(57)【要約】      （修正有）【課題】ガスタービン燃焼器の軸方向多段燃料噴射装置組立体を取り付けるためのシステムを提供する。【解決手段】軸方向多段燃料噴射装置６０組立体を取り付けるためのシステム１００は、少なくとも部分的に燃焼器１６の高温ガス経路を定める環状形状のライナ４２を含む。ライナ４２は、ライナ４２を貫通して半径方向に延びる噴射装置開口を定める。流れスリーブ５４は、ライナ４２の少なくとも一部を円周方向に囲み、ライナ４２から半径方向に離間してその間に冷却用流れアニュラスを形成する。環状噴射装置ボス１０４は、ライナ４２から流れスリーブ５４を貫通して半径方向に延びる。噴射装置ボス１０４は、噴射装置開口の周りを円周方向に延びる第１の末端部と、流れスリーブの外面６２から半径方向外側に配置された第２の末端部１０８とを含む。噴射装置ボス１０４は、燃料噴射装置６０を受け入れるように形成される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向多段燃料噴射装置（６０）を取り付けるためのシステム（１００）であって、
少なくとも部分的に燃焼器の高温ガス経路を定め、半径方向に貫通して延びる噴射装置開口（１０２）を定める環状形状のライナ（４２）と、
前記ライナ（４２）の少なくとも一部を円周方向に囲み、前記ライナ（４２）から半径方向に離間して前記ライナとの間に冷却用流れアニュラス（５６）を形成する、流れスリーブ（５４）と、
前記ライナ（４２）から前記流れスリーブ（５４）を貫通して半径方向に延び、かつ前記噴射装置開口（１０２）の周りを円周方向に延びる第１の末端部分（１０６）と、前記流れスリーブ（５４）の外面（６２）から半径方向外側に配置された第２の末端部分（１０８）とを有する、環状噴射装置ボス（１０４）と、
を備え、
前記噴射装置ボス（１０４）は、燃料噴射装置（６０）を受け入れるように形成される、システム（１００）。
【請求項２】
前記流れスリーブ（５４）の前記外面（６２）の半径方向外側に配置された支持プレート（１１４）をさらに備え、前記支持プレート（１１４）は、前記噴射装置ボス（１０４）の周りを円周方向に延び、前記支持プレート（１１４）は、前記噴射装置ボス（１０４）に定められたスロット（１１０）の中に延びる内側部分（１１６）を含む、請求項１に記載のシステム（１００）。
【請求項３】
前記支持プレート（１１４）は、第１のプレート（１１４ａ）及び第２のプレート（１１４ｂ）を備え、前記第１のプレート（１１４ａ）の内側部分（１１６ａ）及び前記第２のプレート（１１４ｂ）の内側部分（１１６ｂ）は、前記噴射装置ボス（１０４）に定められたスロット（１１０）の中に延びる、請求項２に記載のシステム（１００）。
【請求項４】
両頭スタッド（１３８）をさらに備え、前記両頭スタッド（１３８）の第１の端部（１４０）は、前記支持プレート（１１４）とネジ係合し、前記両頭スタッド（１３８）の第２の端部（１４２）は、前記燃料噴射装置（６０）に定められた取り付け孔を貫通して半径方向に延びる、請求項２に記載のシステム（１００）。
【請求項５】
内側部（１２６）、外側部（１２８）、及び前記内側部（１２６）に沿って形成されたポケット（１３０）を有する支持プレートキャップ（１２４）をさらに備え、前記支持プレート（１１４）の少なくとも一部は、前記ポケット（１３０）の中に嵌装される、請求項２に記載のシステム（１００）。
【請求項６】
前記支持プレートキャップ（１２４）は、前記流れスリーブ（５４）に対して固定的に結合される、請求項５に記載のシステム（１００）。
【請求項７】
前記支持プレートキャップ（１２４）は、前記流れスリーブ（５４）の前記外面（６２）に対してシールされる、請求項５に記載のシステム（１００）。
【請求項８】
前記支持プレートキャップ（１２４）は複数のファスナ孔を定め、前記ファスナ孔の各々は、前記支持プレート（１１４）に定められたそれぞれのファスナ開口及び軸方向多段燃料噴射装置（６０）に定められた取り付け孔に対して同軸上に整列される、請求項５に記載のシステム（１００）。
【請求項９】
前記支持プレート（１１４）から前記支持カバーを貫通しかつ前記燃料噴射装置（６０）に定められた取り付け孔を貫通して延びる両頭スタッド（１３８）をさらに備え、前記両頭スタッドの（１３８）第１の端部（１４０）は、前記支持プレート（１１４）とネジ係合し、前記両頭スタッド（１３８）の第２の端部（１４２）は、ナットとネジ係合する、請求項５に記載のシステム（１００）。
【請求項１０】
軸方向多段燃料噴射装置を取り付けるためのシステム（１００）であって、
