(57)【要約】      （修正有）【課題】ターボ機械を提供する。【解決手段】ターボ機械は、複数のトランジションダクトと、支持リングアセンブリとを含む。ターボ機械は、支持リングアセンブリに画成された嵌合ボア孔と、内側フランジ及び外側フランジを支持リングアセンブリに接続する機械的ファスナ２００とを含む。ボア孔又は嵌合ボア孔の第２の孔２２０は、関連する機械的ファスナ２００に対して第２の最大半径方向ギャップ２２２及び第２の最大接線方向ギャップ２２４を有する。第２の最大半径方向ギャップ２２２は、第１の最大半径方向ギャップ２１２より大きく、又は第２の最大接線方向ギャップ２２４は、第１の最大接線方向ギャップ２１４より大きい。【選択図】図１３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略環状アレイで配置され、第１のトランジションダクト（１３０）と、第２のトランジションダクト（１３２）とを含む複数のトランジションダクト（５０）であって、複数のトランジションダクト（５０）の各々は、入口（５２）と、出口（５４）と、内部（５７）を画成し、入口（５２）と出口（５４）との間に延在し、長手方向軸線（９０）、半径方向軸線（９４）、及び接線方向軸線（９２）を画成する通路（５６）とを含み、複数のトランジションダクト（５０）の各々の出口（５４）は、長手方向軸線（９０）及び接線方向軸線（９２）に沿って入口（５２）からオフセットされ、複数のトランジションダクト（５０）の１以上のトランジションダクト（５０）の出口（５４）は、内側フランジ（２０２）と、外側フランジ（２０４）とを含む複数のトランジションダクト（５０）と、
高温ガス経路（１０４）に沿って複数のトランジションダクト（５０）の下流側の支持リングアセンブリと、
内側フランジ（２０２）及び外側フランジ（２０４）に画成された複数のボア孔（２０６）と、
支持リングアセンブリに画成された複数の嵌合ボア孔（１８１、１８３）と、
１以上のトランジションダクト（５０）の内側フランジ（２０２）及び外側フランジ（２０４）を支持リングアセンブリに接続する複数の機械的ファスナ（２００）であって、複数の機械的ファスナ（２００）の各々は、ボア孔（２０６）及び嵌合ボア孔（１８１、１８３）を通って延在する複数の機械的ファスナ（２００）とを含み、
ボア孔（２０６）又は嵌合ボア孔（１８１、１８３）の第１の孔（２１０）は、ボア孔（２０６）又は嵌合ボア孔（１８１、１８３）の第１の孔（２１０）を通って延在する機械的ファスナ（２００）に対して第１の最大半径方向ギャップ（２１２）及び第１の最大接線方向ギャップ（２１４）を有し、
ボア孔（２０６）又は嵌合ボア孔（１８１、１８３）の第２の孔（２２０）は、ボア孔（２０６）又は嵌合ボア孔（１８１、１８３）の第２の孔（２２０）を通って延在する機械的ファスナ（２００）に対して第２の最大半径方向ギャップ（２２２）及び第２の最大接線方向ギャップ（２２４）を有し、
第２の最大半径方向ギャップ（２２２）は、第１の最大半径方向ギャップ（２１２）より大きく、又は第２の最大接線方向ギャップ（２２４）は、第１の最大接線方向ギャップ（２１４）より大きいターボ機械（１０）。
【請求項２】
第１の最大半径方向ギャップ（２１２）及び第１の最大接線方向ギャップ（２１４）が各々、０．０１０インチ以下である請求項１に記載のターボ機械（１０）。
【請求項３】
第２の最大半径方向ギャップ（２２２）又は第２の最大接線方向ギャップ（２２４）が、０．２００インチ以下である請求項１又は請求項２に記載のターボ機械（１０）。
【請求項４】
ボア孔（２０６）又は嵌合ボア孔（１８１、１８３）の第３の孔（２３０）が、ボア孔（２０６）又は嵌合ボア孔（１８１、１８３）の第３の孔（２３０）を通って延在する機械的ファスナ（２００）に対して第３の最大半径方向ギャップ（２３２）及び第３の最大接線方向ギャップ（２３４）を有し、第３の最大半径方向ギャップ（２３２）は、第１の最大半径方向ギャップ（２１２）より大きく、第３の最大接線方向ギャップ（２３４）は、第１の最大接線方向ギャップ（２１４）より大きい請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のターボ機械（１０）。
【請求項５】
第３の最大半径方向ギャップ（２３２）及び第３の最大接線方向ギャップ（２３４）が、０．２００インチ以下である請求項４に記載のターボ機械（１０）。
【請求項６】
第１の孔（２１０）が、複数のボア孔（２０６）の第１の孔（２１０）であり、第２の孔（２２０）が、複数のボア孔（２０６）の第２の孔（２２０）である請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のターボ機械（１０）。
【請求項７】
複数の機械的ファスナ（２００）の各々が、ボルトを含む請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のターボ機械（１０）。
【請求項８】
複数の付勢要素（２４０）をさらに含み、複数の付勢要素（２４０）の各々が、ボア孔（２０６）又は嵌合ボア孔（１８１、１８３）内に少なくとも部分的に配置され、随意的に、付勢要素（２４０）が、ベルビルワッシャである請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のターボ機械（１０）。
【請求項９】
複数のトランジションダクト（５０）の各々の出口（５４）が、半径方向軸線（９４）に沿って入口（５２）からさらにオフセットされる請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載のターボ機械（１０）。
【請求項１０】
複数のトランジションダクト（５０）と連通し、支持リングアセンブリと、第１段バケットアセンブリ（１２２）とを含むタービンセクション（１６）をさらに含み、随意的に、ノズルが第１段バケットアセンブリ（１２２）の上流側に配置されない請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載のターボ機械（１０）。
【請求項１１】
略環状アレイで配置され、第１のトランジションダクト（１３０）と、第２のトランジションダクト（１３２）とを含む複数のトランジションダクト（５０）であって、複数のトランジションダクト（５０）の各々は、入口（５２）と、出口（５４）と、内部（５７）を画成し、入口（５２）と出口（５４）との間に延在し、長手方向軸線（９０）、半径方向軸線（９４）、及び接線方向軸線（９２）を画成する通路（５６）とを含み、複数のトランジションダクト（５０）の各々の出口（５４）は、長手方向軸線（９０）及び接線方向軸線（９２）に沿って入口（５２）からオフセットされ、複数のトランジションダクト（５０）の１以上のトランジションダクト（５０）の出口（５４）は、内側フランジ（２０２）と、外側フランジ（２０４）とを含む複数のトランジションダクト（５０）と、
高温ガス経路（１０４）に沿って複数のトランジションダクト（５０）の下流側の支持リングアセンブリと、
内側フランジ（２０２）及び外側フランジ（２０４）に画成された複数のボア孔（２０６）と、
支持リングアセンブリに画成された複数の嵌合ボア孔（１８１、１８３）と、
１以上のトランジションダクト（５０）の内側フランジ（２０２）及び外側フランジ（２０４）を支持リングアセンブリに接続する複数の機械的ファスナ（２００）であって、複数の機械的ファスナ（２００）の各々は、ボア孔（２０６）及び嵌合ボア孔（１８１、１８３）を通って延在する複数の機械的ファスナ（２００）とを含み、
ボア孔（２０６）又は嵌合ボア孔（１８１、１８３）の単一の第１の孔（２１０）は、ボア孔（２０６）又は嵌合ボア孔（１８１、１８３）の第１の孔（２１０）を通って延在する機械的ファスナ（２００）に対して第１の最大半径方向ギャップ（２１２）及び第１の最大接線方向ギャップ（２１４）を有し、
ボア孔（２０６）又は嵌合ボア孔（１８１、１８３）の第２の孔（２２０）は、ボア孔（２０６）又は嵌合ボア孔（１８１、１８３）の第２の孔（２２０）を通って延在する機械的ファスナ（２００）に対して第２の最大半径方向ギャップ（２２２）及び第２の最大接線方向ギャップ（２２４）を有し、
