(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンジン（６）の空気入口プレナム（３）であって、
空気入口開口（１９）、および、前記ガスタービンエンジン（６）に接続するように配置および構成されている空気出口開口（２１）を有する中空体（１７）と、
前記空気入口プレナム（３）がガスタービンエンジン（６）に接続されているときに前記中空体（１７）から取り外し可能である少なくとも１つの取り外し可能部分と、
開放可能点検口（３１）と、
を備え、
前記空気入口プレナム（３）は少なくとも部分的に、繊維強化プラスチックおよび該繊維強化プラスチックに埋め込まれた金属インサートから作成される、
空気入口プレナム（３）。
【請求項２】
１０００ｋｇ未満の重量を有する、請求項１に記載の空気入口プレナム（３）。
【請求項３】
前記少なくとも１つの取り外し可能部分は、４０ｋｇ未満の重量を有する、請求項１または２に記載の空気入口プレナム（３）。
【請求項４】
前記空気出口開口（２１）は、少なくとも２つのフランジ部分（２３Ｌ、２３Ｒ）によって形成される接続フランジ（２３）を設けられ、前記フランジ部分（２３Ｌ、２３Ｒ）のうちの少なくとも１つは、前記中空体（１７）から取り外し可能であり、前記空気入口プレナム（３）の前記少なくとも１つの取り外し可能部分を形成する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の空気入口プレナム（３）。
【請求項５】
前記少なくとも２つのフランジ部分（２３Ｌ、２３Ｒ）の両方が、前記中空体（１７）から取り外し可能である、請求項４に記載の空気入口プレナム（３）。
【請求項６】
前記接続フランジ（２３）は、２つの実質的に対称なフランジ部分（２３Ｌ、２３Ｒ）によって形成され、前記２つのフランジ部分（２３Ｌ、２３Ｒ）のうちの少なくとも１つは前記中空体（１７）から取り外し可能である、請求項４または５に記載の空気入口プレナム（３）。
【請求項７】
前記２つのフランジ部分（２３Ｌ、２３Ｒ）の両方が、前記中空体（１７）から取り外し可能である、請求項４乃至６のいずれか１項に記載の空気入口プレナム（３）。
【請求項８】
前記接続フランジ（２３）は、密閉リング（４３）を設けられている、請求項４乃至７のいずれか１項に記載の空気入口プレナム（３）。
【請求項９】
前記繊維強化プラスチックはガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）である、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の空気入口プレナム（３）。
【請求項１０】
前記中空体（１７）の一部分は、繊維強化プラスチックから作成される外皮および内皮、ならびにそれらの間の内側芯材から構成されている強化サンドイッチ構造を有する、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の空気入口プレナム（３）。
【請求項１１】
前記サンドイッチ構造は、前記空気入口開口（１９）の周りに配置されている、請求項１０に記載の空気入口プレナム（３）。
【請求項１２】
前記中空体（１７）は、前記空気入口開口（１９）から前記空気出口開口（２１）に向けて延伸する空気誘導面を形成する湾曲面（２９Ｓ）および底壁を有する、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の空気入口プレナム（３）。
【請求項１３】
前記開放可能点検口（３１）は、前記空気出口開口（２１）の反対に配置されている、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の空気入口プレナム（３）。
【請求項１４】
前記開放可能点検口（３１）は、繊維強化プラスチックから作成される外皮および内皮、ならびに、それらの間の内側芯材を有するサンドイッチ構造から構成されている取り外し可能な蓋（３３）を設けられている、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の空気入口プレナム（３）。
【請求項１５】
ガスタービンエンジンシステム（１）であって、
ガスタービンエンジン（６）と、
空気入口プレナム（３）と、
を備え、
前記空気入口プレナム（３）は、前記ガスタービンエンジン（６）に接続するように配置および構成されている空気出口開口（２１）と空気入口開口（１９）と開放可能点検口（３１）とを有し、
前記空気入口プレナム（３）の少なくとも一部分は、前記空気入口プレナム（３）が前記ガスタービンエンジン（６）に接続されているときに取り外し可能であり、