少なくとも部分的に燃焼器の高温ガス経路を定め、半径方向に貫通して延びる噴射装置ボス（１０４）開口を定める環状形状のライナ（４２）と、
前記ライナ（４２）の少なくとも一部を円周方向に囲み、前記ライナ（４２）から半径方向に離間して前記ライナとの間に冷却用流れアニュラス（５６）を形成する、流れスリーブ（５４）と、
前記噴射装置開口（１０２）と同軸上で整列し、前記ライナ（４２）から前記流れスリーブ（５４）を貫通して半径方向に延び、かつ前記ライナ（４２）に固定的に結合された第１の末端部分（１０６）と、前記流れスリーブ（５４）の外面（６２）から半径方向外側に配置された第２の末端部分（１０８）とを有する、環状噴射装置ボス（１０４）と、
を備え、
前記噴射装置ボス（１０４）は、燃料噴射装置（６０）を受け入れるように形成される、システム（１００）。
【請求項１１】
前記流れスリーブ（５４）の前記外面（６２）の半径方向外側に配置された支持プレート（１１４）をさらに備え、前記支持プレート（１１４）は、前記噴射装置ボス（１０４）の周りを円周方向に延び、前記支持プレート（１１４）は、前記噴射装置ボス（１０４）に定められたスロット（１１０）の中に延びる内側部分（１１６）を含む、請求項１０に記載のシステム（１００）。
【請求項１２】
前記支持プレート（１１４）は、第１のプレート（１１４ａ）及び第２のプレート（１１４ｂ）を備え、前記第１のプレート（１１４ａ）の内側部分（１１６）及び前記第２のプレート（１１４ｂ）の内側部分（１１６）は、前記噴射装置ボス（１０４）に定められたスロット（１１０）の中に延びる、請求項１１に記載のシステム（１００）。
【請求項１３】
両頭スタッド（１３８）をさらに備え、前記両頭スタッド（１３８）の第１の端部（１４０）は、前記支持プレート（１１４）とネジ係合し、前記両頭スタッド（１３８）の第２の端部（１４２）は、前記燃料噴射装置（６０）に定められた取り付け孔を貫通して半径方向に延びる、請求項１１に記載のシステム（１００）。
【請求項１４】
内側部（１２６）、外側部（１２８）、及び前記内側部（１２６）に沿って形成されたポケット（１３０）を有する支持プレートキャップ（１２４）をさらに備え、前記支持プレート（１１４）の少なくとも一部は、前記ポケット（１３０）の中に嵌装される、請求項１１に記載のシステム（１００）。
【請求項１５】
前記支持プレートキャップ（１２４）は、前記流れスリーブ（５４）に対して固定的に結合される、請求項１４に記載のシステム（１００）。
【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、ガスタービン用の燃焼器に関する。より具体的には、本開示は、ガスタービン燃焼器の軸方向多段燃料噴射装置組立体を取り付けるためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、ガスタービンは、炭化水素燃料を燃やして窒素酸化物（ＮＯｘ）及び一酸化炭素（ＣＯ）などの空気汚染排出物を生成する。ガスタービン内の窒素分子の酸化は、燃焼器内に位置するガスの温度、並びに燃焼器の中の最も高温の領域に位置する反応物質の滞留時間に左右される。従って、ガスタービンから生じるＮＯｘの量は、燃焼器の温度をＮＯｘが生じる温度以下に維持すること、又は燃焼器内の反応物質の滞留時間を制限することで低減することができる。
【０００３】
燃焼器の温度を制御する１つの手法は、燃焼前に燃料及び空気を予混合して希薄燃料−空気混合気を生成することを含む。この手法は、燃料噴射の軸方向ステージングを含み、第１の燃料−空気混合気は、燃焼器の第１の又は一次燃焼ゾーンに噴射されて点火され、高エネルギ燃焼ガスの主流を生成するようになっており、第２の燃料−空気混合気は、一次燃焼ゾーンの下流側に配置され、複数の半径方向に配向されかつ円周方向に離間した燃料噴射装置つまり軸方向多段燃料噴射装置組立体によって、高エネルギ燃焼ガスの主流に噴射及び混合される。軸方向多段噴射により、利用可能な燃料の完全燃焼の可能性が高くなり、これによって空気汚染排出物が低減する。
【０００４】
燃焼器の作動時、燃焼室及び／又は燃焼器を通る高温ガス経路を形成する１又は２以上のライナ又はダクトを冷却する必要がある。ライナの冷却は、通常、ライナと、該ライナを囲む流れスリーブ及び／又はインピンジメントスリーブとの間に定められた冷却用流れアニュラス又は流路を通じて加圧空気などの冷却媒体を送ることで実現される。しかしながら、特定の構成において、軸方向多段燃料噴射装置組立体を取り付けるための金具は、冷却用流れアニュラスの中で流れ妨害又は閉塞を引き起こし、結果的に冷却用流れアニュラスを通る冷却流を妨害する。この冷却用流れアニュラス内の妨害は、燃焼器のヘッドエンド部での冷却用媒体の圧力の低下、及び／又は冷却用流れアニュラス内、特に取り付け金具の下流側での冷却用媒体の冷却効率の低下につながる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１６／００４７３１７号明細書