第２の最大半径方向ギャップ（２２２）は、第１の最大半径方向ギャップ（２１２）より大きく、又は第２の最大接線方向ギャップ（２２４）は、第１の最大接線方向ギャップ（２１４）より大きく、
ボア孔（２０６）又は嵌合ボア孔（１８１、１８３）の複数の第３の孔（２３０）は各々、ボア孔（２０６）又は嵌合ボア孔（１８１、１８３）の第３の孔（２３０）を通って延在する機械的ファスナ（２００）に対して第３の最大半径方向ギャップ（２３２）及び第３の最大接線方向ギャップ（２３４）を有し、各第３の最大半径方向ギャップ（２３２）は、第１の最大半径方向ギャップ（２１２）より大きく、各第３の最大接線方向ギャップ（２３４）は、第１の最大接線方向ギャップ（２１４）より大きいターボ機械（１０）。
【請求項１２】
第１の最大半径方向ギャップ（２１２）及び第１の最大接線方向ギャップ（２１４）が各々、０．０１０インチ以下である請求項１１に記載のターボ機械（１０）。
【請求項１３】
第２の最大半径方向ギャップ（２２２）又は第２の最大接線方向ギャップ（２２４）が、０．２００インチ以下であり、複数の第３の最大半径方向ギャップ（２３２）及び第３の最大接線方向ギャップ（２３４）の各々が、０．２００インチ以下である請求項１１又は請求項１２に記載のターボ機械（１０）。
【請求項１４】
複数のボア孔（２０６）又は複数の嵌合ボア孔（１８１、１８３）が、単一の第２の孔（２２０）のみを含む請求項１１乃至請求項１３のいずれか１項に記載のターボ機械（１０）。
【請求項１５】
複数の付勢要素（２４０）をさらに含み、複数の付勢要素（２４０）の各々が、ボア孔（２０６）又は嵌合ボア孔（１８１、１８３）内に少なくとも部分的に配置される請求項１１乃至請求項１４のいずれか１項に記載のターボ機械（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示される主題は、一般に、ターボ機械に関し、より具体的には、ターボ機械におけるトランジションダクトの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボ機械は、発電などの分野において広く利用されている。例えば、従来のガスタービンシステムは、圧縮機セクションと、燃焼器セクションと、１以上のタービンセクションとを含む。圧縮機セクションは、空気が圧縮機セクションを流れるときに空気を圧縮するように構成される。次いで、空気は、圧縮機セクションから燃焼器セクションに流れ、ここで燃料と混合して燃焼し、高温ガス流を発生する。高温ガス流は、タービンセクションに供給され、タービンセクションは、これからエネルギーを抽出して圧縮機、発電機、及び他の様々な負荷に動力を供給することによって高温ガス流を利用する。
【０００３】
ターボ機械の燃焼器セクションは、一般に、燃焼された高温ガスを１以上のタービンセクションと流通させるためのチューブ又はダクトを含む。近年、高温ガスの流れをシフトさせるチューブ又はダクトを含む燃焼器セクションが導入されている。例えば、高温ガスをダクトを通して長手方向に流しつつ、流れが様々な角度成分を有するように半径方向及び／又は接線方向に流れをさらにシフトさせる燃焼器セクション用のダクトが導入されている。これらの設計は、タービンセクションから第１段ノズルを排除することを含む様々な利点を有する。第１段ノズルは、高温ガス流をシフトさせるために既に設けられているが、これらのダクトの設計に起因して必要とされない場合がある。第１段ノズルの排除は、関連する圧力降下を排除するとともに、ターボ機械の効率及び出力を高める場合がある。
【０００４】
しかし、これらのダクトのタービンセクションへの接続に対する懸念が高まっている。例えば、公知のダクトは、単に長手方向軸線に沿って延在するのではなく、ダクトの入口からダクトの出口に軸線をずらしてシフトされるので、ダクトの熱膨張が様々な軸線に沿った又はその周りのダクトに望ましくないシフトを引き起こす可能性がある。これらのシフトは、ダクト内に応力及び歪みを生じさせ、ダクトを故障させる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第９１３３７２２号明細書
【発明の概要】
【０００６】
本開示の態様及び利点は、一部が以下の説明に記載されており、或いはその説明から明らかになり、或いは本開示の実施により学ぶことができる。
【０００７】
一実施形態では、ターボ機械が提供される。ターボ機械は、略環状アレイで配置され、第１のトランジションダクトと、第２のトランジションダクトとを含む複数のトランジションダクトを含む。複数のトランジションダクトの各々は、入口と、出口と、内部を画成し、入口と出口との間に延在し、長手方向軸線、半径方向軸線、及び接線方向軸線を画成する通路とを含む。複数のトランジションダクトの各々の出口は、長手方向軸線及び接線方向軸線に沿って入口からオフセットされる。複数のトランジションダクトの１以上のトランジションダクトの出口は、内側フランジと、外側フランジとを含む。ターボ機械はさらに、高温ガス経路に沿って複数のトランジションダクトの下流側の支持リングアセンブリと、内側フランジ及び外側フランジに画成された複数のボア孔と、支持リングアセンブリに画成された複数の嵌合ボア孔とを含む。ターボ機械はさらに、１以上のトランジションダクトの内側フランジ及び外側フランジを支持リングアセンブリに接続する複数の機械的ファスナを含み、複数の機械的ファスナの各々は、ボア孔及び嵌合ボア孔を通って延在する。ボア孔又は嵌合ボア孔の第１の孔は、ボア孔又は嵌合ボア孔の第１の孔を通って延在する機械的ファスナに対して第１の最大半径方向ギャップ及び第１の最大接線方向ギャップを有する。ボア孔又は嵌合ボア孔の第２の孔は、ボア孔又は嵌合ボア孔の第２の孔を通って延在する機械的ファスナに対して第２の最大半径方向ギャップ及び第２の最大接線方向ギャップを有する。第２の最大半径方向ギャップは、第１の最大半径方向ギャップより大きく、又は第２の最大接線方向ギャップは、第１の最大接線方向ギャップより大きい。
【０００８】
別の実施形態では、ターボ機械が提供される。ターボ機械は、略環状アレイで配置され、第１のトランジションダクトと、第２のトランジションダクトとを含む複数のトランジションダクトを含む。複数のトランジションダクトの各々は、入口と、出口と、内部を画成し、入口と出口との間に延在し、長手方向軸線、半径方向軸線、及び接線方向軸線を画成する通路とを含む。複数のトランジションダクトの各々の出口は、長手方向軸線及び接線方向軸線に沿って入口からオフセットされる。複数のトランジションダクトの１以上のトランジションダクトの出口は、内側フランジと、外側フランジとを含む。ターボ機械はさらに、高温ガス経路に沿って複数のトランジションダクトの下流側の支持リングアセンブリと、内側フランジ及び外側フランジに画成された複数のボア孔と、支持リングアセンブリに画成された複数の嵌合ボア孔とを含む。ターボ機械はさらに、１以上のトランジションダクトの内側フランジ及び外側フランジを支持リングアセンブリに接続する複数の機械的ファスナを含み、複数の機械的ファスナの各々は、ボア孔及び嵌合ボア孔を通って延在する。ボア孔又は嵌合ボア孔の単一の第１の孔は、ボア孔又は嵌合ボア孔の第１の孔を通って延在する機械的ファスナに対して第１の最大半径方向ギャップ及び第１の最大接線方向ギャップを有する。ボア孔又は嵌合ボア孔の第２の孔は、ボア孔又は嵌合ボア孔の第２の孔を通って延在する機械的ファスナに対して第２の最大半径方向ギャップ及び第２の最大接線方向ギャップを有する。第２の最大半径方向ギャップは、第１の最大半径方向ギャップより大きく、又は第２の最大接線方向ギャップは、第１の最大接線方向ギャップより大きい。ボア孔又は嵌合ボア孔の複数の第３の孔は各々、ボア孔又は嵌合ボア孔の第３の孔を通って延在する機械的ファスナに対して第３の最大半径方向ギャップ及び第３の最大接線方向ギャップを有する。各第３の最大半径方向ギャップは、第１の最大半径方向ギャップより大きく、各第３の最大接線方向ギャップは、第１の最大接線方向ギャップより大きい。
【０００９】
