(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービン燃焼器における溶接緩衝スリーブ部品を保持する方法において、
互いに当接された緩衝スリーブ部品（２４、２６）から構成される緩衝スリーブ（１６）であって、前記緩衝スリーブ部品の接合部（３６）が、前記緩衝スリーブに沿って長手方向に延出するような緩衝スリーブ（１６）を提供することと；
前記緩衝スリーブの前方端部をほぼ取り囲むように、前方スリーブ（２８、１２８）を配置することと；
第１及び第２の軸方向端縁部と第１及び第２の側縁部とを有し、前記側縁部は前記長手方向接合部とほぼ平行に配置され、前記軸方向端縁部は前記長手方向接合部に対してほぼ横方向に配置される保持部材（１２２、３８）を、前記長手方向接合部の長さの少なくとも一部の上に重なるように配置することと；
前記保持部材を前記緩衝スリーブ及び前記前方スリーブのうち少なくとも前記緩衝スリーブに溶接することと
を含み、
前記保持部材の前記軸方向端縁部のうち少なくとも一方に切欠き（４２、４４、４６）が形成され、前記保持部材は、前記切欠きが前記長手方向接合部の上にほぼ重なるように配置され且つ溶接され、前記切欠きは、前記保持部材の前記軸方向端縁部から前記切欠き（４２、４４、４６）の底部までほぼ連続して湾曲しており（４８）、前記切欠きの前記底部（５０）は前記軸方向端縁部とほぼ平行である、方法。
【請求項２】
前記保持部材（３８）は前記軸方向に細長い形状である請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記保持部材の前記軸方向端縁部の各々に切欠きが形成され、前記保持板は、前記切欠きが前記長手方向接合部の上にそれぞれ重なるように配置され且つ溶接される請求項１記載の方法。
【請求項４】
燃焼器部分において、長手方向軸方向接合部に沿って互いに当接された第１及び第２の緩衝スリーブ部品（２４、２６）から構成される緩衝スリーブ（１６）の前端部をほぼ取り囲むように配置された前方スリーブ（２８、１２８）と；前記長手方向接合部（３６）の少なくとも一部の上に重なるように配置され、前記前方スリーブ（２８、１２８）及び前記緩衝スリーブ（１６）のうち少なくとも前記緩衝スリーブ（１６）に溶接され、第１及び第２の軸方向端縁部と第１及び第２の側縁部とを有し、前記側縁部は前記長手方向接合部とほぼ平行に配置され、前記軸方向端縁部は前記長手方向接合部に対してほぼ横方向に配置される保持部材（１２２、３８）とを具備し、
前記保持部材の前記軸方向端縁部のうち少なくとも一方に切欠き（４２、４４、４６）が形成され、前記保持部材は、前記切欠きが前記長手方向接合部の上にほぼ重なるように配置され且つ溶接され、前記切欠きは、前記保持部材の前記軸方向端縁部から前記切欠きの底部までほぼ連続して湾曲しており、前記切欠きの前記底部は前記軸方向端縁部とほぼ平行である、装置。
【請求項５】
前記保持部材（３８）は、前記長手方向接合部に沿って延出するように細長い形状である請求項４記載の装置。
【請求項６】
前記保持部材（３８）は、その長手方向側縁部に沿って、両側それぞれの長さに沿った互いに離間する複数の場所に形成された凹部（５２）を有する請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記前方スリーブ（２８、１２８）に溶接された保持板（１２２）を更に具備し、前記保持板は、第１及び第２の軸方向端縁部と第１及び第２の側縁部とを有し、前記側縁部は前記長手方向接合部とほぼ平行に配置され、前記軸方向端縁部は前記長手方向接合部に対してほぼ横方向に配置され、前記保持板の前記軸方向端縁部のうち少なくとも一方に切欠き（４６）が形成され、前記保持板は、前記切欠きが前記長手方向接合部の上にほぼ重なるように配置され且つ溶接される請求項６記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼器の中間部材前方スリーブの保持板の機械的設計に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、典型的な燃焼器１０を概略的に示した横断面図である。