【発明の概要】
【０００６】
本発明の態様及び利点は、以下の説明において記載され、又は本説明から明らかになることができ、或いは、本発明を実施することによって理解することができる。
【０００７】
本開示の１つの実施形態は、軸方向多段燃料噴射装置を取り付けるためのシステムに関する。システムは、少なくとも部分的に燃焼器の高温ガス経路を定める環状形状のライナを含む。ライナは、該ライナを貫通して半径方向に延びる噴射装置開口を定める。流れスリーブは、ライナの少なくとも一部を円周方向に囲み、ライナから半径方向に離間してライナとの間に冷却用流れアニュラスを形成する。環状噴射装置ボスは、ライナから流れスリーブを貫通して半径方向に延びる。噴射装置ボスは、噴射装置開口の周りを円周方向に延びる第１の末端部分と、流れスリーブの外面から半径方向外側に配置された第２の末端部分とを含む。噴射装置ボスは、燃料噴射装置を受け入れるように形成される。
【０００８】
本開示の別の実施形態は、軸方向多段燃料噴射装置を取り付けるためのシステムに関する。システムは、少なくとも部分的に燃焼器の高温ガス経路を定める環状形状のライナを含む。ライナは、該ライナを貫通して半径方向に延びる噴射装置ボス開口を定める。流れスリーブは、ライナの少なくとも一部を円周方向に囲む。流れスリーブは、ライナから半径方向に離間してライナとの間に冷却用流れアニュラスを形成する。環状噴射装置ボスは、噴射装置開口と同軸上で整列し、ライナから流れスリーブを貫通して半径方向に延びる。噴射装置ボスは、ライナに固定的に結合された第１の末端部分と、流れスリーブの外面から半径方向外側に配置された第２の末端部分とを有する。噴射装置ボスは、燃料噴射装置を受け入れるように形成される。
【０００９】
他の実施形態は、軸方向多段燃料噴射装置を取り付けるための方法を含む。本方法は、噴射装置ボスの第２の末端部分の側壁に沿って定められたスロットの中に支持プレートを挿入するステップであって、第２の末端部分は、流れスリーブの外面から半径方向外側に配置される、ステップと、支持プレートキャップを支持プレートの上に配置するステップと、両頭スタッドの第１の端部を支持プレートに定められたファスナ開口の螺入するステップであって、両頭スタッドは、支持プレートキャップを貫通して延びる、ステップと、燃料噴射装置を噴射装置ボスに挿入するステップであって、両頭スタッドの第２の端部は、燃料噴射装置に定められた取り付け孔を貫通して延びる、ステップと、を含む。本方法は、両頭スタッドの第２の端部にネジ係合するナットによって燃料噴射装置を支持プレートキャップに固定するステップをさらに含む。
【００１０】
当業者であれば、本明細書を精査するとこのような実施形態の特徴及び態様、並びにその他がより理解されるであろう。
【００１１】
添付図の参照を含む本明細書の残りの部分において、当業者にとって最良の形態を含む本発明の完全且つ有効な開示をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本開示の種々の実施形態を組み込むことができる例示的なガスタービンの機能ブロック図。
【図２】本開示の種々の実施形態を組み込むことができる例示的な燃焼器の簡略化した断面側面図。
【図３】本開示の少なくとも１つの実施形態による、軸方向多段燃料噴射装置を取り付けるためのシステムを含む燃焼器の一部の分解斜視図。
【図４】本開示の少なくとも１つの実施形態による、図３に示すシステムの組み立て後の上流側から見た断面図。
【図５】本開示の少なくとも１つの実施形態による、図３及び４に示すシステムの一部の上面図。
【図６】本開示の少なくとも１つの実施形態による、軸方向多段燃料噴射装置を取り付けるための方法のブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
ここで、その１つ又はそれ以上の実施例が添付図面に例示されている本開示の実施形態について詳細に説明する。詳細な説明では、図面中の特徴部を示すために参照符号及び文字表示を使用している。本開示の同様の又は類似の要素を示すために、図面及び説明において同様の又は類似の記号表示を使用している。
【００１４】
