(57)【要約】【課題】フロースリーブに動作可能に結合され、それから容易に取り外すことができる燃焼器用のインターフェースアセンブリを提供すること。【解決手段】燃焼器用のインターフェースアセンブリは、前方壁および少なくとも１つの後方壁セグメントによって画定されたチャネルを有するインターフェースハウジングであって、後方壁セグメントがフロースリーブの後方フランジに動作可能に結合された、インターフェースハウジングを含む。また、チャネルの中に嵌合配置されたピストンリングも含まれる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前方壁および少なくとも１つの後方壁セグメントによって画定されたチャネルを有するインターフェースハウジングであって、前記後方壁セグメントがフロースリーブの後方フランジに動作可能に結合された、インターフェースハウジングと、
前記チャネルの中に嵌合配置されたピストンリングと
を含む燃焼器用のインターフェースアセンブリ。
【請求項２】
前記少なくとも１つの後方壁セグメントが複数の保持タブを含む、請求項１記載のインターフェースアセンブリ。
【請求項３】
前記フロースリーブの前記後方フランジが実質的にＬ字型である、請求項１記載のインターフェースアセンブリ。
【請求項４】
前記インターフェースハウジングの前記後方壁セグメントが前記フロースリーブに溶接された、請求項１記載のインターフェースアセンブリ。
【請求項５】
前記チャネルが実質的にＵ字型である、請求項１記載のインターフェースアセンブリ。
【請求項６】
前記インターフェースアセンブリの少なくとも１つの表面上の摩耗コーティングをさらに含み、前記少なくとも１つの表面が、ピストンリング前面、ピストンリング後面、ピストンリング内面、前記インターフェースアセンブリの前方壁の内面、および前記後方フランジの後面を含む、請求項１記載のインターフェースアセンブリ。
【請求項７】
前記摩耗コーティングが耐磨耗コーティングを含む、請求項６記載のインターフェースアセンブリ。
【請求項８】
前記摩耗コーティングがコバルトクロム合金である、請求項７記載のインターフェースアセンブリ。
【請求項９】
インターフェースハウジング表面と前記フロースリーブの前記後方フランジの内側表面の間に配置された弾性部材をさらに含む、請求項１記載のインターフェースアセンブリ。
【請求項１０】
前記弾性部材がスプリングリーフシールを含む、請求項９記載のインターフェースアセンブリ。
【請求項１１】
前記弾性部材が前記インターフェースハウジングに動作可能に結合される、請求項１０記載のインターフェースアセンブリ。
【請求項１２】
前記弾性部材が前記インターフェースハウジングと一体的に形成される、請求項１０記載のインターフェースアセンブリ。
【請求項１３】
前記ピストンリングの周方向の位置を維持するように構成された回転防止構成部品をさらに含む、請求項１記載のインターフェースアセンブリ。
【請求項１４】
前記インターフェースアセンブリが取り外し可能であり、また前記フロースリーブと交換可能である、請求項１記載のインターフェースアセンブリ。
【請求項１５】
燃焼器ライナと、
前記燃焼器ライナの半径方向外側に配置されたフロースリーブと、
前記フロースリーブの後方フランジに隣接して配置されたトランジションピースと、
前記フロースリーブと前記トランジションピースの間に配置されたインターフェースアセンブリであって、
外面および内面を有する前方壁と、
ベース壁で前記前方壁に連結された円周方向に間隔を置いた複数の後方壁セグメントであって、前記ベース壁、前記前方壁、および前記円周方向に間隔を置いた複数の後方壁セグメントが一体的に形成されてチャネルを画定し、前記インターフェースアセンブリが、前記円周方向に間隔を置いた複数の後方壁セグメントと前記ベース壁との交線に近接する前記フロースリーブの前記後方フランジに動作可能に結合される、円周方向に間隔を置いた複数の後方壁セグメントと、
前記チャネルの中に嵌合配置されたピストンリングと、
前記ベース壁の外側表面と前記フロースリーブの前記後面の内側表面の間に配置された弾性部材とを含むインターフェースアセンブリと
を含む燃焼器装置。
【請求項１６】
前記インターフェースアセンブリが前記フロースリーブの前記後方フランジに溶接された、請求項１５記載の燃焼器装置。
【請求項１７】
前記前方壁の前記内面に施された摩耗コーティングをさらに含む、請求項１５記載の燃焼器装置。
【請求項１８】
前記ピストンリングの少なくとも１つの表面上の摩耗コーティングをさらに含み、前記少なくとも１つの表面が、ピストンリング前面、ピストンリング後面、およびピストンリング内面を含む、請求項１５記載の燃焼器装置。
【請求項１９】
前記弾性部材がリーフスプリングシールを含む、請求項１５記載の燃焼器装置。
【請求項２０】
圧縮機と、
タービンと、
フロースリーブおよび前記フロースリーブの後方フランジに近接して配置されたトランジションピースを有する燃焼器装置と、