図からわかるように、この例においては、中間部材１２は、半径方向内側の中間部材本体１４と、中間部材本体１４から離間して配置された半径方向外側の中間部材緩衝スリーブ１６とを含む。その上流側に内筒１７と、内筒１７を取り囲む関係で規定された燃焼器流れスリーブ１８とがある。円で囲まれた領域は、中間部材前方スリーブ構体２０である。緩衝スリーブを組み立てる際、緩衝スリーブ部品は、部品の割り継目で互いに整列され、保持される。従来、保持板（前方スリーブ装着板）２２は、緩衝スリーブ半体が互いに当接する前方接合部に配置され、緩衝スリーブの半体を互いに密接した状態に保持するのを助けるために前方スリーブに溶接される。中間部材において通常見られる前方スリーブ装着板２２は、単純な矩形の板である。
【特許文献１】米国特許第６，４８４，５０５号公報
【特許文献２】米国特許第６，４１２，２６８号公報
【特許文献３】米国特許第４，５６７，７３０号公報
【発明の開示】
【０００３】
現在の前方スリーブ保持板は、溶接ビードの始まりの箇所で亀裂を生じる。出願人は、この亀裂の発生の原因が大きな集中応力であることを認識した。
【０００４】
本発明は、亀裂が存在する隅肉溶接ビードの始まりの箇所を応力から保護することにより、溶接ビードの始まりの箇所における応力を低下し、それにより、構体における亀裂の発生を防止する前方スリーブ保持板構成を提供する。提案される構成は、更に、荷重をより長い距離にわたって拡散することを助ける。従って、本発明は、装着溶接部の望ましくない場所に加えられる応力集中の影響を最小限に抑えるために、構造板に特定の応力集中軽減構造を採用する。
【０００５】
従って、本発明は、ガスタービン燃焼器における緩衝スリーブ部品を保持する方法であって、互いに当接された緩衝スリーブ部品から構成された緩衝スリーブで、前記緩衝スリーブ部品の接合部が前記緩衝スリーブに沿って長手方向に延出する緩衝スリーブを提供することと；緩衝スリーブの前方端部をほぼ取り囲むように、前方スリーブを配置することと；第１及び第２の軸方向端縁部と第１及び第２の側縁部とを有し、前記側縁部は前記接合部とほぼ平行に配置され、前記軸方向端縁部は前記接合部に対してほぼ横方向に配置される保持部材を、前記接合部の長さの少なくとも一部の上に重なるように配置することと；前記保持部材を前記緩衝スリーブ及び前記前方スリーブのうち少なくとも一方に溶接することとから成り、前記保持部材の前記軸方向端縁部のうち少なくとも一方に切欠きが形成され、前記保持部材は、前記切欠きが前記接合部の上にほぼ重なるように配置され且つ溶接される方法において実現されてもよい。
【０００６】
更に、本発明は、ガス燃焼器部分において、長手方向接合部に沿って互いに当接された第１及び第２の緩衝スリーブ部品から構成される緩衝スリーブの前端部をほぼ取り囲むように配置された前方スリーブと；前記長手方向接合部の少なくとも一部の上に重なるように配置され、前記前方スリーブ及び前記緩衝スリーブのうち少なくとも一方に溶接され、第１及び第２の軸方向端縁部と第１及び第２の側縁部とを有し、前記側縁部は前記長手方向接合部とほぼ平行に配置され、前記軸方向端縁部は前記長手方向接合部に対してほぼ横方向に配置される保持部材との組み合わせであって、前記保持部材の前記軸方向端縁部のうち少なくとも一方に切欠きが形成され、前記保持部材は、前記切欠きが前記長手方向接合部の上にほぼ重なるように配置され且つ溶接される組み合わせにおいて実現されてもよい。
【０００７】