本明細書で使用される用語「第１」、「第２」、及び「第３」は、ある構成要素を別の構成要素と区別するために同義的に用いることができ、個々の構成要素の位置又は重要性を意味することを意図したものではない。用語「上流」及び「下流」は、流体通路における流体流れに対する相対的方向を指す。例えば、「上流」は、流体がそこから流れる方向を指し、「下流」は流体がそこに向けて流れ込む方向を指す。用語「半径方向」は、特定の構成要素の軸方向中心線に実質的に垂直な相対方向を指し、用語「軸方向」は、特定の構成要素の軸方向中心線に実質的に平行な及び／又は同軸に整列された相対方向を指し、用語「円周方向」は、特定の構成要素の軸方向中心線の周りに延びる相対方向を指す。
【００１５】
本明細書で使用される用語は、単に特定の実施形態を説明するためのものに過ぎず、限定を意図するものではない。本明細書で使用される単数形態は、前後関係から明らかに別の意味を示さない限り複数形態も含む。更に、本明細書内で使用する場合に、用語「備える」及び／又は「備えている」という用語は、そこに述べた特徴部、完全体、ステップ、動作、要素及び／又は構成部品の存在を明示しているが、１つ又はそれ以上の他の特徴部、完全体、ステップ、動作、要素、構成部品及び／又はそれらの群の存在又は付加を排除するものではないことは理解されるであろう。
【００１６】
各実施例は、説明の目的で提供され、本開示の実施形態を限定するものではない。実際に、その範囲又は技術的思想から逸脱することなく、種々の修正形態及び変形形態を実施できることは、当業者であれば理解されるであろう。例えば、１つの実施形態の一部として例示され又は説明される特徴は、別の実施形態に対して使用して更に別の実施形態を得ることができる。従って、本開示は、そのような修正及び変形を特許請求の範囲及びその均等物の技術的範囲内に属するものとして保護することを意図している。本発明の例示的な実施形態は、例示の目的で陸上ベースの発電用ガスタービン燃焼器の燃焼器に関して全体に説明しているが、本開示の実施形態は、請求項に特に記載のない限り、陸上ベースの発電用ガスタービンの燃焼器又は燃焼システムに限定されず、ターボ機械用のあらゆる形式又はタイプの燃焼器にも適用できることは、当業者には容易に理解されるであろう。
【００１７】
図１を参照すると、例示的なガスタービン１０の概略図が示されている。ガスタービン１０は、一般に、吸入セクション１２、吸入セクション１２の下流側に配置された圧縮機１４、圧縮機１４の下流側に配置された少なくとも１つの燃焼器１６、燃焼器１６の下流側に配置されたタービン１８、及びタービン１８の下流側に配置された排気セクション２０を含む。加えて、ガスタービン１０は、圧縮機１４をタービン１８に接続する１又は２以上のシャフト２２を含むことができる。
【００１８】
作動時、空気２４は、吸入セクション１２を通って圧縮機１４に入り、ここで空気２４は漸増的に圧縮され、加圧空気２６が燃焼器１６に供給される。加圧空気２６の少なくとも一部は、燃焼器１６の中で燃料２８と混合されて燃焼し、燃焼ガス３０が発生する。燃焼ガス３０は、燃焼器１６からタービン１８に入り、ここでエネルギ（運動及び／又は熱）は、燃焼ガス３０からロータブレード（図示せず）に伝達され、シャフト２２を回転させる。次に、機械的回転エネルギは、圧縮機１４に動力を供給する及び／又は電力を発生するなどの種々の目的で利用することができる。次に、タービン１８から出る燃焼ガス３０は、排気セクション２０を通ってガスタービン１０から排出することができる。
【００１９】
図２に示すように、燃焼器１６は、圧縮機吐出ケーシンなどの外部ケーシング３２で囲むことができる。外部ケーシング３２は、少なくとも部分的に高圧プレナム３４を定めることができ、高圧プレナム３４は、燃焼器１６の種々の構成要素を少なくとも部分的に囲む。高圧プレナム３４は、圧縮機１４（図１）と流体連通して加圧空気２６を受け取ることができる。端部カバー３６は、外部ケーシング３２に結合することができる。特定の実施形態において、外部ケーシング３２及び端部カバー３６は、少なくとも部分的に燃焼器１６のヘッドエンド容積部又はヘッドエンド部３８を定めることができる。特定の実施形態において、ヘッドエンド部３８は、高圧プレナム３４及び／又は圧縮機１４と流体連通することができる。
【００２０】
