(57)【要約】  ガスタービン用の排気捕集装置が説明される。排気捕集装置（１２６）は、ガス入口壁（１３５）と、ガス入口壁に設けられたガス導入孔（１３９）と、ガス排出孔（１４３Ａ）とを有するプレナム（１４１）を備える。排気捕集装置は、ガス導入孔（１３９）の周囲に配置された複数の第１のコネクタ（１５１）と、ガス導入孔（１３９）の周囲に配置された複数の第２のコネクタ（１６３）とを更に備える。第２のコネクタは、第１のコネクタにほぼ対向して配置される。第１のコネクタと第２のコネクタとが、ペアにされる。１つの第１のコネクタと１つの第２のコネクタとからなるペアを、排気捕集装置（１２６）を複数の選択肢としての角度位置のうちの選択された１つにてガスタービンの排気ディフューザに取り付けるために、選択的に使用することができる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス入口壁（１３５）と、前記ガス入口壁（１３５）のガス導入孔（１３９）と、ガス排出孔（１４３Ａ）とを有するプレナム（１４１）と、
前記ガス導入孔（１３９）の周囲に配置された複数の第１のコネクタ（１５１）と、
前記ガス導入孔（１３９）の周囲に配置され、前記複数の第１のコネクタ（１５１）にほぼ対向する複数の第２のコネクタ（１６３）と、
を備えるガスタービン（１１２）用の排気捕集装置（１２６）であって、
前記複数の第１のコネクタ（１５１）及び前記複数の第２のコネクタ（１６３）がペアにされ、１つの第１のコネクタ（１５１）と１つの第２のコネクタ（１６３）とからなるペアを、当該排気捕集装置（１２６）をガスタービン（１１２）の排気ディフューザ（１２４）に複数の選択肢となる角度位置のうちの選択された１つに取り付けるために選択的に使用することができる排気捕集装置（１２６）。
【請求項２】
前記第１のコネクタ（１５１）は、円弧に沿って配置され、前記第２のコネクタ（１６３）は、円弧に沿って配置され、各ペアの前記第１のコネクタ（１５１）と前記第２のコネクタ（１６３）との間の距離が、一定である請求項１に記載の排気捕集装置（１２６）。
【請求項３】
前記第１のコネクタ（１５１）は、前記ガス導入孔（１３９）の中心から第１の距離に配置され、前記第２のコネクタ（１６３）は、前記ガス導入孔（１３９）の中心から第２の距離に配置されている請求項１又は２に記載の排気捕集装置（１２６）。
【請求項４】
前記ガス入口壁（１３５）に拘束され、前記ガス導入孔（１３９）を囲んでいるリング（１２７）
を備え、
前記複数の第１のコネクタ（１５１）は、前記リング（１２７）に沿って配置されている請求項１乃至３のいずれか一項に記載の排気捕集装置（１２６）。
【請求項５】
前記ガス入口壁（１３５）に拘束され、前記ガス導入孔（１３９）から離れており、前記ガス排出孔（１４３Ａ）の反対側に位置するフレーム（１６１）
を備え、
前記複数の第２のコネクタ（１６３）は、前記フレーム（１６１）に沿って配置されている請求項１乃至４のいずれか一項に記載の排気捕集装置（１２６）。
【請求項６】
前記フレーム（１６１）は、箱状である請求項５に記載の排気捕集装置（１２６）。
【請求項７】
前記プレナム（１４１）は、前記ガス入口壁（１３５）に対向する前壁（１３８）を備え、前記前壁（１３８）と前記ガス入口壁（１３５）とが、互いに対して傾けられており、前記箱状のフレーム（１６１）は、前記前壁（１３８）に実質的に平行な平坦面を形成する変化する横寸法を有する請求項６に記載の排気捕集装置（１２６）。
【請求項８】
前記第１のコネクタ（１５１）は、水平方向の荷重を支持するが、鉛直方向の荷重は支持しないように設計及び構成されている請求項１乃至７のいずれか一項に記載の排気捕集装置（１２６）。
【請求項９】
前記第２のコネクタ（１６３）は、鉛直方向の荷重を支持するように設計及び構成されている請求項１乃至８のいずれか一項に記載の排気捕集装置（１２６）。
【請求項１０】
各々の第１のコネクタ（１５１）は、フォーク状の構成要素をねじによって接続するための孔を備える請求項１乃至９のいずれか一項に記載の排気捕集装置（１２６）。
【請求項１１】
各々の第２のコネクタ（１６３）は、孔を備える請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の排気捕集装置（１２６）。
【請求項１２】
前記第１のコネクタ（１５１）は、少なくとも約９０°、好ましくは少なくとも約１８０°の弧に沿って分布し、前記第２のコネクタ（１６３）は、少なくとも約９０°、好ましくは少なくとも約１８０°の弧に沿って分布している請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の排気捕集装置（１２６）。
【請求項１３】