前記空気入口プレナム（３）は少なくとも部分的に、繊維強化プラスチックおよび該繊維強化プラスチックに埋め込まれた金属インサートから作成される、
ガスタービンエンジンシステム（１）。
【請求項１６】
前記空気入口プレナム（３）は、前記ガスタービンエンジン（６）に入る入口空気軸流を生成するように設計および構成されている、請求項１５に記載のガスタービンエンジンシステム（１）。
【請求項１７】
前記ガスタービンエンジン（６）は、前記空気入口プレナム（３）からの空気を受け入れるための環状入口（９Ａ）を設けられている空気圧縮機（９）を備え、前記環状入口（９Ａ）は前記空気入口プレナム（３）内に突出している、請求項１５または１６に記載のガスタービンエンジンシステム（１）。
【請求項１８】
前記空気入口プレナム（３）は、接続フランジ（２３）を設けられている、請求項１５乃至１７のいずれか１項に記載のガスタービンエンジンシステム（１）。
【請求項１９】
前記空気入口プレナム（３）は、前記空気圧縮機（９）の前記環状入口（９Ａ）を包囲する接続フランジ（２３）を設けられている、請求項１７に記載のガスタービンエンジンシステム（１）。
【請求項２０】
前記接続フランジ（２３）は少なくとも２つのフランジ部分（２３Ｌ、２３Ｒ）を含み、前記フランジ部分（２３Ｌ、２３Ｒ）のうちの少なくとも１つは前記空気入口プレナム（３）から取り外し可能であり、前記取り外し可能なフランジ部分の寸法および前記接続フランジ（２３）と前記空気圧縮機（９）の前記環状入口（９Ａ）との相互位置は、前記取り外し可能なフランジ部分を取り外すことによって、前記空気入口プレナム（３）を分解することなく、前記ガスタービンエンジン（６）またはその一部分を前記空気入口プレナム（３）から取り外すことができるようなものである、請求項１９に記載のガスタービンエンジンシステム（１）。
【請求項２１】
前記フランジ部分（２３Ｌ、２３Ｒ）の両方が取り外し可能である、請求項２０に記載のガスタービンエンジンシステム（１）。
【請求項２２】
前記２つのフランジ部分（２３Ｌ、２３Ｒ）は実質的に対称であり、前記圧縮機（９）の軸を含む面に沿って互いに接続される、請求項２０または２１に記載のガスタービンエンジンシステム（１）。
【請求項２３】
前記面は、前記圧縮機（９）の軸に対して垂直である、請求項２２に記載のガスタービンエンジンシステム（１）。
【請求項２４】
前記接続フランジ（２３）と前記ガスタービンエンジン（６）との間に密閉リング（４３）が配置されている、請求項１８乃至２３のいずれか１項に記載のガスタービンエンジンシステム（１）。
【請求項２５】
前記ガスタービンエンジン（６）は、ガス発生器（７）および出力タービン（８）を備え、前記ガス発生器（７）は、前記ガス発生器（７）を軸方向に前記出力タービン（８）から外方に変位させることによって、前記出力タービン（８）から分離可能である、請求項１５乃至２４のいずれか１項に記載のガスタービンエンジンシステム（１）。
【請求項２６】
ガスタービンエンジン（６）および請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の空気入口プレナム（３）を備えるガスタービンエンジンシステム（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ガスタービンエンジンに関する。より詳細には、本開示は、ガスタービンシステムの入口プレナムの製造に関する改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンは、様々な用途において動力源として使用される。ガスタービンエンジンは、たとえば、パイプライン用途の大型ターボコンプレッサの駆動、ＬＮＧシステム内の冷凍流体の処理などのために、圧縮ステーション内の原動機として使用されている。ガスタービンエンジンは、発電機を駆動するための原動機としても使用されている。
【０００３】
ガスタービンエンジンは通常、ガスタービンエンジンおよびその機器を環境から保護する筐体によって包囲されている底板上に配置されている。ガスタービンエンジンの圧縮機によって吸い込まれる空気を濾過するためのフィルタ装置が、ガスタービンシステムの入口に設けられる。濾過された空気は、入口プレナムを通じて空気圧縮機の入口に送出される。その後、圧縮空気は燃焼器に送出され、液体または気体燃料と混合され、混合気が点火されて、圧縮燃焼ガスが生成され、圧縮燃焼ガスは１つまたは複数のタービン内で膨張して、動力が生成される。この動力の一部分は圧縮機を駆動するために使用され、余剰動力が、ガスタービンエンジンに接続されている負荷を駆動するためにロードカップリング上で利用可能になる。