燃料ノズル４０は、端部カバー３６から軸方向で下流側に延びる。１又は２以上の環状形状のライナ又はダクト４２は、少なくとも部分的に第１の燃料−空気混合気を燃やすための一次又は第１の燃焼又は反応ゾーン４４を定めること、及び／又は少なくとも部分的に、燃焼器１６の軸方向中心線４８に対して第１の燃焼ゾーン４４から軸方向下流側に形成された第２の燃焼又は反応ゾーン４６を定めることができる。ライナ４２は、少なくとも部分的に一次燃料ノズル４０からタービン１８（図１）の入口５２までの高温ガス経路５０を定める。少なくとも１つの実施形態において、ライナ４２は、先細部又は移行部を含むように形成することができる。特定の実施形態において、ライナ４２は、単体又は連続体から形成することができる。流れスリーブ５４は、ライナ４２の少なくとも一部を円周方向で囲む。流れスリーブ５４は、ライナ４２から半径方向に離間してその間に冷却用流れアニュラス５６を形成する。
【００２１】
少なくとも１つの実施形態において、燃焼器１６は、軸方向多段燃料噴射システム５８を含む。軸方向多段燃料噴射システム５８は、軸方向中心線４８に対して軸方向に多段になった又は一次燃料ノズル４０から離間した少なくとも１つの燃料噴射装置又は燃料噴射装置組立体６０を含む。燃料噴射装置６０は、一次燃料ノズル４０の下流側かつタービン１８の入口５２の上流側に配置される。多数の燃料噴射装置６０（２、３、４、５又はそれ以上の燃料噴射装置組立体６０を含む）を単一の燃焼器１６に使用できることが想定されている。
【００２２】
種々の実施形態において、軸方向多段燃料噴射装置（複数可）６０を取り付けるためのシステム（本明細書では「システム」と呼ぶ）が提示される。図３は、本開示の少なくとも１つの実施形態によるシステム１００を含む燃焼器１６の一部の分解斜視図を提示する。図４は、本開示の少なくとも１つの実施形態による図３に示すシステム１００の組み立て後の上流から見た断面図を提示する。図５は、本開示の少なくとも１つの実施形態による図３及び４に示すステム１００の一部の上面図を提示する。
【００２３】
少なくとも１つの実施形態において、図３及び４に集合的に示すように、システム１００は環状形状のライナ４２を含む。図４に示すように、ライナ４２は、該ライナ４２を貫通して半径方向に延びる噴射装置開口１０２を定める。流れスリーブ５４は、ライナ４２の少なくとも一部分を円周方向に囲み、その間に冷却用流れアニュラス５６が半径方向に形成される。図３及び４に示すように、環状噴射装置ボス１０４は、ライナ４２から流れスリーブ５４を貫通して半径方向に延びる。噴射装置ボス１０４は、燃料噴射装置６０の一部を収容するように形成される。噴射装置ボス１０４は、噴射装置開口１０２の周りを円周方向に延びる第１の末端部分１０６を有する（図４）。第１の末端部分１０６は、高温ガス経路５０を部分的に定めることができる（図２）。図３及び４に示すように、噴射装置ボス１０４は、流れスリーブ５４の外面６２から半径方向外側に配置される第２の末端部分１０８を含む。
【００２４】
特定の実施形態において、図３及び４に示すように、噴射装置ボス１０４は、少なくとも部分的にスロット又は溝１１０を定める。少なくとも１つの実施形態において、スロット１１０は、第２の末端部分１０８の近くで噴射装置ボス１０４の側壁１１２に沿って定めることができる。スロット１１０は、噴射装置ボス１０４の周りで側壁１１２の中を及び／又はそれに沿って円周方向に延びることができる。種々の実施形態において、スロット１１０は、流れスリーブ５４の外面６２から半径方向外側に配置される。
【００２５】
少なくとも１つの実施形態において、図４及び５に集合的に示すように、システム１００は、流れスリーブ５４の外面６２から半径方向外側に配置された支持プレート１１４を含む。支持プレート１１４は、少なくとも部分的に噴射装置ボス１０４の周りを円周方向に延びる。図４に示すように、支持プレート１１４は、噴射装置ボス１０４に定められたスロット１１０の中に延びる内側部分又は内側表面１１６を含む。
【００２６】
少なくとも１つの実施形態において、図３に示すように、支持プレート１１４は、噴射装置ボスを包み込むように及び／又はスロット１１０の中に延びるように形成された複数のプレートで構成される。例えば、図３に示すように、支持プレート１１４は、第１のプレート１１４（ａ）及び第２のプレート１１４（ｂ）を備える。第１のプレート１１４（ａ）及び第２のプレート１１４（ｂ）の各々は、スロット１１０の中に延びる内側表面又は内側部分１１６（ａ）、１１６（ｂ）をそれぞれ含むことができる。内側表面１１６（ａ）、１１６（ｂ）は略アーチ形とすることができる。
【００２７】
少なくとも１つの実施形態において、図３及び４に示すように、支持プレート１１４又は支持プレート１１４（ａ）、１１４（ｂ）のうちの１又は２以上は、それぞれの支持プレート１１４、１１４（ａ）、１１４（ｂ）の上面１２０に沿って１又は２以上のファスナ開口１１８を定める。特定の実施形態において、１又は２以上のファスナ開口１１８は、ネジ付きファスナを受け入れるためのネジ付きとすること又はネジ付きインサート１２２を含むことができる（図４）。