更に、本発明は、中間部材本体と、前記中間部材本体を取り囲む関係で配置され、割り継目に沿って当接する第１及び第２の緩衝スリーブ部品を少なくとも具備する緩衝スリーブとを含む中間部材と；内筒と、前記内筒を取り囲む関係で配置された流れスリーブとから構成される燃焼部材と；前記割り継目の長さの少なくとも一部の上に重なるように配置され、第１及び第２の軸方向端縁部と第１及び第２の側縁部とを有し、前記側縁部は前記割り継目とほぼ平行に配置され、前記軸方向端縁部は前記割り継目に対してほぼ横方向に配置される保持部材とを具備し、前記保持部材の前記軸方向端縁部のうち少なくとも一方に切欠きが形成され、前記保持部材は、前記切欠きが前記割り継目の上にほぼ重なるように配置されるガスタービン燃焼器部分において実現されてもよい。
【０００８】
本発明の上記の目的及び利点並びにその他の目的及び利点は、添付の図面と関連させて、本発明の以下の好適な実施形態の更に詳細な説明を慎重に検討することにより、更に完全に理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
先に述べた通り、図１は、典型的な燃焼器を示した横断面図であり、燃焼器系統の主要な構成要素は、図１中に示されている。前方スリーブ領域は、図中符号２０で示される円で囲まれており、前方スリーブの構成の例は、図２及び図３に横断面図により示される。本発明を実現した前方スリーブ保持板は、先の横断面図により示される構造及び他の構造のいずれに取り入れられてもよい。従って、図２及び図３において、先に図１を参照して説明された構造に対応する構造を示す場合、同一の図中符号が使用され、それらの図中符号に１００を加えた図中符号は、図１の構造に対応するが、構造の上で異なる部品を示す。
【００１０】
図２を参照すると、中間部材前方スリーブ構体は、前方スリーブランド３４と緩衝スリーブ１６との接合部である。図２に示されるように、また、図４の斜視図からも理解されるように、緩衝スリーブ部品２４、２６は互いに当接し、緩衝スリーブ１６を規定する。前方スリーブ２８は、緩衝スリーブ１６の前端部を取り囲むように配置され、前方スリーブ保持板１２２は図中符号３０により示されるように、前方スリーブに溶接され、前方スリーブを保持し、従って、緩衝スリーブ１６の２つの半体を互いに密接する状態に保持する。図２の構成において、前方スリーブ２８と前方スリーブランド３４との間に、シール摩耗防止パッド３２が設けられる。シール摩耗防止パッド３２は、磨耗防止パッドとして作用する小さな金属片である。
【００１１】
図３は、前方スリーブ構体２０の別の構成を示した図である。本実施形態においては、前方スリーブ１２８と前方スリーブランド３４との間に、フラ形摩耗防止シール１３２が配置される。図示されるように、図３の実施形態の前方スリーブ１２８には凹部が形成され、フラ形摩耗防止シール１３２を受け入れる。前方スリーブ保持板１２２の構成は、図２及び図３の構体の各々と同一であってもよい。更に、本発明の範囲から逸脱することなく、他の前方スリーブと前方スリーブランドとの接合部に本発明の保持板を取り入れることができる。
【００１２】
図４を参照すると、本発明を実現する改良された前方スリーブ保持板１２２が更に詳細に示される。先に述べた通り、緩衝スリーブ１６は、図中符号３６により示される箇所で互いに当接されて割り継目を規定する緩衝スリーブ半体２４、２６から構成される。
【００１３】
図示されるように、シール保持板は、緩衝スリーブ半体２４、２６の長手方向接合部（割り継目）３６の上に重なるように配置される。この目的のために、保持板２２は、図中符号３０により概略的に示すように、割り継目の両側で前方スリーブ２８、１２８の周囲に沿って前方スリーブに溶接される。
【００１４】
先に述べた通り、出願人は、従来の単純な矩形の保持板が、大きな集中応力によって、溶接ビードの始まりの箇所で亀裂を生じることを認識した。図４及び図５を参照すると、図中符号４０は、隅肉溶接が通常開始される外側角部を示す。この場所は、従来の矩形板において最大の応力が見られると考えられる領域である。接合される２つの部材の間には、亀裂が存在するため、構造に適用される場合の隅肉溶接は、一般に望ましいとは考えられない。隅肉溶接構成の特に低品質領域の１つは、溶接が開始される開始点である。これは、部品の幾何学構造の遷移の速度が速く、その結果、応力が集中するためである。