ベースプレート（１２０）と、
前記ベースプレート（１２０）に拘束された排気ディフューザ（１２４）と、
請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の排気捕集装置（１２６）と
を備えるガスタービン（１１２）であって、
前記排気捕集装置（１２６）は、前記排気ディフューザ（１２４）に拘束された前記第１のコネクタ（１５１）のうちの選択された１つ及び前記ベースプレート（１２０）に拘束された前記第２のコネクタ（１６３）のうちの選択された１つによって当該ガスタービン（１１２）に接続されるガスタービン（１１２）。
【請求項１４】
前記排気捕集装置（１２６）の重量は、実質的に完全に前記第２のコネクタ（１６３）を介して前記ベースプレート（１２０）によって支持される請求項１３に記載のガスタービン（１１２）。
【請求項１５】
前記排気ディフューザ（１２４）は、前記第１のコネクタ（１５１）のうちの選択された１つと協働するように構成及び配置された第１の接続部材（１３７）を備え、前記ベースプレート（１２０）は、前記第２のコネクタ（１６３）のうちの選択された１つと協働するように構成及び配置された第２の接続部材（１７１）を備える請求項１３又は１４に記載のガスタービン（１１２）。
【請求項１６】
前記第１の接続部材（１３７）は、前記排気ディフューザ（１２４）上で前記ベースプレート（１２０）とは反対側に配置されている請求項１５に記載のガスタービン（１１２）。
【請求項１７】
前記第２の接続部材（１７１）は、前記第２のコネクタ（１６３）のうちの選択された１つの対応する孔に選択的に係合するピン（１７３）を備える請求項１５又は１６に記載のガスタービン（１１２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、概して、ガスタービンエンジンに関し、より詳しくは、排気ガス捕集装置又はプレナム（ｐｌｅｎｕｍ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンは、機械的な駆動の用途並びに発電において、原動機として広く用いられている。多くの場合に、航空転用ガスタービンが、これらの目的のために使用される。機械的な駆動の用途において、ガスタービンエンジンは、例えば圧縮機又は圧縮機列などの１つ以上のターボ機械を駆動する。発電の用途において、ガスタービンエンジンは、配電網に接続された発電機を駆動するために使用される。
【０００３】
ガスタービンエンジンは、燃料を燃焼させて高温の燃焼ガスを生成し、この燃焼ガスが出力タービンを通って流れ、例えば発電機又は圧縮機などの負荷を駆動する。排気ガスは、高い速度及び温度でタービンを出て、排気ガスディフューザ及び排気ガスディフューザの下流に配置された排気ガス捕集装置に進入する。
【０００４】
排気ガス捕集装置は、通常は、ディフューザに取り付けられ、ディフューザによって支持される。したがって、排気ガス捕集装置の振動が、ディフューザ及びガスタービンエンジンの軸受に伝達される。
【０００５】
排気ガス捕集装置は、排気筒に連通した排気口を備えるプレナムを形成する。排気口を、ガスタービンの配置に課される設計の制約に応じて、鉛直上方又は側方に向けることができる。したがって、排気捕集装置は、排気口のそれぞれの向きに合わせてその都度設計又は調整されなければならない。
【０００６】
図１及び２が、現状の技術によるガスタービンエンジン及び排気ディフューザ−捕集装置の構成を示している。図１には、ガスタービンエンジン発電プラント１０の図が示されている。ガスタービンエンジン１２（例えば、航空転用ガスタービンエンジン）が、排気ディフューザ−捕集装置アセンブリ１４に接続されている。発電機１６が、リンク装置１８を介してガスタービンエンジン１２に接続されている。ガスタービンエンジン１２、排気ディフューザ−捕集装置アセンブリ１４、及び発電機１６を、スキッド又はベースプレート２０に堅固に取り付けることができる。燃焼のための清浄な空気が、吸気及び濾過システム２２によって供給される。空気は、ガスタービンエンジン１２の圧縮機部分において圧縮され、液体燃料又は天然ガスなどの気体燃料と混合される。次いで、燃料−空気混合物が、ガスタービンエンジン１２の燃焼室で燃焼させられる。次いで、燃料−空気混合物の燃焼からもたらされる高温の加圧された燃焼ガスが、ガスタービンエンジン１２の複数のタービン段を通過する。高温の加圧された燃焼ガスは、タービンを回転させ、リンク装置１８を介して負荷１６を駆動する。
【０００７】
排気ディフューザ−捕集装置アセンブリ１４は、例えば熱回収システムによる更なる利用のために高温の排気ガスを捕らえて送り、或いは排気ガスを排気筒２３に導く。
【０００８】