【００２８】
少なくとも１つの実施形態において、図３及び４に集合的に示すように、システム１００は、支持プレートキャップ１２４を含むことができる。図４に示すように、支持プレートキャップ１２４は、内側部１２６、外側部１２８、及び内側部１２６に沿って定められたポケットつまり中空部１３０を含む。支持プレート１０４の少なくとも一部は、ポケット１３０の中に嵌装又は配置することができる。
【００２９】
特定の実施形態において、支持プレートキャップ１２４は、流れスリーブ５４に対して固定的に結合される。例えば、図５に示すように、支持プレートキャップ１２４は、流れスリーブ５４に対してボルト留めすること、さもなければ１又は２以上のファスナ１３２によって締結又は取り付けることができる。特定の実施形態において、支持プレートキャップ１２４は、流れスリーブ５４の外面６２に対してシールされる。
【００３０】
特定の実施形態において、図３及び４に示すように、支持プレートキャップ１２４は、支持プレート１１４に定められるそれぞれのファスナ開口１１８及び軸方向多段燃料噴射装置６０に定められるそれぞれの取り付け孔１３６に対して同軸上に整列された複数のファスナ孔１３４を定める。少なくとも１つの実施形態において、図３、４、及び５に集合的に示すように、少なくとも１つの両頭スタッド１３８を用いて、支持プレートキャップ１２４を支持プレート１１４に固定又は取り付けることができる。図４に示すように、両頭スタッド１３８の第１の端部１４０は、例えばネジ付きインサート１２２を介して支持プレート１１４にネジ係合し、両頭スタッド１３８の第２の端部１４０は、燃料噴射装置６０が定める取り付け孔１３６のそれぞれを通って半径方向に延びる。
【００３１】
特定の実施形態において、図３、４、及び５に集合的に示すように、少なくとも１つの両頭スタッド１３８は、支持プレート１１４から支持プレートキャップ１２４のそれぞれのファスナ孔１３４を通って延び、かつ燃料噴射装置６０に定められる取り付け孔１３６のそれぞれを通って延びる。両頭スタッド１３８の第１の端部１４０は、支持プレート１１４にネジ係合し、両頭スタッド１３８の第２の端部１４０は、ナット１４４にネジ係合する。
【００３２】
本明細書に記載及び例示する種々の実施形態は、軸方向多段燃料噴射装置６０を取り付けるための方法２００を提供する。図６は、本開示の１つの実施形態による方法２００のブロック図を提示する。図６に示すように、ステップ２０２において、方法２００は、支持プレート１１４及び／又は支持プレート１１４（ａ）、１１４（ｂ）を、噴射装置ボス１０４の第２の末端部分１０８の側壁１１２に沿って定められたスロット１１０に挿入するステップを含み、ここで第２の末端部分１０８は、流れスリーブ５４の外面６２から半径方向外側に配置される。ステップ２０４において、方法２００は、支持プレートキャップ１２４を支持プレート１１４の上に配置するステップを含む。ステップ２０６において、方法２００は、それぞれの両頭スタッド１３８の第１の端部１４０を支持プレート１１４に定められたそれぞれのファスナ開口１１８に螺入するステップを含み、ここで、両頭スタッド１３８は、支持プレートキャップ１２４を貫通して延びる。ステップ２０８において、方法２００は、燃料噴射装置６０を噴射装置ボス１０４の中に挿入するステップを含み、ここで、両頭スタッド１３８の第２の端部１４０は、燃料噴射装置６２が定めたそれぞれの取り付け孔１３６を貫通して延びる。ステップ２１０において、方法２００は、両頭スタッド１３８の第２の端部１４０とネジ係合するナット１４４によって、燃料噴射装置６０を支持プレートキャップ１２４に固定又は取り付けるステップを含む。
【００３３】
本明細書に記載及び例示される軸方向多段燃料噴射装置１００を取り付けるためのシステムの種々の実施形態は、既存の取り付け構成に優る種々の技術的利点を提供する。例えば、支持プレート１１４、支持プレートキャップ１２４、両頭スタッド１３８などの種々の取り付け構成要素、及びこれらの構成要素と係合する噴射装置ボス１０４の部分を所定位置に置くことで、冷却用流れアニュラスの中の流れ妨害物が低減し、結果的に燃焼器１６の作動時のライナの冷却が改善される。加えて、システム１００は、燃料噴射装置６０の組み込み及び取り外しのための組立及び分解時間を短くすることができる。
【００３４】