【００１５】
本発明の改良されたスリーブ保持板１２２は、保持板の前端部及び後端部のうち少なくとも一方に、湾曲した輪郭を有する切欠き４２、４４の形態をとる応力除去機能を含むことにより、隅肉溶接ビードの開始点における応力を低下する。図５に概略的に示される通り、「Ｆ」で示されるように緩衝スリーブ半体を分離しようとする力に応じて、保持板に応力場が形成される。しかし、応力を減少する切欠き４２、４４が設けられているため、形成される応力場（その一部が破線により概略的に示される）は、集中して板に亀裂を形成することのないように分散される。
【００１６】
更に、緩衝スリーブ半体の接合部の上に重なるように、ジッパー条片３８（図４）が配置される。ジッパー条片は、両側に沿って連続的に溶接される。本発明の一実施形態においては、ジッパー条片の前端部も、図中符号４６により示されるように、湾曲した輪郭を有する切欠きの形態をとる応力除去機能を含む。この応力除去機能は、緩衝スリーブ部品の接合部の上にジッパー条片の端部が重なり、緩衝スリーブに加わる圧力に起因する力を再配分する場所であるジッパー条片の軸方向端部に規定される。これにより、特にジッパー条片と緩衝スリーブ部品との間に設けられる隅肉溶接の開始点における応力集中が軽減される。図４に示されるジッパー条片は細長い形状であり、条片の長さに沿って互いに離間して配置された複数の凹部５２を両側に有する。図示されるように、凹部５２は、それぞれ湾曲した形状の前端部５４及び後端部５６と、まっすぐな部分５８とを有し、湾曲した両端部によっても応力集中は軽減される。
【００１７】
図示される実施形態においては、前述のように、応力除去機能４２、４４、４６は、湾曲した切欠きである。特に、図示される実施例においては、切欠き４２、４４、４６は、図中符号４８で示されるように、板又はジッパー条片の外周部から内側へほぼ連続して湾曲しているが、外側縁部と平行でほぼまっすぐな部分５０を含む。しかし、全体が湾曲している切欠き、半円形の切欠きなどを含めた他の応力除去機能の形状も提供されてよい。
【００１８】
図４は、四隅がほぼ直角である保持板１２２を概略的に示す。尚、保持板は、直線状の角部ではなく、図５の実施形態に図中符号６０により示されるような湾曲した角部を有するように形成されてもよい。
【００１９】
現時点で最も実用的で好適な実施形態であると考えられるものに関連して本発明を説明したが、本発明は、開示された実施形態に限定されてはならず、添付の特許請求の範囲の趣旨の範囲内に含まれる種々の変形及び等価の構成を含むことが意図されると理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ガスタービンの燃焼器部分を示した部分概略図である。
【図２】本発明による前方スリーブの第１の実施例の構造を示した横断面図である。
【図３】本発明による前方スリーブの第２の実施例の構造を示した横断面図である。
【図４】本発明の一実施形態による前方スリーブ保持板を示した部分斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態による前方スリーブ保持板を示した平面図であり、一部に応力場を示す。
【符号の説明】
【００２１】
１０…燃焼器、１２…中間部材、１６…中間部材緩衝スリーブ、２０…中間部材前方スリーブ構体、２２…保持板、２４、２６…緩衝スリーブ部品（半体）、２８…前方スリーブ、３４…前方スリーブランド、３６…長手方向接合部（割り継目）、３８…ジッパー条片、４２、４４、４６…切欠き、５２…凹部、１２２…前方スリーブ保持板、１２８…前方スリーブ
【図１】
0005306607.tif 000002
【図２】
0005306607.tif 000003
【図３】
0005306607.tif 000004
【図４】
0005306607.tif 000005
【図５】
0005306607.tif 000006