本開示のこれら及び他の特徴、態様及び利点は、以下の説明及び添付の特許請求の範囲を参照して、よりよく理解されよう。添付の図面は、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成するものであるが、本開示の実施形態を例示し、また説明と共に本開示の原理を説明する働きをする。
【００１０】
当業者を対象とした、その最良の形態を含む本開示の完全で実施可能な程度の開示が本明細書に記載されており、本明細書は添付の図を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示の実施形態によるガスタービンシステムの概略図である。
【図２】本開示の実施形態によるガスタービンシステムのいくつかの部分の断面図である。
【図３】本開示の実施形態によるガスタービンシステムのタービンセクションの断面図である。
【図４】本開示の実施形態によるトランジションダクトの環状アレイの斜視図である。
【図５】本開示の実施形態による複数のトランジションダクト及び関連するインピンジメントスリーブの上面斜視図である。
【図６】本開示の実施形態によるトランジションダクトの側面斜視図である。
【図７】本開示の実施形態による隣り合うトランジションダクトを含み、それらの間に翼形部の様々な部分を形成するトランジションダクトアセンブリの切欠き斜視図である。
【図８】本開示の実施形態による複数のトランジションダクト及び関連するインピンジメントスリーブの上面前方斜視図である。
【図９】本開示の実施形態による支持リングアセンブリに接続された複数のトランジションダクトの上面後方斜視図である。
【図１０】本開示の実施形態によるトランジションダクトの下流側部分の側面斜視図である。
【図１１】本開示の実施形態によるトランジションダクトの下流側部分の正面斜視図である。
【図１２】本開示の実施形態による支持リングアセンブリに接続されたトランジションダクトの断面図である。
【図１３】本開示の実施形態による機械的ファスナとボア孔／嵌合ボア孔との間のギャップを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本開示の実施形態についての参照が詳細に行われるが、その１以上の実施例が図面に示されている。各実施例は、本開示の限定ではなくて本開示の説明として示している。実際には、本開示の範囲及び精神から逸脱せずに、本開示において様々な修正及び変更を加えることができることは、当業者には明らかであろう。例えば、一実施形態の一部として例示し又は説明した特徴は、別の実施形態で使用してさらに別の実施形態を生成することができる。したがって、本開示は、そのような修正及び変更を添付の特許請求の範囲及びその等価物の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。
【００１３】
図１は、図示の実施形態ではガスタービンシステム１０であるターボ機械の概略図である。本開示のターボ機械は、ガスタービンシステム１０である必要はなく、むしろ、蒸気タービンシステム又は他の適切なシステムなどの任意の適切なタービンシステム又は他のターボ機械であってもよいことを理解されたい。システム１０は、図示のように、圧縮機セクション１２と、後述するように複数の燃焼器１５を含むことができる燃焼器セクション１４と、タービンセクション１６とを含むことができる。圧縮機セクション１２とタービンセクション１６は、シャフト１８によって結合され得る。シャフト１８は、単一のシャフト、又はシャフト１８を形成するために互いに結合される複数のシャフトセグメントであってもよい。シャフト１８はさらに、発電機又は他の適切なエネルギー蓄積装置に結合されてもよく、又は、例えば配電網に直接に接続されてもよい。入口セクション１９は、空気流を圧縮機セクション１２に供給することができ、排気ガスは、排気部２０を通ってタービンセクション１６から排出されてシステム１０又は他の適切なシステムで排出され及び／又は利用され得る。システム１０からの排気ガスは、例えば、大気中に排出されてもよく、蒸気タービン又は他の適切なシステムに流されてもよく、又は熱回収蒸気発生器を通じてリサイクルされてもよい。
【００１４】
図２を参照すると、ガスタービンシステム１０のいくつかの部分の簡略化された図が示されている。図２に示されているガスタービンシステム１０は、システム１０を通って流れている後述の作動流体を加圧するための圧縮機セクション１２を含む。圧縮機セクション１２から放出された加圧された作動流体は、燃焼器セクション１４に流れ込み、燃焼器セクション１４は、システム１０の軸線の周りに環状アレイで配置された複数の燃焼器１５（図２にはその１つのみが示されている）を含むことができる。燃焼器セクション１４に入る作動流体は、天然ガス又は別の適切な液体もしくはガスなどの燃料と混合されて、燃焼される。燃焼高温ガスは、各燃焼器１５からタービンセクション１６に流れ、システム１０を駆動して出力を発生する。
【００１５】
ガスタービン１０の燃焼器１５は、作動流体と燃料を混合して燃焼するための種々の構成要素を含むことができる。例えば、燃焼器１５は、圧縮機吐出ケーシング２１などのケーシング２１を含むことができる。軸方向に延在する環状スリーブであってもよい種々のスリーブが、少なくとも部分的にケーシング２１に配置されてもよい。図２に示されているスリーブは、スリーブの入口が出口と軸方向で位置合わせされるように略長手方向軸線９８に沿って軸方向に延在する。例えば、燃焼器ライナ２２が、その内側に燃焼域２４をほぼ画成してもよい。作動流体、燃料、及び随意的な酸化剤の燃焼は、一般に、燃焼域２４で起こる。結果として生じる燃焼高温ガスは、長手方向軸線９８に沿ってほぼ軸方向に燃焼器ライナ２２を通ってトランジションピース２６内へと下流側に流れ、その後、長手方向軸線９８に沿ってほぼ軸方向にトランジションピース２６を通ってタービンセクション１６内へと流れることができる。
【００１６】
燃焼器１５はさらに、燃料ノズル４０又は複数の燃料ノズル４０を含むことができる。燃料は、１以上のマニホールド（図示せず）によって燃料ノズル４０に供給され得る。後述するように、燃料ノズル４０又は複数の燃料ノズル４０は、燃料及び随意的に作動流体を燃焼のために燃焼域２４に供給してもよい。
【００１７】
次に図４〜図１３を参照すると、本開示による燃焼器１５は、一般にトランジションダクトアセンブリと称される１以上のトランジションダクト５０を含むことができる。本開示のトランジションダクト５０は、他の燃焼器の様々な軸方向に延在するスリーブの代わりに設けることができる。例えば、トランジションダクト５０は、軸方向に延在するトランジションピース２６及び随意的に燃焼器１５の燃焼器ライナ２２に取って代わってもよい。したがって、トランジションダクトは、燃料ノズル４０から、又は燃焼器ライナ２２から延在してもよい。本明細書で論じられるように、トランジションダクト５０は、それを通じて作動流体をタービンセクション１６に流すために、軸方向に延在する燃焼器ライナ２２及びトランジションピース２６に優る様々な利点を提供することができる。
【００１８】
図示のように、複数のトランジションダクト５０は、長手方向軸線９０の周りに環状アレイで配置することができる。さらに、各トランジションダクト５０は、燃料ノズル４０又は複数の燃料ノズル４０とタービンセクション１６との間に延在することができる。例えば、各トランジションダクト５０は、燃料ノズル４０からタービンセクション１６に延在してもよい。したがって、作動流体は、一般に、燃料ノズル４０からトランジションダクト５０を通ってタービンセクション１６に流れることができる。いくつかの実施形態では、トランジションダクト５０は、有利には、タービンセクションの第１段ノズルを排除することができ、それにより任意の関連する抵抗及び圧力降下を排除し、システム１０の効率及び出力を高めることができる。
【００１９】
各トランジションダクト５０は、入口５２と、出口５４と、内部５７を画成し得る入口と出口との間の通路５６とを有することができる。トランジションダクト５０の入口５２及び出口５４は、略円形又は楕円形断面、長方形断面、三角形断面、又は、任意の他の適切な多角形断面を有してもよい。さらに、トランジションダクト５０の入口５２及び出口５４は、同様に形成される断面を有する必要がないことを理解されたい。例えば、一実施形態では、入口５２が略円形断面を有してもよく、一方、出口５４が略長方形断面を有してもよい。