【０００４】
図１は、空気誘導式ガスタービンを使用し、ガスタービンエンジンの低温端に現行の技術水準の空気入口プレナム装置を有するガスタービンエンジンを示す。
【０００５】
ガスタービンエンジン１００は、ガス発生器１０３を備え、ガス発生器は、空気圧縮機１０５と、燃焼器１０７と、高圧タービン１０９とを含む。高圧タービン１０９から下流には、出力タービンまたは低圧タービン１１１が配置されている。燃焼排ガスが、排気プレナム１１３および煙突（図示せず）を通じて放出される。ロードカップリング１１５が、排気プレナムを通じて延伸しており、負荷（図示せず）を駆動する。ガスタービンエンジン１００の低温端において、空気入口プレナム１１７が、空気圧縮機１０５の環状入口１２１に接続されている。空気入口プレナム１１７は通常、鋼鉄から作成される箱状構造から構成される。図１の１１７Ｔにおいて示す空気入口プレナム１１７のクリーンエア送出管（図示せず）に接続されており、クリーンエア送出管は、消音装置、および、空気圧縮機１０５によって取り込まれる環境空気を清浄化するためのフィルタシステムに接続されている。いくつかの既知の実施形態において、ガス発生器１０３は、支持体１２３を通じて空気入口プレナム１１７によって支持されている。
【０００６】
いくつかの既知の実施形態において、空気入口プレナム１１７は、入口軸流を提供する、すなわち、空気入口プレナム１１７の内部は、圧縮機環状入口１２１に入る軸方向に向いた空気流を生成するような形状にされている。軸流装置は通常、圧縮機ノーズ１０５Ｎを設けられている空気誘導式ガスタービンが使用されるときに提供される。それゆえ、空気入口プレナム１１７の内部は、空気圧縮機ノーズ１０５Ｎの前では空になっており、空気入口１１７Ｔからの圧縮機入口１２１を通じた自由空気流が可能になる。
【０００７】
既知の空気入口プレナム構造は特に重く、かさばる。たとえば、交換または保守管理のためにガスタービンエンジン１００のガス発生器１０３を取り外さなければならないとき、空気入口プレナム１１７を少なくとも部分的に分解するために複雑な操作を実行しなければならない。
【０００８】
それゆえ、既知の空気入口プレナム構造の欠点を少なくとも部分的に解決または軽減する改善された空気入口プレナム構造が必要とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／１２４４９４号明細書
【発明の概要】
【００１０】
本明細書に開示する主題は特に、ガスタービンシステムの空気入口プレナムを参照し、空気入口プレナムは主に、繊維強化プラスチック複合材料から作成される。複合材料構造は、空気入口プレナムをより安価にし、非常に軽量にする。その上、空気入口プレナムは、ガスタービンエンジンを形成するターボ機械の部分、たとえば、ガス発生器または空気圧縮機の取り外しを単純にするための、空気入口プレナムの本体から容易に分離することができる取り外し可能部分を有する。
【００１１】
ステンレス鋼から作成される現行の技術水準の空気入口プレナムは数トン、たとえば、４０００〜５０００ｋｇの範囲の重量を有する場合があるが、ガラス繊維強化プラスチック複合材から作成される対応する空気入口プレナムの重量は、１０００ｋｇ未満、たとえば、５００〜７００ｋｇとすることができる。同様に複合材料から作成されている空気入口プレナムの取り外し可能部分は重量が低減されており、これによってその取り外しが容易になり、それに関連して労働量が限定され、それによって、ターボ機械構成要素の取り外しを必要とする保守管理作業が、現行の技術水準の空気入口プレナムが使用されるときよりも迅速、安全かつ非侵襲的になる。
【００１２】
したがって、いくつかの実施形態によれば、本明細書に開示する主題は、ガスタービンエンジンの空気入口プレナムであって、空気入口開口、および、ガスタービンエンジンに接続するように配置および構成されている空気出口開口を有する中空体と、空気入口プレナムがガスタービンエンジンに接続されているときに中空体から取り外し可能である少なくとも１つの取り外し可能部分とを備え、空気入口プレナムは少なくとも部分的に、繊維強化プラスチックから作成される、空気入口プレナムに関する。
【００１３】
特に有利な実施形態において、空気入口プレナムの取り外し可能部分は、４０ｋｇ以下、好ましくは２０ｋｇ以下の重量を有することができる。
【００１４】
特に有用な実施形態において、空気入口プレナムの上記少なくとも１つの取り外し可能部分は接続フランジの一部分であり、接続フランジは、空気出口開口を包囲し空気入口プレナムの本体とガスタービンエンジンの圧縮機の入口との間の接続を提供する。