図２が、現在の技術による排気ディフューザ−捕集装置アセンブリ１４の実施形態の断面図を示している。排気ディフューザ−捕集装置アセンブリ１４は、径方向の排気捕集装置２６に接続された軸方向の排気ディフューザ２４を備える。軸方向の排気ディフューザ２４は、軸方向の排気ディフューザ２４を径方向の排気捕集装置２６と一緒に使用できるように、排気ガスの流れを軸方向から径方向に少なくとも或る程度そらすための特徴を含んでいる。図示の軸方向の排気ディフューザ２４は、ガスタービンエンジン１２から径方向の排気捕集装置２６への排気流の流れの方向において直径が次第に増加する環状の壁２５を有する。軸方向の排気ディフューザ２４の小径側の端部は、ガスタービンエンジン１２（図２には一部分だけが示されている）に接続されている。軸方向の排気ディフューザ２４は、ガスタービンエンジン１２から流れる排気ガスの軸方向の流れを拡散させる。径方向の排気捕集装置２６は、例えば結合ディスク２８によって、結合ディスク２８を径方向の排気捕集装置２６の壁３０に含まれる保持フランジに周状配置のボルトによって固定することによって、軸方向の排気ディフューザ２４に取り付けられる。フランジ及びボルトによる取り付けの実施形態は、軸方向の排気ディフューザ２４と径方向の排気捕集装置２６とをガスタービンエンジン１２の運転中に確実に隣接した状態に保つことを可能にする一方で、エンジンの非稼働の期間における保守及び分解も可能にする。径方向の排気捕集装置は、ときには、軸方向の排気ディフューザに突き出すように設けられることがある。他の公知の実施形態においては、後脚が、重量を支持するために、ガスタービンのディフューザへの接続と組み合わせて設けられる。
【０００９】
径方向の排気捕集装置２６は、内部の排気プレナム又は捕集室を有し、鉛直方向上向きの開口４２が排気プレナムの上壁に設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１２／０２３９６８号明細書
【発明の概要】
【００１１】
いくつかの実施形態によれば、ガス入口壁と、ガス入口壁のガス導入孔と、ガス排出孔とを有するプレナムと；ガス導入孔の周囲に配置された複数の第１のコネクタと；ガス導入孔の周囲に配置され、複数の第１のコネクタにほぼ対向する複数の第２のコネクタと；を備えるガスタービン用の排気捕集装置が提供される。複数の第１のコネクタ及び複数の第２のコネクタはペアにされ、すなわち各々の第１のコネクタは、対応する第２のコネクタに対向配置され、逆も同様である。この構成は、１つの第１のコネクタと１つの第２のコネクタとからなるペアを、排気捕集装置をガスタービンの排気ディフューザに複数の選択肢となる角度位置のうちの選択された１つに取り付けるために選択的に使用することを可能にする。したがって、同じ排気捕集装置を、ガスタービンに対して異なる角度位置に配置することができる。したがって、排気ガス排出孔の向きを、配置の要件に応じて選択することができる。また、排気捕集装置の角度位置を、ガスタービンモジュールの輸送の際に、モジュールの全体寸法及び占有面積が小さくなるように変更することができる。
【００１２】
いくつかの実施形態によれば、コネクタは、排気捕集装置によってガスタービンの排気ディフューザに加えられる機械的な応力を抑えるように配置される。具体的には、排気捕集装置の荷重をガスタービンのスキッドに直接放出できる一方で、排気捕集装置を正しい突出位置に支持するために、ガスタービンの排気捕集装置と排気ディフューザとの間には、限られた反力しか必要でない。
【００１３】
いくつかの実施形態によれば、第１のコネクタは、円弧に沿って配置される。第２のコネクタも、それぞれの円弧に沿って配置することができる。各ペアの第１のコネクタと第２のコネクタとの間の距離は一定であり、したがって排気捕集装置を、ガスタービンの同じ排気ディフューザに、複数の選択肢となる角度位置のうちの任意の１つにて選択的に接続することができる。
【００１４】
いくつか実施形態において、第１のコネクタは、ガス導入孔の中心から第１の距離に配置され、第２のコネクタは、排気捕集装置のガス導入孔の中心から第２の距離に配置される。第２の距離を、第１の距離よりも大きくすることができる。
【００１５】
排気捕集装置を、ガス入口壁に拘束され、ガス導入孔を囲んでいるリングで構成することができる。第１のコネクタを、このリングに沿って配置することができる。いくつかの実施形態によれば、排気捕集装置は、ガス入口壁に拘束され、ガス導入孔から離れており、ガス排出孔の反対側に位置するフレームを更に備えることができる。第２のコネクタを、このフレームに沿って配置することができる。フレームは、例えば円弧に沿って延びる樋又は箱の形状を有することができる。
【００１６】