【００２０】
さらに、通路５６は、入口５２と出口５４との間でほぼテーパ状とすることができる。例えば、例示的な実施形態では、通路５６の少なくとも一部は、略円錐形に形成されてもよい。しかし、これに加えて或いは代えて、通路５６又はその任意の部分は、略長方形断面、三角形断面、又は任意の他の適切な多角形断面を有してもよい。通路５６の断面形状は、通路５６が比較的大きい入口５２から比較的小さい出口５４へと先細るにつれて、通路５６又はその任意の部分の全体にわたって変化することができることを理解されたい。
【００２１】
複数のトランジションダクト５０の各々の出口５４は、それぞれのトランジションダクト５０の入口５２からオフセットされてもよい。本明細書で使用される用語「オフセット」は、定められた座標方向に沿った離間を意味する。複数のトランジションダクト５０の各々の出口５４は、長手方向軸線９０に沿うオフセットなど、それぞれのトランジションダクト５０の入口５２から長手方向にオフセットされてもよい。
【００２２】
加えて、例示的な実施形態では、複数のトランジションダクト５０の各々の出口５４は、接線方向軸線９２に沿うオフセットなど、それぞれのトランジションダクト５０の入口５２から接線方向にオフセットされてもよい。複数のトランジションダクト５０の各々の出口５４がそれぞれのトランジションダクト５０の入口５２から接線方向にオフセットされるため、トランジションダクト５０は、有利には、後述するように、トランジションダクト５０を通じた作動流体の流れの接線方向成分を利用して、タービンセクション１６の第１段ノズルの必要性を排除することができる。
【００２３】
さらに、例示的な実施形態では、複数のトランジションダクト５０の各々の出口５４は、半径方向軸線９４に沿うオフセットなど、それぞれのトランジションダクト５０の入口５２から半径方向にオフセットされてもよい。複数のトランジションダクト５０の各々の出口５４がそれぞれのトランジションダクト５０の入口５２から半径方向にオフセットされるため、トランジションダクト５０は、有利には、後述するように、トランジションダクト５０を通じた作動流体の流れの半径方向成分を利用して、タービンセクション１６の第１段ノズルの必要性をさらに排除することができる。
【００２４】
接線方向軸線９２及び半径方向軸線９４は、図４に示されるように、トランジションダクト５０の環状アレイによって画成された外周に対して各トランジションダクト５０ごとに個別に画成され、軸線９２及び９４は、長手方向軸線９０の周りに環状アレイで配置されたトランジションダクト５０の数に基づいて、外周の周りで各トランジションダクト５０ごとに異なることを理解されたい。
【００２５】
前述したように、燃焼高温ガスがトランジションダクト５０を通って流された後、燃焼高温ガスは、トランジションダクト５０からタービンセクション１６に流れ込んでもよい。図３に示されるように、本開示によるタービンセクション１６は、高温ガス経路１０４を画成し得るシュラウド１０２を含むことができる。シュラウド１０２は、複数のシュラウドブロック１０６から形成することができる。シュラウドブロック１０６は、１以上の環状アレイで配置することができ、環状アレイの各々は、その内側に高温ガス経路１０４の一部を画成してもよい。タービンセクション１６はさらに、支持リングアセンブリを含むことができ、支持リングアセンブリは、例えばシュラウド１０２（その第１の複数のシュラウドブロック１０６など）の（高温ガス経路１０４に沿って）上流側に配置することができるか、又はシュラウド１０２の第１の部分とすることができる下側支持リング１８０及び上側支持リング１８２を含むことができる。支持リングアセンブリはさらに、高温ガス経路１０４を画成することができ（すなわち下側及び上側支持リング１８０、１８２の間に）、トランジションダクト５０とタービンセクション１６との間にトランジションピースを提供する。したがって、支持リングアセンブリ（及びその支持リング１８０、１８２）は、複数のトランジションダクト５０の（高温ガス経路１０４に沿って）下流側であってもよい。高温ガスは、トランジションダクト５０から（支持リング１８０、１８２の間で）支持リングアセンブリ内を通り、支持リングアセンブリからタービンセクション１６の残りの部分を通って流れることができる。支持リングは、従来、ノズル支持リング又は第１段ノズル支持リングと称されることもあることに留意されたい。しかし、本明細書で論じられるように、第１段ノズルは、本開示の例示的な実施形態に従ったトランジションダクト５０と共に利用することはできず、したがって、例示的な実施形態の支持リングは、第１段ノズル又は他のノズルを囲まない。
【００２６】
タービンセクション１６はさらに、複数のバケット１１２と、複数のノズル１１４とを含むことができる。複数のバケット１１２及びノズル１１４の各々は、少なくとも部分的に高温ガス経路１０４に配置されてもよい。さらに、複数のバケット１１２及び複数のノズル１１４は、１以上の環状アレイで配置されてもよく、環状アレイの各々は、高温ガス経路１０４の一部を画成することができる。
【００２７】
タービンセクション１６は、複数のタービン段を含むことができる。各段は、環状アレイで配置された複数のバケット１１２と、環状アレイで配置された複数のノズル１１４とを含むことができる。例えば、一実施形態では、タービンセクション１６は、図３に示されるように３つの段を有してもよい。例えば、タービンセクション１６の第１段は、第１段ノズルアセンブリ（図示せず）と、第１段バケットアセンブリ１２２とを含むことができる。ノズルアセンブリは、シャフト１８の周りで周方向に配置されて固定された複数のノズル１１４を含むことができる。バケットアセンブリ１２２は、シャフト１８の周りで周方向に配置されてシャフト１８に結合された複数のバケット１１２を含むことができる。しかし、タービンセクションが複数のトランジションダクト５０を含む燃焼器セクション１４に結合される例示的な実施形態では、ノズルが第１段バケットアセンブリ１２２の上流側に配置されないように第１段ノズルアセンブリが排除されてもよい。上流側は、高温ガス経路１０４を通じた燃焼高温ガスの流れに対して画成することができる。
【００２８】
タービンセクション１６の第２段は、第２段ノズルアセンブリ１２３と、第２段バケットアセンブリ１２４とを含むことができる。ノズルアセンブリ１２３に含まれるノズル１１４は、シャフト１８の周りで周方向に配置されて固定することができる。バケットアセンブリ１２４に含まれるバケット１１２は、シャフト１８の周りで周方向に配置されてシャフト１８に結合することができる。したがって、第２段ノズルアセンブリ１２３は、高温ガス経路１０４に沿って第１段バケットアセンブリ１２２と第２段バケットアセンブリ１２４との間に配置される。タービンセクション１６の第３段は、第３段ノズルアセンブリ１２５と、第３段バケットアセンブリ１２６とを含むことができる。ノズルアセンブリ１２５に含まれるノズル１１４は、シャフト１８の周りで周方向に配置されて固定することができる。バケットアセンブリ１２６に含まれるバケット１１２は、シャフト１８の周りで周方向に配置されてシャフト１８に結合することができる。したがって、第３段ノズルアセンブリ１２５は、高温ガス経路１０４に沿って第２段バケットアセンブリ１２４と第３段バケットアセンブリ１２６との間に配置される。
【００２９】
タービンセクション１６は３つの段に限定されず、むしろ、任意の数の段が本開示の範囲及び精神の中に入ることを理解されたい。
【００３０】