前記フロースリーブと前記トランジションピースの間に配置されたインターフェースアセンブリであって、
前方壁および円周方向に間隔を置いた複数の後方壁セグメントによって画定されたチャネルを有するインターフェースハウジングであって、前記フロースリーブの前記後方フランジに動作可能に結合されたインターフェースハウジングと、
前記チャネルの中に嵌合配置されたピストンリングとを含むインターフェースアセンブリと
を含むガスタービンエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示される主題は、ガスタービンエンジンに関し、より詳細には、燃焼器装置用のインターフェースアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンは燃焼器装置を含み、燃焼器装置は燃焼器室を画定する燃焼器ライナを含み、燃焼器室は下流のトランジションピースに隣接して位置し、トランジションピースは高温ガスをガスタービンエンジンのタービン部へ送る。多くの場合、フロースリーブは燃焼器ライナを囲み、フロースリーブの後端部でトランジションピースに係合する。フロースリーブとトランジションピースの間のインターフェースは、燃焼器装置での圧力降下を制御するために使用される、ピストンリングなどの構造体である。ピストンリングは、通常の燃焼サイクルではかなり摩耗が積み重なる。摩耗した後で、フロースリーブとトランジションピースの間のインターフェースを交換することは、厄介で時間がかかり労力を要する。フロースリーブ全体を、交換のために燃焼器装置から取り外してメーカに送らなければならないのは望ましくない。
【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２００５／０２６０４３６号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の１つの態様によれば、燃焼器用のインターフェースアセンブリは、前方壁および少なくとも１つの後方壁セグメントによって画定されたチャネルを有するインターフェースハウジングであって、後方壁セグメントがフロースリーブの後方フランジに動作可能に結合された、インターフェースハウジングを含む。また、チャネルの中に嵌合配置されたピストンリングも含まれる。
【０００５】
本発明の別の態様によれば、燃焼器装置は、燃焼器ライナと、燃焼器ライナの半径方向外側に配置されたフロースリーブとを含む。また、フロースリーブの後方フランジに隣接して配置されたトランジションピースも含まれる。フロースリーブとトランジションピースの間に配置されたインターフェースアセンブリもさらに含まれる。インターフェースアセンブリは、外面および内面を有する前方壁を含む。インターフェースアセンブリは、またベース壁で前方壁に連結された円周方向に間隔を置いた複数の後方壁セグメントであって、ベース壁、前方壁、および円周方向に間隔を置いた複数の後方壁セグメントが一体的に形成されてチャネルを画定し、インターフェースアセンブリが、円周方向に間隔を置いた複数の後方壁セグメントとベース壁との交線に近接するフロースリーブの後方フランジに動作可能に結合される、円周方向に間隔を置いた複数の後方壁セグメントを含む。インターフェースアセンブリは、チャネルの中に嵌合配置されたピストンリングをさらに含む。インターフェースアセンブリは、さらにまた、ベース壁の外側表面とフロースリーブの後面の内側表面の間に配置された弾性部材を含む。
【０００６】
本発明のさらに別の態様によれば、ガスタービンエンジンは、圧縮機と、タービンと、フロースリーブおよびフロースリーブの後方フランジに近接して配置されたトランジションピースを有する燃焼器装置とを含む。また、フロースリーブとトランジションピースの間に配置されたインターフェースアセンブリも含まれる。インターフェースアセンブリは、前方壁および円周方向に間隔を置いた複数の後方壁セグメントによって画定されたチャネルを有するインターフェースハウジングであって、フロースリーブの後方フランジに動作可能に結合されたインターフェースハウジングを含む。インターフェースアセンブリはチャネルの中に嵌合配置されたピストンリングもまた含む。
【０００７】
これらのおよび他の利点および特徴は、図面と共に以下の説明からより明らかとなるだろう。
【０００８】
本発明と見なされる主題は、本明細書の終わりの特許請求の範囲に具体的に指摘され、明確に特許請求される。本発明の上記のおよび他の特徴および利点は、添付の図面と共に以下の詳細な説明から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ガスタービンエンジンの概略図である。
【図２】ガスタービンエンジンの燃焼器装置の部分概略図である。
【図３】燃焼器装置のフロースリーブの後端部に動作可能に結合されたインターフェースアセンブリを示す、図２のＩＩＩ部の拡大斜視図である。
【図４】フロースリーブの後端部に動作可能に結合されたインターフェースアセンブリの側面図である。