いくつかの実施形態において、プレナムは、ガス入口壁に対向する前壁を備える。前壁及びガス入口壁を、互いに対して傾けることができる。箱状又は溝状のフレームは、前壁に実質的に平行な平坦面を形成するように、変化する横寸法を有することができる。
【００１７】
更なる態様によれば、ベースプレートと、ベースプレートに拘束された排気ディフューザと、上述のとおりの排気捕集装置とを備えるガスタービンが提供される。排気捕集装置は、排気ディフューザに拘束された第１のコネクタのうちの選択された１つ及びベースプレートに拘束された第２のコネクタのうちの選択された１つによって、ガスタービンに接続される。これにより、排気捕集装置の重量の大部分が、第２のコネクタを介して前記ベースプレートによって支持される。好ましくは、排気捕集装置の実質的に全重量が、第２のコネクタを介してベースプレートによって支持される。
【００１８】
特徴及び実施形態が、本明細書において以下で開示され、本明細書の一体の一部分を形成する添付の特許請求の範囲に更に記載される。以上の簡単な説明は、以下の詳細な説明をよりよく理解することができ、且つ今回の技術的な貢献をよりよく評価できるように、本発明の種々の実施形態の特徴を述べている。当然ながら、本明細書において後述され、添付の特許請求の範囲に記載される本発明の他の特徴も存在する。この点に関し、本発明のいくつかの実施形態を詳細に説明する前に、本発明の種々の実施形態が、それらの応用において、以下の説明に記載され、或いは図面に示される構成の詳細及び構成要素の配置に限られないことを、理解すべきである。本発明は、他の実施形態も可能であり、様々な方法で実施及び実行が可能である。また、本明細書において使用される表現及び用語が、説明を目的とするものであり、限定として解釈されてはならないことを、理解すべきである。
【００１９】
したがって、当業者であれば、本発明の根底にある概念を、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、及び／又はシステムを設計するための基礎として容易に利用できることを、理解できるであろう。したがって、特許請求の範囲を、そのような同等の構成を、それらが本発明の技術的思想及び技術的範囲から外れない限りにおいて含むものと理解することが重要である。
【００２０】
開示される本発明の実施形態及びそれらの付随の利点の多くについて、より完全な評価が、それらを以下の詳細な説明を参照し、添付の図面と併せて検討することによってよりよく理解することで、容易に得られるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】現状の技術のガスタービンエンジンを備える発電設備の側面図を示している。
【図２】現状の技術の排気ディフューザ−捕集装置アセンブリの断面を示している。
【図３】本発明の一実施形態によるガスタービンエンジンを備える発電設備の概略の側面図を示している。
【図４】図３のシステムの排気ディフューザ−捕集装置アセンブリの拡大側面図の一部を断面図として示している。
【図５】図４の拡大を示している。
【図６】ガスタービンのベースプレートへの排気捕集装置の接続の詳細を示している。
【図７】排気捕集装置と排気ディフューザとの間の接続について、図８及び図９の細部ＶＩＩの拡大を示している。
【図８】ガスタービンのベースプレートにおける排気捕集装置の位置の選択肢の斜視図を示している。
【図９】ガスタービンのベースプレートにおける排気捕集装置の位置の選択肢の斜視図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
典型的な実施形態を、添付の図面を参照して以下で詳細に説明する。種々の図において、同じ参照番号は、同一又は類似の構成要素を指し示している。更に、図は、必ずしも比例尺で描かれてはいない。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。むしろ、本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の範囲によって定められる。
【００２３】
明細書の全体を通して、「一実施形態」又は「実施形態」或いは「いくつかの実施形態」への言及は、或る実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、又は特性が、開示される主題の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書の種々の箇所において現れる「一実施形態において」又は「実施形態において」或いは「いくつかの実施形態において」という表現は、必ずしも同じ実施形態に言及しているわけではない。更に、特定の特徴、構造、又は特性を、１つ以上の実施形態において任意の適切な方法で組み合わせることが可能である。
