって、前述のように、内側シール６０の第１のレグ６６の外面６８を各尾筒２５の接触面８６に密封係合させる力を生じさせることができる。
【００２７】
図示の実施形態における側部シール６２が、前述のように各尾筒２５間の隙間を密封するとともに、外側シール５７および内側シール６０に隣接する各尾筒２５の頂部および底部の近くの隙間（たとえば、２つの尾筒２５間の外側シール５７に隣接する領域および２つの尾筒２５間の内側シール６０に隣接する領域）を密封することに留意されたい。たとえば、側部シール６２のシム部７０は外側シール５７の傾斜レグ５８の底面７３の下方および各尾筒２５の溝部７６の傾斜面７８の上方に嵌ってよい。尾筒２５の各々は、側部シール６２のシム部７０が嵌る頂部くぼみ８４を有してもよい（各尾筒２５の頂部くぼみ８４は尾筒２５の長穴７１の上方に配置されてもよい）。したがって、外側シール５７の傾斜レグ５８の底面７３は、各尾筒２５の溝部７６の傾斜面７８よりも上方に上昇することなく側部シール６２のシム部７０に接触することができる。したがって、外側シール５７ は、側部シール６２と各尾筒２５の溝部７６の両方密封係合することができる。さらに、側部シール６２の底部６９は、同様に上述のように底部くぼみ８４に嵌ってもよく、それによって、内側シール６０は尾筒２５の接触面８６から離れるように上昇することなく側部シール６２の底部６９に接触することができる。したがって、内側シール６０は、上述のように側部シール６２と各尾筒２５の接触面８６の両方に密封係合することができる。
【００２８】
図７〜図９は、シール組立体２６の各実施形態の軸方向図（すなわち、軸方向位置におる平面）を示す。図７において、外側シール５７および内側シール６０の各々は、矢印９０によって示されるように、２つの隣接する尾筒２５の実質的に全長に係合する。そのような係合を利用して、さらなる外側シール５７、内側シール６０、および側部シール６２を使用することによって燃焼器１４の環状構成全体をタービン１６に封止してもよい。しかし、図７が燃焼器１４の尾筒２５をタービン１６に封止するための１つの可能な構成を表したものに過ぎないことに留意されたい。内側シール６０および外側シール５７が尾筒２５の２個分の長さよりも長い長さにわたってもよく、したがって、環状構成全体を覆うのに必要な内側シール６０および外側シール５７を少なくすることができることを諒解されたい。たとえば、内側シール６０および外側シール５７は、尾筒２５の２個分、３個分、４個分、５個分、６個分、７個分、８個分、９個分、１０個分の長さにわたってもよい。したがって、環状構成全体のシール組立体２６部材間の隙間の数を減らすことができる。さらに、図８は、矢印９２によって示すように、内側シール６０と外側シール５７をずらした実施形態を示す。言い換えれば、内側シール６０と外側シール５７が互いに同じ尾筒２５または同じ尾筒２５の同じ側から始まり同じ尾筒２５または同じ側で終わるとは限らなくなるように内側シール６０と外側シール５７をずらしてもよい。さらに、図９の実施形態に示すように、内側シール６０および／または外側シール５７が尾筒２５の同じ側から始まりかつ／または同じ側で終わることがまったくなくてもよい。たとえば、内側シール６０および／または外側シール５７は、矢印９４によって示すように、尾筒２５の中央もしくは他の何らかの部分から始まりかつ／または尾筒２５の中央もしくは他の何らかの部分で終わってもよい。図７〜図９に示す実施形態が本開示の可能な実施形態を表したものに過ぎないことに留意されたい。上記で参照した各変形形態の任意の組合せまたは同様の変形形態の利用が当業者によって概略的な開示から著しく逸脱するものと見なされることがないことを諒解されたい。
【００２９】
要するに、本開示の実施形態は、複数のガスタービン尾筒２５（たとえば、燃焼器１４の下流側の尾筒２５）およびタービン１６のノズル４６（たとえば、段階１ノズル）に密封係合するためのシール組立体２６を対象とする。開示された実施形態は、各々が複数の尾筒２５およびタービン１６のノズル４６に密封係合する半径方向外側弓状シール５７および半径方向内側弓状シール６０を含んでもよいシール組立体２６を含む。さらに、側部シール６２が周方向において２つの尾筒２５の間に配設されてもよい。半径方向内側シール６０および半径方向外側シール５７の各々は、尾筒２５の数個分の長さにわたってシール組立体２６の各構成要素間の隙間の数を減らし、したがって、燃焼生成物が燃焼器１４からタービン１６まで流れるときに燃焼生成物の漏れを低減させることができる。シール組立体２６の半径方向外側シール５７および半径方向内側シール６０は尾筒２５の２個分、３個分、４個分、またはそれよりも多くの長さにわたってもよい。したがって、複数のシール組立体２６を使用して、燃焼器１４およびそれぞれの尾筒２５（たとえば、周方向構成における１２個の燃焼器１４およびそれぞれの尾筒２５）の弓状構成全体をタービン１６のノズル４６に封止することができる。
【００３０】
この説明では、最良の形態を含む本発明を開示し、かつ当業者が、デバイスまたはシステムを製造し使用することと、あらゆる組み込まれた方法を実行することを含め本発明を実施するのを可能にするために例を使用している。本発明の特許可能な範囲は特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到する他の例を含んでもよい。そのような他の例は、特許請求の範囲の文言と異ならない構造要素を有するか、または特許請求の範囲の文言に対してごくわずかな違いを有する同等の構造要素を有する場合に特許請求の範囲内であることが企図されている。
【符号の説明】
【００３１】
１０  ガスタービンシステム
１２  圧縮器
１４  タービン燃焼器
１６  タービン
１８  燃料ノズル
１９  液体燃料および／または気体燃料
２４  加圧燃焼ガス
２５  尾筒
２６  シール組立体
２７  シャフト
２８  排気出口
２９  排気ガス
３０  負荷
３２  空気取入口
３３  圧縮空気
３４  混合物
４６  ノズル
５７  半径方向外側弓状シール
５８  傾斜レグ
５９  垂直レグ
６０  半径方向内側弓状シール
６１  フィンガー
６２  側部シール
６４  内側ボルト
６５  外側ボルト
６６  第１のレグ
６７  第２のレグ
６８  外面
６９  底部
７０  シム部
７１  長穴
７２  基部
７３  底面
７６  溝部
７８  傾斜面
７９  中心軸
８１  上向きシール面
８２  方向
８３  フランジ面
８４  頂部くぼみ
９０  矢印
９２  矢印
９４  矢印
【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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