【００１５】
現在好適な実施形態において、接続フランジは、２つの対応する取り外し可能部分から構成され、それによって、圧縮機および／またはガスタービンエンジンの他のターボ機械構成要素の取り外しを、システムレイアウトに応じて、ガスタービンエンジンの２つの側のいずれか一方または他方で選択的に実施することができる。いくつかの実施形態において、接続フランジは、各々が空気入口プレナムの本体から取り外し可能である、２つの好ましくは実質的に対称な部分によって形成される。
【００１６】
本明細書に開示する複合材料空気入口プレナムは、軸方向空気入口ガスタービンエンジンまたは半径方向空気入口ガスタービンエンジン向けに設計することができる。本明細書に開示する空気入口プレナムを軸方向空気流設計に使用することは、軸方向における空気入口プレナムの寸法を低減することを可能にするため、特に有用である。実際のところ、複合材料を使用することによって、空気入口プレナムの内面が、空気流誘導面、たとえば、空気入口開口から空気入口プレナムの中空体の空気出口開口に向けて滑らかな湾曲を有する内面を形成するような形状にされることが可能になる。誘導湾曲面は、空気流内の乱流を低減し、実質的に正方形の断面を有し、空気圧縮機の入口において十分に円滑な空気流を得るためにかなり大規模な軸方向が必要とされる現行の技術水準の空気入口プレナムよりも、空気入口プレナムの内部容積を大幅に小さくすることを可能にする。
【００１７】
さらなる態様によれば、本明細書に開示する主題は、ガスタービンエンジンシステムであって、ガスタービンエンジンと、空気入口プレナムとを備え、空気入口プレナムは、ガスタービンエンジンに接続するように配置および構成されている空気出口開口と、空気入口開口とを有し、空気入口プレナムの少なくとも一部分は、空気入口プレナムがガスタービンエンジンに接続されているときに取り外し可能であり、空気入口プレナムは少なくとも部分的に、繊維強化プラスチックから作成される、ガスタービンエンジンシステムに関する。
【００１８】
特徴および実施形態が本明細書において下記に開示されており、本明細書の一体部分を形成する添付の特許請求の範囲にさらに記載されている。上記の簡潔な説明は、以下の詳細な説明がより良好に理解され得るように、また、当該技術分野に対する本発明の寄与がより良好に諒解されるように、本発明の様々な実施形態の特徴を記載している。無論、以下に説明され、添付の特許請求の範囲に記載される本発明の他の特徴が存在する。これに関連して、本発明のいくつかの実施形態を詳細に説明する前に、本発明の様々な実施形態は、以下の説明に記載されているまたは図面に示されている構成要素の構造の詳細および構成に対するそれらの実施形態の適用には限定されないことが理解される。本発明は、他の実施形態が可能であり、様々な方法で実践および実行されることが可能である。また、本明細書において採用されている表現および用語は、説明を目的としており、限定として考えられるべきではないことが理解されるべきである。
【００１９】
そのため、本開示が基にする概念は、本発明のいくつかの目的を実行するための他の構造、方法、および／またはシステムを設計するための基礎として容易に利用することができることが、当業者には諒解されよう。それゆえ、特許請求の範囲は、本発明の精神および範囲から逸脱しない限り、そのような均等な構造を含むものとして考えられるべきであることが重要である。
【００２０】
本発明の開示されている実施形態およびその付随する利点の多くのより完全な諒解は、添付の図面とともに考慮されるときに以下の詳細な説明を参照することによってそれらがより良好に理解されるようになると、容易に得られることになる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】現行の技術水準による入口プレナムを有するガスタービン構成を示す図である。
【図２】本開示の１つの例示的な実施形態によるガスタービン構成の部分断面側面図である。
【図３】例示的な一実施形態による入口プレナムの不等角投影図である。
【図４】例示的な一実施形態による入口プレナムの不等角投影図である。
【図５】入口プレナムの接続フランジの詳細図である。
【図６】図５の拡大図である。
【図７】ガス発生器の取り外しの進行を示す図である。
【図８】ガス発生器の取り外しの進行を示す図である。
【図９】ガス発生器の取り外しの進行を示す図である。
【図１０】ガス発生器の取り外しの進行を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