各トランジションダクト５０は、１以上の隣接するトランジションダクト５０と連結することができる。例えば、図５〜図１３は、複数のトランジションダクト５０の第１のトランジションダクト１３０及び第２のトランジションダクト１３２の実施形態を示している。これらの隣り合うトランジションダクト１３０、１３２は、トランジションダクト５０の出口に含まれる外側表面であってもよい接触面１３４を含むことができる。接触面１３４は、トランジションダクト５０の間及び／又はトランジションダクト５０と支持リングアセンブリとの間に界面を与えるために、図示のように、隣接する隣り合うトランジションダクト５０及び／又は支持リングアセンブリ（並びにその支持リング１８０、１８２）の関連する接触面１３４と接触することができる。例えば、第１及び第２のトランジションダクト１３０、１３２の接触面１３４は、図示のように、互いに接触して、第１及び第２のトランジションダクト１３０、１３２の間に界面を与えてもよい。さらに、第１及び第２のトランジションダクト１３０、１３２の接触面１３４は、図示のように、支持リングアセンブリと接触して、トランジションダクト１３０、１３２と支持リングアセンブリとの間に界面を与えてもよい。本明細書で論じられるように、このような界面の封止を容易にするために、シールが様々な接触面の間に設けられる。特に、本明細書で論じられる接触は、構成要素自体の間、又は構成要素の間に配置されたシールを介した間接構成要素の間の直接接触を含み得る。
【００３１】
さらに、第１及び第２のトランジションダクト１３０、１３２などのトランジションダクト５０は、翼形部の様々な空気力学的表面を有する空気力学的構造１４０を形成することができる。このような空気力学的構造１４０は、例えば、トランジションダクト５０の通路５６の内側表面によって画成されてもよく、さらに、隣接するトランジションダクト５０の接触面１３４が互いに連結するときに形成されてもよい。これらの様々な表面は、トランジションダクト５０の高温ガス流をシフトさせ、したがって、本明細書で論じられるように、第１段ノズルの必要性を排除することができる。例えば、図７及び図８に示されるようにいくつかの実施形態では、第１のトランジションダクト１３０などのトランジションダクト５０の通路５６の内側表面は、正圧側１４２を画成してもよく、一方、第２のトランジションダクト１３２などの隣接するトランジションダクト５０の通路５６の反対側の内側表面は、負圧側１４４を画成してもよい。その接触面１３４などの隣接するトランジションダクト５０が互いに連結するときに、正圧側１４２と負圧側１４４は、後縁１４６を画成するように結合することができる。他の実施形態では、図１１に示されるように、第１のトランジションダクト１３０などのトランジションダクト５０の通路５６の内側表面は、正圧側１４２及び負圧側１４４、並びにそれらの間に後縁を画成することができる。第２のトランジションダクト１３２などの隣り合うトランジションダクト５０の通路５６の内側表面はさらに、正圧側１４２及び／又は負圧側１４４を画成することができる。
【００３２】
図５及び図８に示されるように、例示的な実施形態では、フロースリーブ１５０は、トランジションダクト５０の少なくとも一部を周方向に囲むことができる。トランジションダクト５０を周方向に囲むフロースリーブ１５０は、それらの間に環状通路１５２を画成することができる。ケーシング２１からの圧縮された作動流体は、燃料ノズル４０を通ってトランジションダクト５０に流れ込むために方向を逆転する前に、環状通路１５２を通って流れ、トランジションダクト５０の対流冷却を行うことができる。さらに、いくつかの実施形態では、フロースリーブ１５０は、インピンジメントスリーブであってもよい。これらの実施形態では、インピンジメント孔１５４は、図示のように、スリーブ１５０に画成され得る。ケーシング２１からの圧縮された作動流体は、環状通路１５２を通って流れる前に、インピンジメント孔１５４を通って流れてトランジションダクト５０に衝突し、したがってトランジションダクトの追加のインピンジメント冷却を行うことができる。
【００３３】
各フロースリーブ１５０は、入口１６２と、出口１６４と、それらの間の通路１６６とを有することができる。各フロースリーブ１５０は、燃料ノズル４０又は複数の燃料ノズル４０とタービンセクション１６との間に延在し、したがって関連するトランジションダクト５０の少なくとも一部を囲むことができる。したがって、トランジションダクト５０と同様に、上述したように、複数のフロースリーブ１５０の各々の出口１６４は、それぞれのフロースリーブ１５０の入口１６２から長手方向、半径方向、及び／又は接線方向にオフセットされ得る。
【００３４】
いくつかの実施形態では、図５及び図８に示されるように、本開示によるトランジションダクト５０は、入口５２と出口５４との間に延在する単一の一体形の構成要素である。他の実施形態では、図９〜図１３に示されるように、本開示によるトランジションダクト５０は、互いに統合された複数のセクション又は部分を含むことができる。トランジションダクト５０のこの統合により、トランジションダクト５０の様々な部分が運転中に互いに対して移動及びシフトすることができ、それによりその熱成長に対応することができる。例えば、トランジションダクト５０は、上流側部分１７０と、下流側部分１７２とを含んでもよい。上流側部分１７０は、トランジションダクト５０の入口５２を含むことができ、出口５４に向かってそこからほぼ下流側に延在することができる。下流側部分１７２は、トランジションダクト５０の出口５４を含むことができ、入口５２に向かってそこからほぼ上流側に延在することができる。したがって、上流側部分１４０は、入口５２と、後方端部１７４とを含みそれらの間に延在することができ、下流側部分１７２は、先頭端部１７６と、出口１７８とを含みそれらの間に延在することができる。
【００３５】
ジョイントは、上流側部分１７０と下流側部分１７２を共に結合することができ、上流側部分１７０と下流側部分１７２を統合することでトランジションダクト５０はターボ機械の運転中に移動することができる。具体的には、ジョイントは、後方端部１７４と先頭端部１７６を共に結合することができる。ジョイントは、１以上の軸線の周りで又はそれに沿って互いに対する上流側部分１７０及び／又は下流側部分１７２の移動を可能にするように構成することができる。さらに、いくつかの実施形態では、ジョイント１７０は、３つの軸線の周りで又はそれに沿ってなど、２以上の軸線の周りで又はそれに沿ってこのような移動を可能にするように構成することができる。１以上の軸線は、長手方向軸線９０、接線方向軸線９２、及び／又は半径方向軸線９４のいずれか１以上とすることができる。したがって、これらの軸線の１つの周りでの移動は、上流側部分１７０及び／又は下流側部分１７２の一方（又は両方）が、上流側部分１７０と下流側部分１７２との間にこの自由度を提供するジョイントにより、他方に対して軸線の周りで回転又は移動することができることを意味し得る。したがって、これらの軸線の１つに沿った移動は、上流側部分１７０又は下流側部分１７２の一方（又は両方）が、上流側部分１７０と下流側部分１７２との間にこの自由度を提供するジョイントにより、他方に対して軸線に沿って並進又は移動することができることを意味し得る。例示的な実施形態では、ジョイントは、フラシールであってもよい。或いは、他の適切なシール又は他のジョイントを利用してもよい。
【００３６】
いくつかの実施形態では、上流側部分１７０及び下流側部分１７２の使用は、有利には、特定の材料をこれらの部分に利用することを可能にする。例えば、下流側部分１７２は、有利には、セラミックマトリックス複合材などのセラミック材料から形成することができる。上流側部分１７０及びフロースリーブ１５０は、適切な金属から形成することができる。セラミック材料の使用は、それらの比較的高い温度公差のために特に有利である。特に、セラミック材料は、有利には、下流側部分１７２が支持リングアセンブリに接続され（本明細書で論じられるように）、上流側部分１７０が下流側部分１７２に対して移動することができる場合、下流側部分１７２の移動を最小限に抑えるので下流側部分１７２に利用することができ、したがって比較的脆弱なセラミック材料の使用に対する懸念が少なくなる。
【００３７】
いくつかの実施形態では、その出口５４などのトランジションダクト５０と支持リングアセンブリ（及びその支持リング１８０、１８２）との間の界面は、浮動界面であってもよい。例えば、出口５４は、支持リング１８０、１８２に接続されなくてもよく、支持リング１８０、１８２に対して移動することができる。これは、運転中のトランジションダクト５０の熱成長を可能にすることができる。このような移動に対応することができる適切な浮動シールが、出口５４と支持リング１８０、１８２との間に配置されてもよい。或いは、ここで図９〜図１３を参照すると、いくつかの実施形態では、その出口５４などのトランジションダクト５０と支持リング１８０、１８２との間の界面は、接続界面であってもよい。例示的な実施形態では、例えば、接続界面は、上流側及び下流側部分１７０、１７２を含む統合されたトランジションダクトと共に利用することができる。