【００２４】
図３に、電力を生み出すためのガスタービンエンジン発電プラント１１０の図が示されている。このシステムは、本明細書に開示される主題について考えられる応用の典型的な実施形態として提示されているにすぎない。本明細書において説明される排気捕集装置の特徴及びその利点は、例えばガスタービンエンジンがターボ機械（例えば、圧縮機又は圧縮機列）などの負荷を駆動するために使用される機械的な駆動の用途など、種々のガスタービンシステムにおいて利用することができる。
【００２５】
ここで図３の典型的な実施形態を再び参照すると、例えば航空転用ガスタービンエンジンであるガスタービンエンジン（簡潔に、ガスタービン１１２とも称される）が、排気ディフューザ−捕集装置アセンブリ１１４に接続される。発電機１１６が、リンク装置１１８を介してガスタービンエンジン１１２に接続される。ガスタービンエンジン１１２、排気ディフューザ−捕集装置アセンブリ１１４、及び発電機１１６を、スキッド又はベースプレート１２０に堅固に取り付けることができる。燃焼のための清浄な空気が、吸気及び濾過システム１２２によって供給される。空気は、ガスタービンエンジン１１２の圧縮機部分において圧縮され、液体燃料又は天然ガスなどの気体燃料と混合される。次いで、燃料−空気混合物が、ガスタービンエンジン１１２の燃焼室で燃焼させられる。次いで、燃料−空気混合物の燃焼からもたらされる高温の加圧された燃焼ガスが、ガスタービンエンジン１１２の複数のタービン段を通過する。高温の加圧された燃焼ガスは、タービンを回転させ、リンク装置１１８を介して負荷１１６を駆動する。
【００２６】
排気ディフューザ−捕集装置アセンブリ１１４は、例えば熱回収システムによる更なる利用のために高温の排気ガスを捕らえて送り、或いは排気ガスを排気筒１２３に導く。
【００２７】
排気ディフューザ−捕集装置アセンブリ１１４の特徴を、図４〜図９を参照して以下で詳細に説明する。
【００２８】
図４に、ガスタービンエンジン１１２の最後の部分だけが示され、すなわち出力タービンだけが示されている。排気ディフューザ−捕集装置アセンブリ１１４は、ガスタービンエンジン１１２の下流に配置されている。排気ディフューザ−捕集装置アセンブリ１１４は、径方向の排気捕集装置１２６に接続された軸流方向の排気ディフューザ１２４を含むことができる。軸方向の排気ディフューザ１２４は、軸方向の排気ディフューザ１２４を径方向の排気捕集装置１２６と一緒に使用できるように、排気ガスの流れを軸方向から径方向に少なくとも或る程度そらすための特徴を含む。これらの特徴は、当業者にとって周知であるため、本明細書では詳細には説明しない。
【００２９】
図示の軸方向の排気ディフューザ１２４は、ガスタービンエンジン１１２から径方向の排気捕集装置１２６への排気流の流れの方向Ｆにおいて直径が次第に増加する環状の壁１２５を有する。軸方向の排気ディフューザ１２４の小径側の端部が、ガスタービンエンジン１１２（図４には一部分だけが示されている）に接続されている。軸方向の排気ディフューザ１２４は、ガスタービンエンジン１１２から流れる排気ガスの軸方向の流れを拡散させる。本明細書において更に詳しく後述されるように、径方向の排気捕集装置１２６は、ガスタービンのベースプレート１２０及び軸方向の排気ディフューザ１２４に取り付けられる。
【００３０】
軸方向の排気ディフューザ１２４を、１対のブラケット１２８によってガスタービンのスキッド又はベースプレート１２０に拘束することができる。軸方向の排気ディフューザ１２４を、これら２つのブラケット１２８において、左右水平軸ＢーＢ（図８及び図９）を中心にして回転できるように固定することができる。更に、排気ディフューザをスライド自在に配置することができるジブ１３０を設けることができる。ジブ１３０は、ロータの不釣り合いの場合に横方向の反力をもたらす。
【００３１】
排気ディフューザ１２４は、排気捕集装置１２６に面する大径側の端部に配置された末端環状フランジ又はリング１２７を備えることができる。環状フランジ１２７は、排気ディフューザの出口を実質的に囲む。環状フランジ１２７の最も上方の位置において、第１のコネクタ部材１２９が、排気ディフューザ１２４に拘束されている。第１のコネクタ部材１２９の１つの典型的な実施形態が、図７に詳細に示されている。第１のコネクタ部材１２９は、複数のねじ１３３によって環状フランジ１２７にねじ止めされたプレート１３１を備えることができる。シム１３４を、プレート１３１と環状フランジ１２７との間に設けることができる。プレート１３１を、環状フランジ１２７から実質的に径方向に突出した付属物１３７に堅固に拘束することができ、或いはそのような付属物１３７と一体に形成することができる。更に詳しく後述されるように、付属物１３７は、排気捕集装置１２６を排気ディフューザ１２４に接続する第１の接続機構の一部を形成する。