例示的な実施形態の以下の詳細な説明は、添付の図面を参照する。異なる図面内の同じ参照符号は、同じまたは同様の要素を識別する。加えて、図面は、必ずしも原寸に比例して描かれてはいない。また、以下の詳細な説明は、本発明を限定するものではない。そうではなく、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって画定される。
【００２３】
本明細書全体を通じて「１つの実施形態（ｏｎｅ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」または「一実施形態（ａｎ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」または「いくつかの実施形態（ｓｏｍｅ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔｓ）」が参照されている場合、これは、ある実施形態に関連して説明されている特定の特徴、構造または特性が、開示されている主題の少なくとも１つの実施形態に含まれていることを意味する。したがって、本明細書全体を通じて様々な場所に「１つの実施形態において」または「一実施形態において」または「いくつかの実施形態において」という語句が見られるが、これらは必ずしも同じ実施形態（複数の場合もあり）を参照しているとは限らない。さらに、特定の特徴、構造または特性は、１つまたは複数の実施形態において、任意の適切な様式で組み合わされてもよい。
【００２４】
図２は、空気入口プレナム３を含むガスタービンエンジンシステム１の概略側面図を示す。ガスタービンエンジンシステム１は、底板５をさらに備え、その上にターボ機械が支持されている。いくつかの実施形態において、ガスタービンエンジンシステムは、全体的に参照符号６を付されている航空転用ガスタービンエンジンを備えることができる。ガスタービンエンジン６は、ガス発生器７と、出力タービンまたは低圧タービン８とを含むことができる。ガス発生器７は、空気圧縮機９と、燃焼器１０と、高圧タービン１１とを含む。
【００２５】
ガスタービンエンジン６の低温端は、空気圧縮機９の入口側の下に配置されている支柱１２を通じて底板５によって、ガスタービンエンジンの重量が、（図１の）現行の技術水準によるいくつかの実施形態におけるように空気入口プレナム３によってではなく、底板５によって直に支持されるように、支持することができる。
【００２６】
空気圧縮機９によって取り込まれる空気が燃焼器１０において燃料と混合され、空気燃料混合物が点火され、そのように生成された高温高圧燃焼ガスが、高圧タービン１１および低圧タービンまたは出力タービン８内で連続して膨張する。出力タービン８の軸上で利用可能な動力が、ロードカップリング１３を通じて負荷（図示せず）を駆動するために使用される。燃焼排ガスが、排気プレナム１５を通じて放出される。
【００２７】
ガス発生器７は、たとえば、米国Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ＡＥから入手できるＬＭ２５００、ＬＭ２５００＋、ＬＭ２５００＋Ｇ４ガス発生器であってもよい。適切な出力タービン８は、ＧＥ  Ｏｉｌ  ＆  Ｇａｓ  ／  Ｎｕｏｖｏ  Ｐｉｇｎｏｎｅ  ＰＧＴ２５／ＰＧＴ２５＋ガスタービンであってもよい。  さらなる適切な出力タービンは、米国Ｄｒｅｓｓｅｒ  Ｒａｎｄから入手できるＤＲ−６１およびＶＥＣＴＲＡ（登録商標）４０Ｇ出力タービンであってもよい。
【００２８】
いくつかの実施形態によれば、空気圧縮機９は、空気入口プレナム３に流体連通されている環状入口９Ａを含む。
【００２９】
空気入口プレナム３は、空気入口開口１９を有する中空体１７を含むことができる。空気入口開口１９はクリーンエア送出管（図示せず）に接続することができ、クリーンエア送出管は、消音装置、および、空気が空気圧縮機９によって取り込まれる前にそれを通じて送出されるフィルタシステムに接続されている。
【００３０】
いくつかの実施形態によれば、空気入口開口１９が位置する中空体１７の上部は、正方形または矩形の形状を有する。空気入口開口１９は、リム１９Ｒによって包囲することができる。
【００３１】
空気入口プレナム３の中空体１７は、空気出口開口２１と、空気出口開口２１を包囲し、空気入口プレナム３の中空体１７と空気圧縮機９の環状入口９Ａとの間の接続を確立する接続フランジ２３とをさらに含む。いくつかの実施形態において、中空体１７の空気出口開口２１は円形形状である。接続フランジ２３は、実質的に円錐台形とすることができる。