【００３８】
例えば、図示のように、複数の機械的ファスナ２００を設けてもよい。機械的ファスナ２００は、例えば第１及び／又は第２のトランジションダクト１３０、１３２を含む、（その出口５４などの）トランジションダクト５０の１以上を支持リングアセンブリ（及びその支持リング１８０、１８２）に接続することができる。図示のように例示的な実施形態では、本開示に従った機械的ファスナ２００は、ボルトを含み、例えばナット／ボルトの組合せとすることもできる。代替の実施形態では、本開示に従った機械的ファスナは、ピン、ネジ、釘、リベットなどであってもよく、又はそれらを含んでもよい。
【００３９】
図示のように、機械的ファスナ２００は、（その出口５４などの）トランジションダクト５０及び支持リングアセンブリ（並びにその支持リング１８０、１８２）の一部を通って延在し、これらの構成要素を共に接続することができる。トランジションダクト５０の出口５４は、例えば、内側フランジ２０２及び／又は外側フランジ２０４（トランジションダクト５０の接触面１３４であってもよい／接触面１３４を画成してもよい）を含んでもよい。内側フランジ２０２は、外側フランジ２０４の半径方向内側に配置することができ、高温ガスがトランジションダクト５０から（支持リング１８０、１８２の間で）支持リングアセンブリ内を通って流れるための出口５４の開口部は、内側フランジ２０２と外側フランジ２０４との間に画成することができる。ボア孔２０６は、内側フランジ２０２及び外側フランジ２０４にそれぞれ画成され得る。ボア孔２０３、２０５は、支持リング１８０、１８２に画成された嵌合ボア孔１８１、１８３と位置合わせすることができ、機械的ファスナ２００は、各ボア孔２０６及び嵌合ボア孔１８１、１８３を通って延在し、フランジ２０２、２０４と支持リング１８０、１８２を共に接続することができる。
【００４０】
次に特に図１２及び図１３を参照すると、例示的な実施形態では、ボア孔２０６及び／又はボア孔１８１、１８３とそれらを通って延在する機械的ファスナ２００との間の公差は、有利には、特にトランジションダクト５０と支持リングアセンブリ（及びその支持リング１８０、１８２）の適切な接続を維持しつつ運転中にトランジションダクト５０の熱膨張に対応する大きさにすることができる。例示的な実施形態における下流側部分１７２などのトランジションダクト５０は、したがって、このような熱膨張に対応するために十分な量で、それらの接線方向軸線９２及び／又は半径方向軸線９４に沿って移動することが可能となる。しかし、下流側部分１７２などのトランジションダクト５０と支持リングアセンブリ（その支持リング１８０、１８２など）の機械的接続は、有利には、このような熱膨張を許容しつつ維持することができる。
【００４１】
したがって、様々なボア孔２０６及び／又は嵌合ボア孔１８１、１８３には、それらを通って延在する機械的ファスナ２００に対して異なるギャップが画成されてもよい。いくつかの実施形態では、本明細書で論じられる異なるギャップは、機械的ファスナ２００に対してボア孔２０６にのみ画成される。他の実施形態では、本明細書で論じられる異なるギャップは、関連する機械的ファスナ２００に対して嵌合ボア孔１８１、１８３にのみ画成される。他の実施形態では、本明細書で論じられる異なるギャップは、関連する機械的ファスナ２００に対してボア孔２０６と嵌合ボア孔１８１、１８３の両方に画成される。
【００４２】
本開示に従った機械的ファスナ２００に対するボア孔２０６／嵌合ボア孔１８１、１８３のギャップは、軸線（接線方向軸線９２又は半径方向軸線９４など）に沿った直径の差である。具体的には、ギャップは、ボア孔２０６／嵌合ボア孔１８１、１８３の内径（又は幅）と、ボア孔２０６／嵌合ボア孔１８１、１８３内に配置される機械的ファスナ２００の部分の外径（又は幅）との間の差である。
【００４３】
したがって、ボア孔２０６及び／又は嵌合ボア孔１８１、１８３の第１の孔２１０は、ボア孔２０６及び／又は嵌合ボア孔１８１、１８３の第１の孔２１０を通って延在する機械的ファスナ２００に対して第１の最大半径方向ギャップ２１２（すなわち対象のトランジションダクト５０の半径方向軸線９４に沿った最大ギャップ）及び第１の最大接線方向ギャップ２１４（すなわち対象のトランジションダクト５０の接線方向軸線９２に沿った最大ギャップ）を有することができる。例示的な実施形態では、支持リングアセンブリ（及びその支持リング１８０、１８２）を対象のトランジションダクト５０に接続するトランジションダクト５０の複数のボア孔２０６及び／又は複数の嵌合ボア孔１８１、１８３は、単一の第１の孔２１０のみを含むことができる。
【００４４】
ギャップ２１２及び２１４は、第１の孔２１０が支持リングアセンブリ（及びその支持リング１８０、１８２）に対してトランジションダクト５０の枢着部として作用するように、本明細書で論じられる他のギャップと比較して十分に小さい。例えば、いくつかの実施形態では、第１の最大半径方向ギャップ２１２は、０．０１０インチ以下、例えば０．００８インチ未満である。さらに、いくつかの実施形態では、第１の最大接線方向ギャップ２１４は、０．０１０インチ以下、例えば０．００８インチ未満である。
【００４５】
さらに、ボア孔２０６及び／又は嵌合ボア孔１８１、１８３の１以上の第２の孔２２０は、ボア孔２０６及び／又は嵌合ボア孔１８１、１８３の第２の孔（単数又は複数）２２０を通って延在する機械的ファスナ２００に対して第２の最大半径方向ギャップ２２２（すなわち対象のトランジションダクト５０の半径方向軸線９４に沿った最大ギャップ）及び第２の最大接線方向ギャップ２２４（すなわち対象のトランジションダクト５０の接線方向軸線９２に沿った最大ギャップ）を有することができる。例示的な実施形態では、支持リングアセンブリ（及びその支持リング１８０、１８２）を対象のトランジションダクト５０に接続するトランジションダクト５０の複数のボア孔２０６及び／又は複数の嵌合ボア孔１８１、１８３は、単一の第２の孔２２０のみを含むことができる。或いは、複数の第２の孔２２０を含んでもよい。
【００４６】
第２の最大半径方向ギャップ２２２は、第１の最大半径方向ギャップ２１２より大きくてもよく、及び／又は第２の最大接線方向ギャップ２２４は、第１の最大接線方向ギャップ２１４より大きくてもよい。例示的な実施形態では、第２の最大半径方向ギャップ２２２又は第２の最大接線方向ギャップ２２４の一方のみが、関連する第１の最大半径方向ギャップ２１２又は第１の最大接線方向ギャップ２１４より大きい。例えば、特定の例示的な実施形態では、第２の最大接線方向ギャップ２２４は、第１の最大接線方向ギャップ２１４より大きい。或いは、第２の最大半径方向ギャップ２２２は、第１の最大半径方向ギャップ２１２より大きく、第２の最大接線方向ギャップ２２４は、第１の最大接線方向ギャップ２１４より大きい。
【００４７】
より大きいギャップ（単数又は複数）２２２及び／又は２２４は、有利には、トランジションダクト５０の接線方向軸線９２又は半径方向軸線９４の一方又は両方に沿った第２の孔（単数又は複数）２２０内の機械的ファスナ２００の比較的大きい移動を可能にすることによって、トランジションダクト５０（例示的な実施形態におけるその下流側部分１７２など）の熱膨張を許容することができる。例えば、いくつかの実施形態では、第２の最大半径方向ギャップ２２２は、０．２００インチ以下、例えば０．１５０インチ未満である。さらに、いくつかの実施形態では、第２の最大接線方向ギャップ２２４は、０．２００インチ以下、例えば０．１５０インチ未満である。特に、前述したように、第２の最大半径方向ギャップ２２２は、関連する第１の最大半径方向ギャップ２１２より大きくてもよく、及び／又は第２の最大接線方向ギャップ２２４は、関連する第１の最大接線方向ギャップ２１４より大きくてもよい。したがって、第２の最大半径方向ギャップ２２２は、０．０１５インチ〜０．２００インチ、例えば０．０２０インチ〜０．１５０インチであってもよく、及び／又は第２の最大接線方向ギャップ２２４は、０．０１５インチ〜０．２００インチ、例えば０．０２０インチ〜０．１５０インチであってもよい。さらに、第２の最大半径方向ギャップ２２２又は第２の最大接線方向ギャップ２２４の一方のみが、関連する第１の最大半径方向ギャップ２１２又は第１の最大接線方向ギャップ２１４より大きい実施形態では、第２の最大半径方向ギャップ２２２又は第２の最大接線方向ギャップ２２４の他方は、いくつかの実施形態では、０．０１０インチ以下、例えば０．００８インチ以下とすることができる。