【００３２】
排気捕集装置１２６は、ガス入口壁１３５と、このガス入口壁１３５の反対側の対向する前壁１３８とを備える。ガス入口壁１３５は、排気ディフューザ１２４に向けられ、ガス導入孔１３９を備える。捕集装置チャンバ又は捕集装置プレナム１４１を、排気捕集装置１２６に設けることができる。捕集装置チャンバ１４１を、ガス入口壁１３５、前壁１３８、及び側壁１４３によって画定することができる（図８及び図９）。側壁１４３を、１４３Ａにおいて開き、ガス排出孔１４３Ａを形成することができる。典型的な実施形態において、ガス排出孔１４３Ａは、矩形である。
【００３３】
いくつかの実施形態において、排気捕集装置のガス入口壁１３５と前壁１３８とは、非平行である。ガス入口壁１３５及び前壁１３８を、捕集装置チャンバ１４１がガスタービンの軸方向においてガス排出孔１４３Ａからこのガス排出孔１４３Ａとは反対側の捕集装置チャンバ１４１の端部に向かって減少する寸法を有するように、先細り−末広がりの配置にて互いに対して傾けることができる。
【００３４】
捕集装置チャンバ１４１の内部体積は、環状であってよい。捕集装置チャンバ１４１内に、中央壁１４５を配置することができる。いくつかの実施形態において、中央壁は、回転体の形状を有する。図示の実施形態においては、中央壁１４５が、円錐台形状の部位１４５Ａを有しており、この円錐台形状の部位の大径側の端部において、丸みを帯びた壁部分１４５Ｂによって前壁１３８に接続されている。中央壁１４５は、ガスタービンエンジン１１２の回転軸Ａ−Ａに実質的に同軸にガス導入孔１３９を通って延びている。
【００３５】
好都合に実質的に円筒状のスリーブ１４７を、ガス導入孔１３９に導入することができ、ガス入口壁１３５に堅固に拘束することができる。スリーブ１４７は、中央壁又は内側の壁１４５とスリーブ１４７との間に排気ディフューザ１２４の内部を捕集装置チャンバ１４１に連通させる環状のガス導入通路が形成されるように、中央壁１４５に実質的に同軸に位置する。
【００３６】
ガスタービンエンジン１１２に面するスリーブ１４７の端部に沿って、内側フランジ１４９が設けられている。内側フランジ１４９に沿って、複数組の孔１５１が配置されている。いくつか実施形態においては、３組の孔１５１を、約４５°だけ互いに隔てて配置することができる。以下で更に詳しく説明されるように、前記孔の組のうちの１つを、排気捕集装置をガスタービンエンジンに選択された角度位置に取り付けるように選択することができる。
【００３７】
孔１５１の各組を、排気捕集装置１２６を排気ディフューザ１２４に付属物１３７によって固定するために使用することができる。図７の拡大図に示されるように、排気捕集装置１２６と付属物１３７との間の接続は、選択された孔１５１の組に螺合する２本のねじ１５５によって内側フランジ１４９に取り付けることができるフォーク状の構成部品１５３によって行われる。フォーク状の構成部品１５３は、２つの突出部を付属物１３７の両側に位置させるように配置される。固定板１５７が、付属物１３７を囲む閉じたフレームを形成するように、フォーク状の構成部品１５３の向かい合う突出部にねじ止めされる。フォーク状の構成部品１５３は、付属物１３７とともに、排気捕集装置１２６を排気ディフューザ１２４に接続するための第１の接続部材を形成する。
【００３８】
孔１５１の組は、スリーブ１４７の軸（したがって、同軸に配置されたスリーブ１４７と中央壁１４５とによって形成される環状のガス導入通路の軸）から一定の距離に位置する円周に沿って配置される。したがって、排気捕集装置１２６を、孔１５１の組によって定められる複数の角度位置（各位置において、排気捕集装置１２６は排気ディフューザ１２４と実質的に同軸である）のうちの任意の１つにて付属物１３７に留めることができる。
【００３９】
このように、孔１５１の組は、排気捕集装置１２６をガスタービンエンジン１１２に接続し、より具体的にはガスタービンエンジン１１２の排気ディフューザ１２４に接続する複数の第１のコネクタを形成する。
【００４０】
更に、排気捕集装置１２６は、排気捕集装置１２６をガスタービンエンジン１１２のベースプレート又はスキッド１２０に接続するように構成された複数の第２のコネクタを備えることができる。いくつかの実施例においては、これら複数の第２のコネクタを、ガスタービンエンジン１１２の軸及びスリーブ１４７と中央壁１４５との間の環状のガス導入通路の軸を中心とする円周に沿って配置することができる。例えば図８及び図９に示されるように、フレーム１６１が、ガス入口壁１３５の外面に取り付けられる。フレームは、半円の形状を有することができ、排気捕集装置１２６が排気ディフューザ１２４に取り付けられたときに、ガスタービンエンジン１１２の軸Ａ−Ａ上に中心を有することができる。他の実施形態においては、フレーム１６１の広がりが、例えば９０°など、半円よりも小さくてよい。一般に、フレーム１６１は、ガスタービンエンジン１１２の軸Ａ−Ａに対して孔１５１の組の反対側に配置される。