【００３２】
空気出口開口２１から上流には、無関係な物質が空気圧縮機９に入るのを防止するための、たとえば、円錐形状のフィルタまたはメッシュ２５を配置することができる。
【００３３】
いくつかの実施形態において、空気入口プレナム３は、ガスタービンエンジンシステム１の底板５上の支持脚２７によって支持される。他の実施形態において、空気入口プレナム３は、底板５が配置される基礎の直上の別個の底板の上に載置することができる。
【００３４】
いくつかの実施形態において、中空体１７は、空気出口開口２１の反対の側壁２９を備え、側壁は、リム１９Ｒから中空体１７の下部へと下向きに延伸し、空気出口開口２１に至るまで延伸する湾曲面２９Ｓを形成する。側壁２９の表面２９Ｓは、軸方向において空気圧縮機９の入口に入る、軸方向の円滑な空気流を生成する空気誘導面を形成する。空気入口プレナム３の中空体１７は、壁２９と反対の空気出口開口２１の間で全体を空にすることができる。
【００３５】
いくつかの実施形態によれば、壁２９には、保守管理目的または検査のために、取り外し可能な蓋３３によって閉じられるポート３１を設けることができる。
【００３６】
特に有利な実施形態によれば、接続フランジ２３は、複数の分離可能な部分から構成される。いくつかの例示的な実施形態において、接続フランジ２３は、２つの接続フランジ部分２３Ｌおよび２３Ｒによって形成される。接続フランジ２３の２つの部分２３Ｌ、２３Ｒは両方とも約１８０°にわたって展開し、それゆえ、ガスタービンエンジン６の軸Ａ−Ａを含む垂直面に関して実質的に対称である。
【００３７】
フランジ部分２３Ｌ、２３Ｒの少なくとも１つ、好ましくは両方は、空気入口プレナム３の中空体１７から取り外し可能とすることができる。
【００３８】
いくつかの実施形態において、各フランジ部分２３Ｌ、２３Ｒは、接続フランジ２３が空気入口プレナム３の中空体１７に取り付けられると、互いと当接する２つの端部リブ３５を設けられている。リブは、フランジ部分から半径方向に延伸することができ、２つのフランジ部分２３Ｌ、２３Ｒを分離する垂直面に隣接する。
【００３９】
２つのフランジ部分２３Ｌ、２３Ｒの両方の端部リブ３５に貫通孔３５Ｈを設けることができる。組み立てられた状態において２つのフランジ部分２３Ｌ、２３Ｒを互いに接続するために、接続ボルトを、貫通孔３５Ｈを通じて挿入することができる。
【００４０】
各フランジ部分２３Ｌ、２３Ｒには、中空体１７に拘束されており、その空気出口開口２１を包囲しているリング３９に接続するための半環状リム３７をさらに設けることができる。いくつかの実施形態において、２つの半環状リム３７をリング３９に接続するために接続ボルト４０が使用される。
【００４１】
両方のフランジ部分２３Ｒ、２３Ｌに、それぞれの半環状リム３７の反対のフランジ部分の端部に配置されているそれぞれの半環状リム４１をさらに設けることができる。図５に最もよく示されているように、一方の側では２つのフランジ部分２３Ｌおよび２３Ｒの半環状リム４１に、ならびに、他方の側では空気圧縮機９の環状入口９Ａに、密閉ダイヤフラム４３を接続することができる。密閉ダイヤフラム４３は、ゴムなどのような可撓性または弾性材料から作成することができる。
【００４２】
空気入口プレナム３の上述した構造は、ガスタービンエンジン６の部分を取り外さなければならないとき、たとえば、ガス発生器７を、たとえば保守管理または交換の目的で出力タービン８から取り外す必要があるときに、必要とされる作業を単純化する。
【００４３】
ガスタービンエンジンのいくつかの実施形態によれば、出力タービン８からガス発生器７を取り外すためには、ガス発生器７が最初に、出力タービン８から遠ざけられるように軸方向に変位されなければならない。その後、ガス発生器７を横断運動、すなわち、ガスタービンエンジン６の軸Ａ−Ａに対して横に動かすことによって、取り外すことができる。
【００４４】
上述したような空気入口プレナム３を使用すると、以下のように、ガス発生器７をタービンエンジンシステム１から容易に取り外すことができる。図７〜図１０は、ガス発生器の取り外しの進行を示す。組み立てられた状態から開始して、最初に、密閉リング４３が２つのフランジ部分２３Ｌおよび２３Ｒのリム４１から分離される（図７）。
【００４５】
その後、２つのフランジ部分２３Ｌおよび２３Ｒのうちの少なくとも一方を、空気入口プレナム３の中空体１７本体から取り外すことができる（図８）。取り外されるフランジ部分は、ガスタービンエンジンシステム１のレイアウトに基づいて、より具体的には、底板５のいずれの側でガス発生器７がシステムから取り外されるべきかに基づいて選択される。図面に示す例示的な実施形態においては、フランジ部分２３Ｌが取り外される。