【図５】フロースリーブと結合する前のインターフェースアセンブリの側面図である。
【図６】インターフェースアセンブリの一部の斜視図である。
【図７】別の実施形態によるインターフェースアセンブリの一部の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態は、利点および特徴と共に、図面を参照して例として、詳細な本記述によって説明される。
【００１１】
図１を参照すると、例えばガスタービンエンジンなどのタービンシステムが、参照符号１０で概略的に示される。ガスタービンエンジン１０は、圧縮機部１２、燃焼器部１４、タービン部１６、ロータ１８、および燃料ノズル２０を含む。ガスタービンエンジン１０の１つの実施形態は、複数の圧縮機１２、燃焼器１４、タービン１６、ロータ１８、および燃料ノズル２０を含むことができることを理解されたい。圧縮機部１２およびタービン部１６はロータ１８によって結合される。
【００１２】
燃焼器部１４は、可燃性液体および／または天然ガスまたは水素リッチな合成ガスなどの気体燃料を使用して、ガスタービンエンジン１０を動かす。例えば、燃料ノズル２０は、空気供給部および燃料供給部２２と流体連通している。燃料ノズル２０は、空気と燃料の混合気を生成し、この空気と燃料の混合気を燃焼器部１４の中に送り出し、それによって高温の加圧された排出ガスを生成する燃焼が生じる。燃焼器部１４は、この高温加圧ガスをトランジションピースを通してタービンノズル（すなわち「第１段ノズル」）、また他の段のバケットおよびノズルへ向けて送り、タービン部１６の外側ケーシング２４内のタービンブレードを回転させる。
【００１３】
図２を参照すると、ガスタービンエンジン１０の燃焼器部１４の部分概略図がより詳細に示されている。燃焼器部１４は、トランジションピース２８の半径方向外側に配置されたインピンジメントスリーブ３０によって少なくとも部分的に囲まれたトランジションピース２８を含む。その上流には、インピンジメントスリーブ３０の前端部３２に近接して、燃焼器室３６を画定する燃焼器ライナ３４がある。燃焼器ライナ３４は、燃焼器ライナ３４の半径方向外側に配置されたフロースリーブ３８によって少なくとも部分的に囲まれている。インターフェースアセンブリ４０は、詳細は以下に述べるが、インピンジメントスリーブ３０の前端部３２とフロースリーブ３８の後端部４２の間の連結部に位置する。燃焼器部１４の特定の実施形態が、上記のインピンジメントスリーブ３０を含まないことが企図され、その結果、トランジションピース２８がシングルライナで、それがフロースリーブ３８の後端４２および／または燃焼器ライナ３４に含まれかつ結合される。正確な実施形態とは関係なく、インターフェースアセンブリ４０は、全体的なトランジションピース配置とフロースリーブ３８の後端部４２の間の連結部に位置する。
【００１４】
図３〜６を参照すると、フロースリーブ３８の後端部４２およびインターフェースアセンブリ４０がより詳細に示されている。図示のように、フロースリーブ３８の後端部４２は、第１のセグメント４６および第２のセグメント４８を有する後方フランジ４４を含む。第１のセグメント４６は、ガスタービンエンジン１０の回転中心軸に対して実質的に半径方向に延在し、第２のセグメント４８は、第１のセグメント４６に実質的に垂直方向を向いており、その結果、後方フランジ４４は実質的にＬ字型である。第１のセグメント４６は、後面５０を含み、第２のセグメント４８は内側表面５２を含み、それらはそれぞれインターフェースアセンブリ４０と接続するように構成される。
【００１５】
インターフェースアセンブリ４０は、フロースリーブ３８とインピンジメントスリーブ３０および／またはトランジションピース２８の間の領域をシールするように構成される。これに加えて、インターフェースアセンブリ４０は、燃焼器室３６での圧力降下を制御する。インターフェースアセンブリ４０は、周方向に延在してリングを形成するインターフェースハウジング５４を含む。形成されたリングは、単一、連続構造、またはリングを形成するために組み合わされる複数のセグメントであってもよい。前方壁５６は、第１の端部５８から第２の端部６０へ延在し、前方壁５６の第２の端部６０から第３の端部６４へ延在するベース壁と一体的に形成される。ベース壁６２および前方壁５６と共にチャネル７０を形成する少なくとも１つであるが、典型的には複数の後方壁セグメント６８は、ベース壁６２、より詳細には第３の端部６４から半径方向内向きに延在する。インターフェースハウジング５４は、複数の後方壁セグメント６８が位置する領域では、実質的にはＵ字型構造を含む一方、インターフェースハウジング５４の残りの部分は、前方壁５６およびベース壁６２によって画定される実質的にＬ字型構造を含む。
【００１６】