【００４８】
またさらに、ボア孔２０６及び／又は嵌合ボア孔１８１、１８３の１以上の第３の孔２３０は、ボア孔２０６及び／又は嵌合ボア孔１８１、１８３の第３の孔（単数又は複数）２３０を通って延在する機械的ファスナ２００に対して第３の最大半径方向ギャップ２３２（すなわち対象のトランジションダクト５０の半径方向軸線９４に沿った最大ギャップ）及び第３の最大接線方向ギャップ２３４（すなわち対象のトランジションダクト５０の接線方向軸線９２に沿った最大ギャップ）を有することができる。例示的な実施形態では、支持リングアセンブリ（及びその支持リング１８０、１８２）を対象のトランジションダクト５０に接続するトランジションダクト５０の複数のボア孔２０６及び／又は複数の嵌合ボア孔１８１、１８３は、複数の第３の孔２３０を含むことができる。
【００４９】
第３の最大半径方向ギャップ２３２は、第１の最大半径方向ギャップ２１２より大きくてもよく、第３の最大接線方向ギャップ２３４は、第１の最大接線方向ギャップ２１４より大きくてもよい。より大きいギャップ（単数又は複数）２３２及び２３４は、有利には、トランジションダクト５０の接線方向軸線９２又は半径方向軸線９４の一方又は両方に沿った第３の孔（単数又は複数）２３０内の機械的ファスナ２００の比較的大きい移動を可能にすることによって、トランジションダクト５０（例示的な実施形態におけるその下流側部分１７２など）の熱膨張を許容することができる。例えば、いくつかの実施形態では、第３の最大半径方向ギャップ２３２は、０．２００インチ以下、例えば０．１５０インチ未満である。さらに、いくつかの実施形態では、第３の最大接線方向ギャップ２３４は、０．２００インチ以下、例えば０．１５０インチ未満である。特に、前述したように、第３の最大半径方向ギャップ２３２は、関連する第１の最大半径方向ギャップ２１２より大きくてもよく、第３の最大接線方向ギャップ２３４は、関連する第１の最大接線方向ギャップ２１４より大きくてもよい。したがって、第３の最大半径方向ギャップ２３２は、０．０１５インチ〜０．２００インチ、例えば０．０２０インチ〜０．１５０インチであってもよく、第３の最大接線方向ギャップ２３４は、０．０１５インチ〜０．２００インチ、例えば０．０２０インチ〜０．１５０インチであってもよい。
【００５０】
支持リングアセンブリ（及びその支持リング１８０、１８２）に対するトランジションダクト（単数又は複数）５０のこのような移動を促進するために、いくつかの実施形態では、複数の付勢要素２４０を設けてもよい。各付勢要素２４０は、ボア孔２０６及び／又は嵌合ボア孔１８１、１８３内、例えばボア孔２０６／嵌合ボア孔１８１、１８３の内側表面とそれらを通って延在する機械的ファスナ２００の部分との間に少なくとも部分的に配置することができる。付勢要素２４０は、トランジションダクト５０及び／又は関連する機械的ファスナ２００の移動を減衰させ、したがって運転中のトランジションダクト５０、機械的ファスナ２００及び／又は支持リングアセンブリ（及びその支持リング１８０、１８２）へのダメージを低減することができる。例示的な実施形態では、付勢要素２４０は、ベルビルワッシャ（コーンディスクスプリング、コニカルスプリングワッシャ、ディスクスプリング、ベルビルスプリング又はカップスプリングワッシャとしても知られている）であってもよい。或いは、他の適切なばね、弾性材料などが、本開示の範囲及び精神の中に入る。
【００５１】
本明細書は、本開示を開示するために実施例を用いており、最良の形態を含んでいる。また、いかなる当業者も本開示を実施することができるように実施例を用いており、任意のデバイス又はシステムを製造し使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含んでいる。本開示の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到す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、特許請求の範囲の文言との差がない構造要素を含む場合、又は特許請求の範囲の文言との実質的な差がない等価の構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にある。
［実施態様１］
略環状アレイで配置され、第１のトランジションダクト（１３０）と、第２のトランジションダクト（１３２）とを含む複数のトランジションダクト（５０）であって、複数のトランジションダクト（５０）の各々は、入口（５２）と、出口（５４）と、内部（５７）を画成し、入口（５２）と出口（５４）との間に延在し、長手方向軸線（９０）、半径方向軸線（９４）、及び接線方向軸線（９２）を画成する通路（５６）とを含み、複数のトランジションダクト（５０）の各々の出口（５４）は、長手方向軸線（９０）及び接線方向軸線（９２）に沿って入口（５２）からオフセットされ、複数のトランジションダクト（５０）の１以上のトランジションダクト（５０）の出口（５４）は、内側フランジ（２０２）と、外側フランジ（２０４）とを含む複数のトランジションダクト（５０）と、
高温ガス経路（１０４）に沿って複数のトランジションダクト（５０）の下流側の支持リングアセンブリと、
内側フランジ（２０２）及び外側フランジ（２０４）に画成された複数のボア孔（２０６）と、
支持リングアセンブリに画成された複数の嵌合ボア孔（１８１、１８３）と、
１以上のトランジションダクト（５０）の内側フランジ（２０２）及び外側フランジ（２０４）を支持リングアセンブリに接続する複数の機械的ファスナ（２００）であって、複数の機械的ファスナ（２００）の各々は、ボア孔（２０６）及び嵌合ボア孔（１８１、１８３）を通って延在する複数の機械的ファスナ（２００）とを含み、
ボア孔（２０６）又は嵌合ボア孔（１８１、１８３）の第１の孔（２１０）は、ボア孔（２０６）又は嵌合ボア孔（１８１、１８３）の第１の孔（２１０）を通って延在する機械的ファスナ（２００）に対して第１の最大半径方向ギャップ（２１２）及び第１の最大接線方向ギャップ（２１４）を有し、
ボア孔（２０６）又は嵌合ボア孔（１８１、１８３）の第２の孔（２２０）は、ボア孔（２０６）又は嵌合ボア孔（１８１、１８３）の第２の孔（２２０）を通って延在する機械的ファスナ（２００）に対して第２の最大半径方向ギャップ（２２２）及び第２の最大接線方向ギャップ（２２４）を有し、
第２の最大半径方向ギャップ（２２２）は、第１の最大半径方向ギャップ（２１２）より大きく、又は第２の最大接線方向ギャップ（２２４）は、第１の最大接線方向ギャップ（２１４）より大きいターボ機械（１０）。
［実施態様２］
第１の最大半径方向ギャップ（２１２）及び第１の最大接線方向ギャップ（２１４）が各々、０．０１０インチ以下である実施態様１に記載のターボ機械（１０）。
［実施態様３］
第２の最大半径方向ギャップ（２２２）又は第２の最大接線方向ギャップ（２２４）が、０．２００インチ以下である実施態様１に記載のターボ機械（１０）。
［実施態様４］
ボア孔（２０６）又は嵌合ボア孔（１８１、１８３）の第３の孔（２３０）が、ボア孔（２０６）又は嵌合ボア孔（１８１、１８３）の第３の孔（２３０）を通って延在する機械的ファスナ（２００）に対して第３の最大半径方向ギャップ（２３２）及び第３の最大接線方向ギャップ（２３４）を有し、第３の最大半径方向ギャップ（２３２）は、第１の最大半径方向ギャップ（２１２）より大きく、第３の最大接線方向ギャップ（２３４）は、第１の最大接線方向ギャップ（２１４）より大きい実施態様１に記載のターボ機械（１０）。
［実施態様５］