【００４６】
したがって、ガス発生器７を、ガス発生器７が出力タービン８から分離されるのに十分な範囲で軸方向に、すなわち、空気入口プレナム３の内部に向けて軸Ａ−Ａに平行に変位することができる（図９）。変位は、図示されていない、タービン筐体内に配置されているクレーンを用いて実施することができる。
【００４７】
ガス発生器７が出力タービン８から十分に変位されると、ガス発生器は、軸Ａ−Ａに直交して側方に動かされる（図１０）。側方運動は、フランジ部分２３Ｌを取り外すことによって得られる間隔によって可能になる。空気入口プレナム３の残りの部分は定位置にあるままにすることができる。
【００４８】
ガス発生器７が軸Ａ−Ａを横切って反対方向において取り外されるべきである場合、フランジ部分２３Ｌの代わりにフランジ部分２３Ｒが取り外されることになる。上述した取り外し手順の残りのステップは同じままである。
【００４９】
特に有利な実施形態において、空気入口プレナム３は、強化複合材料から作成される。より具体的には、好適な実施形態によれば、空気入口プレナム３は、繊維強化プラスチック複合材料から作成される。空気入口プレナム３に対する動的負荷および静的負荷は相対的に小さいため、ガラス繊維強化プラスチック複合材料は十分な機械的強度をもたらす。炭素繊維を強化要素として使用する複合材料は除外されない。しかしながら、より安価なガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）が、高くない費用で十分な機械的強度をもたらすことが分かっている。
【００５０】
より具体的には、中空体１７の実質的に全体を、繊維強化プラスチック複合材料から作成することができる。異なる材料から作成されたほんの小さな構成要素、部分またはインサートが設けられてもよい。たとえば、空気入口開口１９および空気出口開口２１の周りで繊維強化プラスチック材料内に金属インサートを埋め込んでもよい。金属インサートは、たとえば、ネジ孔または滑らかな貫通孔が接続のために必要とされる箇所に設けられてもよい。リム１９Ｒに沿って、空気入口プレナムの本体を形成するＧＦＲＰ複合材料内に金属インサートが埋め込まれてもよい。空気入口プレナムを周囲の構造、たとえば、ガスタービンエンジンシステムの筐体および／またはクリーンエア送出管に接続するために、金属インサートに、ネジ切りまたは滑らかな止まり穴または貫通孔が設けられてもよい。
【００５１】
好適な実施形態によれば、フランジ部分２３Ｌおよび２３Ｒも、基本的に繊維強化プラスチック複合材料、特に好ましくはガラス繊維強化プラスチック複合材料から形成される。
【００５２】
フランジ部分２３Ｌおよび２３Ｒは、たとえば、半環状リム３７および４１ならびにリブ３５に沿って繊維強化プラスチック母材内に埋め込まれている金属インサートを含んでもよく、金属インサートは、たとえば、２つのフランジ部分２３Ｒ、２３Ｌをリング３９に接続し、対向して向き合っているリブ３５を互いに接続する接続ボルトのために設けられる貫通孔を形成する。
【００５３】
繊維強化プラスチック複合材料を使用することには、現行の技術水準の空気入口プレナムに使用されるような鋼鉄構造にまさるいくつかの利点がある。一方で、繊維強化プラスチック複合材料は、たとえば、航空転用目的のために、必要に応じて任意の複雑な形状に従って成形することができる。繊維強化プラスチックが使用される場合、たとえば、中空体１７の壁２９の湾曲形状を容易に形成することができるが、これは鋼鉄で製造するにははるかにより複雑になる。
【００５４】
空気入口プレナム３の中空体１７は、たとえば、中空体１７の様々な部分が層ごとに堆積する技法によって形成される型を使用して形成されてもよい。
【００５５】
いくつかの実施形態によれば、オープンモールド製造工程を、テクスチャまたはチョップドマットの形態の強化繊維および樹脂を層状にすることを可能にするハンドレイアップ工程として使用することができる。さらなる例示的な実施形態によれば、プラスチックおよび繊維の層を直に型の上に堆積することを含む、スプレーアップ工程のようなオープンモールド製造工程が使用されてもよい。必要に応じて、真空注入が適用されてもよい。オープンモールド製造工程は、最終的な製造品の品質と製造費用との間の良好な歩み寄りを可能にするため、特に適切である。
【００５６】
さらなる例示的な実施形態において、生産数量レートに関連する経済的側面に応じて、樹脂トランスファー成形（ＲＴＭ）、または圧縮成形工程が使用されてもよい。
【００５７】