本明細書は、最良の形態を含む実施例を用いて本発明を開示し、また、あらゆる当業者が、あらゆるデバイス又はシステムを実施及び利用すること並びにあらゆる組み込み方法を実施することを含む本発明を実施することを可能にする。本発明の特許保護される範囲は、請求項によって定義され、当業者であれば想起される他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、請求項の文言と差違のない構造要素を含む場合、或いは、請求項の文言と僅かな差違を有する均等な構造要素を含む場合には、本発明の範囲内にあるものとする。
【００３５】
最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
［実施態様１］
軸方向多段燃料噴射装置を取り付けるためのシステムであって、
少なくとも部分的に燃焼器の高温ガス経路を定め、半径方向に貫通して延びる噴射装置開口を定める環状形状のライナと、
上記ライナの少なくとも一部を円周方向に囲み、上記ライナから半径方向に離間して上記ライナとの間に冷却用流れアニュラスを形成する、流れスリーブと、
上記ライナから上記流れスリーブを貫通して半径方向に延び、かつ上記噴射装置開口の周りを円周方向に延びる第１の末端部分と、上記流れスリーブの外面から半径方向外側に配置された第２の末端部分とを有する、環状噴射装置ボスと、
を備え、
上記噴射装置ボスは、燃料噴射装置を受け入れるように形成される、システム。
［実施態様２］
上記流れスリーブの上記外面の半径方向外側に配置された支持プレートをさらに備え、上記支持プレートは、上記噴射装置ボスの周りを円周方向に延び、上記支持プレートは、上記噴射装置ボスに定められたスロットの中に延びる内側部分を含む、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様３］
上記支持プレートは、第１のプレート及び第２のプレートを備え、上記第１のプレートの内側部分及び上記第２のプレートの内側部分は、上記噴射装置ボスに定められたスロットの中に延びる、実施態様２に記載のシステム。
［実施態様４］
両頭スタッドをさらに備え、上記両頭スタッドの第１の端部は、上記支持プレートとネジ係合し、上記両頭スタッドの第２の端部は、上記燃料噴射装置に定められた取り付け孔を貫通して半径方向に延びる、実施態様２に記載のシステム。
［実施態様５］
内側部、外側部、及び上記内側部に沿って形成されたポケットを有する支持プレートキャップをさらに備え、上記支持プレートの少なくとも一部は、上記ポケットの中に嵌装される、実施態様２に記載のシステム。
［実施態様６］
上記支持プレートキャップは、上記流れスリーブに対して固定的に結合される、実施態様５に記載のシステム。
［実施態様７］
上記支持プレートキャップは、上記流れスリーブの上記外面に対してシールされる、実施態様５に記載のシステム。
［実施態様８］
上記支持プレートキャップは複数のファスナ孔を定め、上記ファスナ孔の各々は、上記支持プレートに定められたそれぞれのファスナ開口及び軸方向多段燃料噴射装置に定められた取り付け孔に対して同軸上に整列される、実施態様５に記載のシステム。
［実施態様９］
上記支持プレートから上記支持カバーを貫通しかつ上記燃料噴射装置に定められた取り付け孔を貫通して延びる両頭スタッドをさらに備え、上記両頭スタッドの第１の端部は、上記支持プレートとネジ係合し、上記両頭スタッドの第２の端部は、ナットとネジ係合する、実施態様５に記載のシステム。
［実施態様１０］
軸方向多段燃料噴射装置を取り付けるためのシステムであって、
少なくとも部分的に燃焼器の高温ガス経路を定め、半径方向に貫通して延びる噴射装置ボス開口を定める環状形状のライナと、
上記ライナの少なくとも一部を円周方向に囲み、上記ライナから半径方向に離間して上記ライナとの間に冷却用流れアニュラスを形成する、流れスリーブと、
上記噴射装置開口と同軸上で整列し、上記ライナから上記流れスリーブを貫通して半径方向に延び、かつ上記ライナに固定的に結合された第１の末端部分と、上記流れスリーブの外面から半径方向外側に配置された第２の末端部分とを有する、環状噴射装置ボスと、
を備え、
上記噴射装置ボスは、燃料噴射装置を受け入れるように形成される、システム。
［実施態様１１］
上記流れスリーブの上記外面の半径方向外側に配置された支持プレートをさらに備え、上記支持プレートは、上記噴射装置ボスの周りを円周方向に延び、上記支持プレートは、上記噴射装置ボスに定められたスロットの中に延びる内側部分を含む、実施態様１０に記載のシステム。
［実施態様１２］
上記支持プレートは、第１のプレート及び第２のプレートを備え、上記第１のプレートの内側部分及び上記第２のプレートの内側部分は、上記噴射装置ボスに定められたスロットの中に延びる、実施態様１１に記載のシステム。