第３の最大半径方向ギャップ（２３２）及び第３の最大接線方向ギャップ（２３４）が、０．２００インチ以下である実施態様４に記載のターボ機械（１０）。
［実施態様６］
第３の孔（２３０）が、複数の第３の孔（２３０）である実施態様４に記載のターボ機械（１０）。
［実施態様７］
複数のボア孔（２０６）又は複数の嵌合ボア孔（１８１、１８３）が、単一の第１の孔（２１０）のみを含む実施態様１に記載のターボ機械（１０）。
［実施態様８］
複数のボア孔（２０６）又は複数の嵌合ボア孔（１８１、１８３）が、単一の第２の孔（２２０）のみを含む実施態様１に記載のターボ機械（１０）。
［実施態様９］
第１の孔（２１０）が、複数のボア孔（２０６）の第１の孔（２１０）であり、第２の孔（２２０）が、複数のボア孔（２０６）の第２の孔（２２０）である実施態様１に記載のターボ機械（１０）。
［実施態様１０］
複数の機械的ファスナ（２００）の各々が、ボルトを含む実施態様１に記載のターボ機械（１０）。
［実施態様１１］
複数の付勢要素（２４０）をさらに含み、複数の付勢要素（２４０）の各々が、ボア孔（２０６）又は嵌合ボア孔（１８１、１８３）内に少なくとも部分的に配置される実施態様１に記載のターボ機械（１０）。
［実施態様１２］
付勢要素（２４０）が、ベルビルワッシャである実施態様１１に記載のターボ機械（１０）。
［実施態様１３］
複数のトランジションダクト（５０）の各々の出口（５４）が、半径方向軸線（９４）に沿って入口（５２）からさらにオフセットされる実施態様１に記載のターボ機械（１０）。
［実施態様１４］
複数のトランジションダクト（５０）と連通し、支持リングアセンブリと、第１段バケットアセンブリ（１２２）とを含むタービンセクション（１６）をさらに含む実施態様１に記載のターボ機械（１０）。
［実施態様１５］
ノズルが第１段バケットアセンブリ（１２２）の上流側に配置されない実施態様１４に記載のターボ機械（１０）。
［実施態様１６］
略環状アレイで配置され、第１のトランジションダクト（１３０）と、第２のトランジションダクト（１３２）とを含む複数のトランジションダクト（５０）であって、複数のトランジションダクト（５０）の各々は、入口（５２）と、出口（５４）と、内部（５７）を画成し、入口（５２）と出口（５４）との間に延在し、長手方向軸線（９０）、半径方向軸線（９４）、及び接線方向軸線（９２）を画成する通路（５６）とを含み、複数のトランジションダクト（５０）の各々の出口（５４）は、長手方向軸線（９０）及び接線方向軸線（９２）に沿って入口（５２）からオフセットされ、複数のトランジションダクト（５０）の１以上のトランジションダクト（５０）の出口（５４）は、内側フランジ（２０２）と、外側フランジ（２０４）とを含む複数のトランジションダクト（５０）と、  高温ガス経路（１０４）に沿って複数のトランジションダクト（５０）の下流側の支持リングアセンブリと、
内側フランジ（２０２）及び外側フランジ（２０４）に画成された複数のボア孔（２０６）と、
支持リングアセンブリに画成された複数の嵌合ボア孔（１８１、１８３）と、
１以上のトランジションダクト（５０）の内側フランジ（２０２）及び外側フランジ（２０４）を支持リングアセンブリに接続する複数の機械的ファスナ（２００）であって、複数の機械的ファスナ（２００）の各々は、ボア孔（２０６）及び嵌合ボア孔（１８１、１８３）を通って延在する複数の機械的ファスナ（２００）とを含み、  ボア孔（２０６）又は嵌合ボア孔（１８１、１８３）の単一の第１の孔（２１０）は、ボア孔（２０６）又は嵌合ボア孔（１８１、１８３）の第１の孔（２１０）を通って延在する機械的ファスナ（２００）に対して第１の最大半径方向ギャップ（２１２）及び第１の最大接線方向ギャップ（２１４）を有し、
ボア孔（２０６）又は嵌合ボア孔（１８１、１８３）の第２の孔（２２０）は、ボア孔（２０６）又は嵌合ボア孔（１８１、１８３）の第２の孔（２２０）を通って延在する機械的ファスナ（２００）に対して第２の最大半径方向ギャップ（２２２）及び第２の最大接線方向ギャップ（２２４）を有し、
第２の最大半径方向ギャップ（２２２）は、第１の最大半径方向ギャップ（２１２）より大きく、又は第２の最大接線方向ギャップ（２２４）は、第１の最大接線方向ギャップ（２１４）より大きく、
ボア孔（２０６）又は嵌合ボア孔（１８１、１８３）の複数の第３の孔（２３０）は各々、ボア孔（２０６）又は嵌合ボア孔（１８１、１８３）の第３の孔（２３０）を通って延在する機械的ファスナ（２００）に対して第３の最大半径方向ギャップ（２３２）及び第３の最大接線方向ギャップ（２３４）を有し、各第３の最大半径方向ギャップ（２３２）は、第１の最大半径方向ギャップ（２１２）より大きく、各第３の最大接線方向ギャップ（２３４）は、第１の最大接線方向ギャップ（２１４）より大きいターボ機械（１０）。
［実施態様１７］
第１の最大半径方向ギャップ（２１２）及び第１の最大接線方向ギャップ（２１４）が各々、０．０１０インチ以下である実施態様１６に記載のターボ機械（１０）。
［実施態様１８］
第２の最大半径方向ギャップ（２２２）又は第２の最大接線方向ギャップ（２２４）が、０．２００インチ以下であり、複数の第３の最大半径方向ギャップ（２３２）及び第３の最大接線方向ギャップ（２３４）の各々が、０．２００インチ以下である実施態様１６に記載のターボ機械（１０）。
［実施態様１９］
複数のボア孔（２０６）又は複数の嵌合ボア孔（１８１、１８３）が、単一の第２の孔（２２０）のみを含む実施態様１６に記載のターボ機械（１０）。
［実施態様２０］
複数の付勢要素（２４０）をさらに含み、複数の付勢要素（２４０）の各々が、ボア孔（２０６）又は嵌合ボア孔（１８１、１８３）内に少なくとも部分的に配置される実施態様１６に記載のターボ機械（１０）。
【符号の説明】
【００５２】
１０  タービンシステム
１２  圧縮機セクション
１４  燃焼器セクション
１５  燃焼器
１６  タービンセクション
１８  シャフト
２１  ケーシング
２２  燃焼器ライナ
２４  燃焼域
２６  トランジションピース
３０  フロースリーブ
３２  流路
３４  インピンジメントスリーブ
３６  流路
３８  外側アニュラス
４０  燃料ノズル
５０  トランジションダクト
５２  入口
５４  出口
５６  通路
５７  内部
９０  長手方向軸線
９２  接線方向軸線
９４  半径方向軸線
９８  長手方向軸線
１０２  シュラウド
１０４  高温ガス経路
１０６  シュラウドブロック
１１２  バケット
１１４  ノズル
１２２  第１段バケットアセンブリ
１２３  第２段ノズルアセンブリ
１２４  第２段バケットアセンブリ
１２５  第３段ノズルアセンブリ
１２６  第３段バケットアセンブリ
１３０  第１のトランジションダクト
１３２  第２のトランジションダクト
１３４  接触面
１４２  正圧側
１４４  負圧側
１４６  後縁
１５０  フロースリーブ
１５２  環状通路
１５４  インピンジメント孔
１６２  入口
１６４  出口
１６６  通路
１７０  上流側部分
１７２  下流側部分
１７４  後方端部
１７６  先頭端部
１８０  内側支持リング
１８１  ボア孔
１８２  外側支持リング
１８３  ボア孔
１８４  チャネル
１８６  接触面
２００  機械的ファスナ
２０２  内側フランジ
２０４  外側フランジ
２０６  ボア孔
２１０  第１の孔
２１２  最大半径方向ギャップ
２１４  最大接線方向ギャップ
２２０  第２の孔
２２２  最大半径方向ギャップ
２２４  最大接線方向ギャップ
２３０  第３の孔
２３２  最大半径方向ギャップ
２３４  最大接線方向ギャップ
２４０  付勢要素
【図１】
2017172958.tif 000003
【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】
2017172958.tif 000012
【図１１】
2017172958.tif 000013
【図１２】
2017172958.tif 000014
【図１３】
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【外国語明細書】
2017172958000001.pdf