【００４１】
フレーム１６１に沿って、複数の第２のコネクタが設けられ、この第２のコネクタの数は、前記第１のコネクタの数に等しい。すなわち、孔１５１の各組について、第２のコネクタがフレーム１６１上に設けられる。各々の第２のコネクタは、フレーム１６１の孔１６３を含むことができる。孔１６３の間の角度ピッチは、孔１５１の組の間の角度ピッチと同じである。したがって、第１及び第２のコネクタのペアが形成される。各々の第１のコネクタ１５１が、第２のコネクタ１６３に対応し、ペアをなす第１及び第２のコネクタ１５１、１６３の間の距離は、一定である。
【００４２】
各々の第２コネクタは、排気捕集装置１２６をガスタービンエンジン１１２及び排気ディフューザ１２４に接続するために設けられた第２の接続部材１７１と協働することができる。第２の接続部材１７１は、ガスタービンエンジン１１２のベースプレート又はスキッド１２０に拘束される。
【００４３】
第２の接続部材１７１は、排気捕集装置側の第２のコネクタを形成する前記孔１６３の一方又は他方に選択的に導入することができる実質的に水平方向に延びるピン１７３を含むことができる。このようにして得られるピンと孔との構成が、鉛直荷重を支持することができる排気捕集装置１２６とスキッド又はベースプレート１２０との間の拘束を形成する。上述のピン−孔の接続によってもたらされる機械的な接続に加えて、第２の接続部材１７１は、フレーム１６１の内部に配置される相手方プレート１７７へのねじ止めのための貫通孔を有するプレート１７５を更に備えることができる。このねじによる接続は、スキッド又はベースプレート１２０と排気捕集装置１２６との間の連結の更なる安定を提供する。
【００４４】
フレーム１６１は、箱状であってよい。いくつかの実施形態において、フレーム１６１は、特に図５に示されるように、矩形又はＵ字状の断面を有することができる。フレーム１６１内に配置される相手方プレート１７７を、フレームの箱状の構造体によって形成される空間に収容することができる。相手方プレート１７７を、フレーム１６１の延在の全体にわたって固定し、延在させることができる。ねじ１７９のためのねじ穴（例えば、４つのねじ穴）を設けることができる。
【００４５】
ガス入口壁１３５が、図面に示される典型的な実施形態のように、ガスタービンエンジン１１２の軸に対して傾けられる（直角でない）場合、箱状のフレーム１６１は、好ましくは排気捕集装置が組み付けられた状態にあるときに孔１６３が設けられたフレーム１６１の表面１６１Ａがガスタービンの軸Ａ−Ａに対して直交するような形状を有する。
【００４６】
排気捕集装置の環状のガス導入通路の周囲に設けられた複数の第１及び第２のコネクタ１５１、１６３は、排気捕集装置をいくつかの角度位置のうちの１つにてベースプレート又はスキッド１２０並びに排気ディフューザ１２４に接続することを可能にする。２つのそのような角度位置が、図８及び図９に示されている。図８において、排気捕集装置１２６は、ガス排出孔１４３Ａが鉛直上方を向くように取り付けられている。図９において、排気捕集装置１２６は、ガス排出孔１４３Ａを水平方向に側方に向けて取り付けられている。したがって、２つの位置は、角度にして９０°ずれている。これら２つの位置の一方又は他方を、例えば排気筒１２３の位置に応じて選択することができる。排気筒１２３がガスタービンエンジン１１２の上方に配置される場合、図８の構成が選択される。排気筒がガスタービンエンジンの側方に配置される場合、図９の構成が好ましいと考えられる。更なる角度位置も可能である。例えば、ガス排出孔１４３Ａが水平方向ではあるが図９の位置とは反対に向けられる更なる位置を、例えば排気筒がガスタービンエンジン１１２の反対側に配置される場合に、排気捕集装置を図９の配置に対して１８０°だけ回転させることによって得ることができる。
【００４７】
いくつかの実施形態において、排気捕集装置は、第１のより小さい横方向寸法及び第２のより大きい横方向寸法を有することができる。図８においては、排気捕集装置１２６が、小さい方の横方向寸法を水平に向けて取り付けられている一方で、図９においては、水平方向の寸法が大きい方の寸法である。図９の構成が選択される場合に、ガスタービンエンジン１１２及びスキッド１２０を含むガスタービンエンジンモジュールの輸送を、モジュールの水平方向の横断寸法を小さくして輸送をより容易にするために、排気捕集装置１２６を図８の構成にして行うことができる。現場において、排気捕集装置を排気ディフューザから切り離して、９０°だけ回転させ、図９の最終的な構成に再び組み立てることができる。