［実施態様１３］
両頭スタッドをさらに備え、上記両頭スタッドの第１の端部は、上記支持プレートとネジ係合し、上記両頭スタッドの第２の端部は、上記燃料噴射装置に定められた取り付け孔を貫通して半径方向に延びる、実施態様１１に記載のシステム。
［実施態様１４］
内側部、外側部、及び上記内側部に沿って形成されたポケットを有する支持プレートキャップをさらに備え、上記支持プレートの少なくとも一部は、上記ポケットの中に嵌装される、実施態様１１に記載のシステム。
［実施態様１５］
上記支持プレートキャップは、上記流れスリーブに対して固定的に結合される、実施態様１４に記載のシステム。
［実施態様１６］
上記支持プレートキャップは、上記流れスリーブの上記外面に対してシールされる、実施態様１５に記載のシステム。
［実施態様１７］
上記支持プレートキャップは複数のファスナ孔を定め、上記ファスナ孔の各々は、上記支持プレートに定められたそれぞれのファスナ開口及び軸方向多段燃料噴射装置に定められた取り付け孔に対して同軸上に整列される、実施態様１５に記載のシステム。
［実施態様１８］
上記支持プレートから上記支持カバーを貫通しかつ上記燃料噴射装置に定められた取り付け孔を貫通して延びる両頭スタッドをさらに備え、上記両頭スタッドの第１の端部は、上記支持プレートとネジ係合し、上記両頭スタッドの第２の端部は、ナットとネジ係合する、実施態様１５に記載のシステム。
［実施態様１９］
軸方向多段燃料噴射装置を取り付ける方法であって、
噴射装置ボスの第２の末端部分の側壁に沿って定められたスロットの中に支持プレートを挿入するステップであって、上記第２の末端部分は、上記流れスリーブの外面から半径方向外側に配置される、ステップと、
支持プレートキャップを上記支持プレートの上に配置するステップと、
両頭スタッドの第１の端部を上記支持プレートに定められたファスナ開口の螺入するステップであって、上記両頭スタッドは、上記支持プレートキャップを貫通して延びる、ステップと、
燃料噴射装置を上記噴射装置ボスに挿入するステップであって、上記両頭スタッドの第２の端部は、燃料噴射装置に定められた取り付け孔を貫通して延びる、ステップと、
上記両頭スタッドの上記第２の端部にネジ係合するナットによって上記燃料噴射装置を上記支持プレートキャップに固定するステップと、
を含む方法。
【符号の説明】
【００３６】
１０  ガスタービン
１２  吸入セクション
１４  圧縮機
１６  燃焼器
１８  タービン
２０  排気セクション
２２  シャフト
２４  空気
２６  加圧空気
２８  燃料
３０  燃焼ガス
３２  外部ケーシング
３４  高圧プレナム
３６  端部カバー
３８  ヘッドエンド部
４０  一次燃料ノズル
４２  ダクト／ライナ
４４  第１の燃焼ゾーン
４６  第２の燃焼ゾーン
４８  中心線
５０  高温ガス経路
５２  入口（タービン）
５４  流れ／インピンジメントスリーブ
５６  冷却用流れアニュラス
５８  軸方向多段燃料噴射装置システム
６０  燃料噴射装置
６２  外面（流れスリーブ）
１００  システム
１０２  噴射装置開口
１０４  噴射装置ボス
１０６  第１の末端部分（噴射装置ボス）
１０８  第２の末端部分（噴射装置ボス）
１１０  スロット
１１２  側壁（噴射装置ボス）
１１４  支持プレート
１１４（ａ）  第１の支持プレート
１１４（ｂ）  第２の支持プレート
１１６  内側部分／内側表面（支持プレート）
１１６（ａ）  内側表面（第１の支持プレート）
１１６（ｂ）  内側表面（第２の支持プレート）
１１８  ファスナ開口
１２０  上面（支持プレート）
１２２  ネジ付きインサート
１２４  支持プレートキャップ
１２６  内側部（支持プレートキャップ）
１２８  外側部（支持プレートキャップ）
１３０  ポケット／中空部（支持プレートキャップ）
１３２  ファスナ
１３４  ファスナ孔（支持プレートキャップ）
１３６  取り付け孔（燃料噴射装置）
１３８  両頭スタッド
１４０  第１の端部（両頭スタッド）
１４２  第２の端部（両頭スタッド）
１４４  ナット
２００  方法
２０２  ステップ
２０４  ステップ
２０６  ステップ
２０８  ステップ
２１０  ステップ
【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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【外国語明細書】
2017166811000001.pdf