インターフェースハウジング５４は、前方壁５６、ベース壁６２、および複数の後方壁セグメント６８によって画定されるチャネル７０の中にピストンリング７２を受け入れて嵌合保持するように構成される。ピストンリング７２は、チャネル７０に挿入されてぴったりと係合する寸法となっており、その中に配置される。より具体的には、ピストンリング７２は、前方壁５６の内面７４と直接接触する。これに加えて、ピストンリング内面８６は、インピンジメントスリーブ３０の前端部３２と、またはインピンジメントスリーブがない実施形態ではトランジションピース２８の前端部と直接接触する。ピストンリング７２の保持は、またピストンリング７２と接触する複数の後方壁セグメント６８によってチャネル７０内に少なくとも部分的に達成される。これに加えて、ピストンリング７２をチャネル７０内に保持し、かつその中でピストンリングが周方向の動きを少なくする、または周方向に動かなくするために、ピンチャネル構成などの回転防止構成部品を含んでもよい。
【００１７】
例えばスプリングリーフシールなどの弾性部材８０が、ベース壁６２の外側表面７８に動作可能に結合される。１つの実施形態では、弾性部材８０はベース壁６２と一体的に形成することができる。弾性部材８０は、ベース壁６２の外側表面７８と後方フランジ４４の第２のセグメント４８の内側表面５２との間に配置され、インターフェースハウジング５４を半径方向に、したがってピストンリング７２を半径方向内向きに付勢するように構成される。
【００１８】
インターフェースアセンブリ４０の寿命を長くするために、摩耗コーティングがピストンリング７２およびインターフェースハウジング５４の少なくとも１つの表面に施される。任意の好適な摩耗コーティングを用いることができる。１つの実施形態では、耐磨耗コーティングは、例えばコバルトクロム合金などの耐磨耗材料を含む。そのような材料の１つには、Ｓｔｅｌｌｉｔｅ（登録商標）６がある。耐磨耗コーティングをピストンリング前面８２、ピストンリング後面８４、ピストンリング内面８６、前方壁５６の内面７４、および／または後面５０に施すことができる。
【００１９】
インターフェースアセンブリ４０は、燃焼運転によって摩耗したインターフェースアセンブリを交換することができる予め組み立てられたアセンブリを含む。有利なことに、ユーザは、交換作業中に、例えばメーカに送るためにフロースリーブ３８などのかさばった構成部品を取り外す必要がない。インターフェースアセンブリ４０は、フロースリーブ３８に動作可能に結合され、かつそれから容易に取り外すことができる。インターフェースアセンブリ４０をフロースリーブ３８に動作可能に結合するのには、いくつかの方法が考えられる。１つの実施形態では、インターフェースアセンブリ４０は、後方フランジ４４の第２のセグメント４８の後端部に近接する場所に溶接される。別の実施形態では、インターフェースアセンブリ４０は、機械的な締結具で後方フランジ４４に結合される。
【００２０】
図７を参照すると、インターフェースアセンブリ４０の代替の実施形態が部分的に示されている。図示の実施形態では、インターフェースハウジング５４は、ベース壁６２および、ここでは１つだけを図示しているが、複数の後方壁セグメント６８を含む実質的にＬ字型構造である。上記の実施形態と同様に、インターフェースハウジング５４は、後方フランジ４４の第２のセグメント４８の後端部に近接する場所に、溶接などによって動作可能に結合される。そのような実施形態では、上で論じた材料にふさわしい摩耗コーティングが、後方フランジ４４の後面５０に施すことができる。
【００２１】
限られた数の実施形態のみに関連して本発明を詳細に記載してきたが、本発明が、このような開示した実施形態に限定されないことは容易に理解されるはずである。むしろ、本発明は、本明細書に記載されていないが、本発明の精神および範囲に相応するあらゆる変形、変更、置換、等価物を組み込んで修正することが可能である。これに加えて、本発明の様々な実施形態を記載してきたが、本発明の態様は、記載した実施形態のいくつかのみを含むことを理解されたい。したがって、本発明は、前述の説明に限定されるものと理解されるのではなく、添付の特許請求の範囲に限定されるだけである。
【符号の説明】
【００２２】
１０  ガスタービンエンジン
１２  圧縮機部
１４  燃焼器部
１６  タービン部
１８  ロータ
２０  ノズル
２２  燃料供給部
２４  外側ケーシング
２８  トランジションピース
３０  インピンジメントスリーブ
３２  前端部
３４  燃焼器ライナ
３６  燃焼器室
３８  フロースリーブ
４０  インターフェースアセンブリ
４２  後端部
４４  後方フランジ
４６  第１のセグメント
４８  第２のセグメント
５０  後面
５２  内側表面
５４  インターフェースハウジング
５６  前方壁
５８  第１の端部
６０  第２の端部
６２  ベース壁
６４  第３の端部
６８  後方壁セグメント
７０  チャネル
７２  ピストンリング
７４  内面
７８  外側表面
８０  弾性部材
８２  前面
８４  後面
８６  内面
【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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