【００４８】
第１のコネクタ及び第２のコネクタの配置及び構成は、ひとたびスキッド又はベースプレート１２０上の第２の接続部材１７１と排気捕集装置上のそれぞれの第２のコネクタとによってもたらされる下側の拘束が取り付けられると、この下側の拘束によって水平方向及び鉛直方向の両方の拘束力が伝達されるような配置及び構成である。したがって、排気捕集装置の実質的に全重量が、排気ディフューザに伝えられるよりもむしろ、第２のコネクタを介してガスタービンのスキッド又はベースプレートに伝えられる。排気捕集装置において生じる振動は、排気捕集装置１２６とスキッド又はベースプレート１２０との間の下側の拘束に拘束応力を生じさせ、ターボ機械１１２の軸受又は他の構成要素に悪影響を及ぼすことはない。第１の接続部材１３７、１５３及び排気捕集装置１２６上の選択された第１のコネクタ１５１によってもたらされる排気捕集装置１２６と排気ディフューザ１２４との間の直接的な連結は、水平方向の力だけが排気捕集装置１２６から排気ディフューザ１２４に直接伝達され、鉛直荷重は伝達されないような連結である。したがって、排気ディフューザは、静的及び動的の両方において、排気捕集装置１２６が生じさせる付加的な荷重からほぼ解放される。より具体的には、排気捕集装置１２６が片持ち梁の様相で取り付けられ、すなわちベースプレート１２０から突き出すため、第１の接続部材によって提供される上側の拘束によってもたらされる限られた水平方向の拘束力が、排気捕集装置１２６の重量によって生じるモーメントに釣り合う十分なモーメントを生み出す。
【００４９】
本明細書に記載の主題について開示される実施形態を、いくつかの典型的な実施形態に関する詳細及び細部とともに図面に示して十分に上述したが、本明細書において説明した新規な教示、原理、及び考え方の組、並びに添付の特許請求の範囲に記載される主題の利点から実質的に離れることなく、多数の変更、変化、及び省略が可能であることは、当業者にとって明らかであろう。したがって、開示された発明の適切な範囲は、そのような変更、変化、及び省略をすべて包含するような添付の特許請求の範囲の最も広い解釈によってのみ決定されなければならない。更に、プロセス又は方法の各段階の順序及び順番は、別の実施形態にしたがって変更又は並べ替えが可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１０  ガスタービンエンジン発電プラント
１２  ガスタービンエンジン
１４  捕集装置アセンブリ
１６  負荷／発電機
１８  リンク装置
２０  ベースプレート
２２  濾過システム
２３  排気筒
２４  排気ディフューザ
２５  環状の壁
２６  排気捕集装置
２８  結合ディスク
３０  壁
４２  開口
１１０  ガスタービンエンジン発電プラント
１１２  ガスタービンエンジン、ガスタービン／ターボ機械
１１４  捕集装置アセンブリ
１１６  負荷／発電機
１１８  リンク装置
１２０  スキッド、ベースプレート
１２２  濾過システム
１２３  排気筒
１２４  排気ディフューザ
１２５  壁
１２６  排気捕集装置
１２７  環状フランジ、リング
１２８  ブラケット
１２９  第１のコネクタ部材
１３０  ジブ
１３１  プレート
１３３  ねじ
１３４  シム
１３５  ガス入口壁
１３７  付属物、第１の接続部材
１３８  前壁
１３９  ガス導入孔
１４１  捕集装置プレナム、捕集装置チャンバ
１４３  側壁
１４３Ａ  ガス排出孔
１４５  中央壁、壁
１４５Ａ  部位
１４５Ｂ  壁部分
１４７  スリーブ
１４９  内側フランジ
１５１  孔／第１のコネクタ
１５３  構成部品、第１の接続部材
１５５  ねじ
１５７  固定板
１６１  フレーム
１６１Ａ  表面
１６３  孔／第２のコネクタ
１７１  第２の接続部材
１７３  ピン
１７５  プレート
１７７  相手方プレート
１７９  ねじ
Ａ−Ａ  軸
Ａ−Ａ  回転軸
Ｂ−Ｂ  左右水平軸
Ｆ  方向
【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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【国際調査報告】
2015532392.tif 000012
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