支持体２７は別個に製造されて、後に中空体１７に取り付けられてもよい。他の実施形態において、支持体２７は、同じ型で中空体１７とともに形成されてもよい。
【００５８】
フランジ部分２３Ｌ、２３Ｒ、および、設けられる場合、蓋３３は、有利には別個に形成される。蓋３３は、その周縁に、空気入口プレナム３の中空体１７に接続するための金属インサートを設けることができ、中空体は、蓋３３によって閉じられる開口を包囲する周縁接続フランジまたはリムを設けることができる。
【００５９】
好適な実施形態によれば、空気入口プレナム３の実際の構造は、その様々な部分において異なることができ、たとえば、空気入口プレナム３が満たさなければならない機械的特性に応じて、可変量の繊維またはその選択的な配向を、空気入口プレナム３の種々の部分に沿って設けることができる。たとえば、空気入口開口１９および空気出口開口２１の周り、ならびに、中空体１７の隅または端部に沿って改善された耐性を達成することができ、たとえば、それらの部分におけるより多量の繊維および／または使用中に生成される機械適応力に対応する力の線に沿ったそれらの繊維の好適な配向がもたらされる。
【００６０】
空気入口プレナム３の、いくつかの特に応力が加わる部分または領域には、サンドイッチ構造、すなわち、繊維強化プラスチック複合材料から作成される２つの外皮、および、それらの外皮の間に配置される中間芯材から構成される構造を与えることができる。それ自体は既知であるこのサンドイッチ構造は、構造の曲げ強度を増大させる。たとえば、蓋３３には、空気圧縮機９によってもたらされる強い区画によって引き起こされる、空気入口プレナム３の内部と外部との間の圧力差に起因する曲げ応力により良好に耐えるために、開示されているようなサンドイッチ構造を与えることができる。
【００６１】
１７Ｒにおいて破線で概略的に示されているような、中空体１７の側壁の上側領域（図３および図４参照）も、部分的にまたは全体的に、入口プレナム３のそれらの部分の曲げ耐性を増大させる内側芯材を有するサンドイッチ構造から作成されてもよい。
【００６２】
たとえば、支持体２７の端部に沿った入口プレナムの強化部分は、繊維強化プラスチック複合材料の厚さを増大させることによって得ることもできる。
【００６３】
本明細書に説明されている主題の開示されている実施形態が、いくつかの例示的な実施形態に関連して特定的かつ詳細に図面に示され、上記で十分に説明されているが、本明細書に記載されている新規の教示、原理および概念、ならびに添付の特許請求の範囲に記載されている主題の利点から実質的に逸脱することなく、多くの修正、変更、および省略が可能であることが、当業者には諒解されよう。したがって、開示されている革新の適切な範囲は、それらすべての修正、変更、および省略を含むように、添付の特許請求の範囲の最も広い解釈によってのみ判定されるべきである。加えて、任意のプロセスまたは方法ステップの順序または進行は、代替的な実施形態によれば、変更または並べ直されてもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１  ガスタービンエンジンシステム
３  空気入口プレナム
５  底板
６  ガスタービンエンジン
７  ガス発生器
８  出力タービン、低圧タービン
９  空気圧縮機
９Ａ  環状入口
１０  燃焼器
１１  高圧タービン
１２  支柱
１３  ロードカップリング
１５  排気プレナム
１７  中空体
１９  空気入口開口
１９Ｒ  リム
２１  空気出口開口
２３  接続フランジ
２３Ｌ  接続フランジ部分
２３Ｒ  接続フランジ部分
２５  メッシュ
２７  支持体、支持脚
２９  側壁
２９Ｓ  湾曲面
３１  ポート
３３  蓋
３５  端部リブ、リブ
３５Ｈ  貫通孔
３７  半環状リム
３９  リング
４０  接続ボルト
４１  半環状リム
４３  密閉ダイヤフラム、密閉リング
１００  ガスタービンエンジン
１０３  ガス発生器
１０５  空気圧縮機
１０５Ｎ  空気圧縮機ノーズ
１０７  燃焼器
１０９  高圧タービン
１１１  低圧タービン
１１３  排気プレナム
１１５  ロードカップリング
１１７  空気入口プレナム
１１７Ｔ  空気入口
１２１  圧縮機環状入口
１２３  支持体
【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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【図１０】
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