JP2017172954A - 移行ダクト組立体 - Google Patents

移行ダクト組立体 Download PDF

Info

Publication number
JP2017172954A
JP2017172954A JP2017045537A JP2017045537A JP2017172954A JP 2017172954 A JP2017172954 A JP 2017172954A JP 2017045537 A JP2017045537 A JP 2017045537A JP 2017045537 A JP2017045537 A JP 2017045537A JP 2017172954 A JP2017172954 A JP 2017172954A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
support ring
turbomachine
transition
outlet
ring assembly
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017045537A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6990978B2 (ja
Inventor
ジェームズ・スコット・フラナガン
James Scott Flanagan
ケビン・ウェストン・マクマホン
Weston Mcmahan Kevin
ジェフリー・スコット・ルベーグ
Scott Lebegue Jeffrey
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of JP2017172954A publication Critical patent/JP2017172954A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6990978B2 publication Critical patent/JP6990978B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00Stators
    • F01D9/02Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/023Transition ducts between combustor cans and first stage of the turbine in gas-turbine engines; their cooling or sealings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/22Fuel supply systems
    • F02C7/222Fuel flow conduits, e.g. manifolds
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/20Mounting or supporting of plant; Accommodating heat expansion or creep
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/28Supporting or mounting arrangements, e.g. for turbine casing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00Stators
    • F01D9/02Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/14Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid characterised by the arrangement of the combustion chamber in the plant
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/42Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
    • F23R3/60Support structures; Attaching or mounting means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00Application
    • F05D2220/30Application in turbines
    • F05D2220/32Application in turbines in gas turbines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/30Retaining components in desired mutual position

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

【課題】移行ダクトを備えたターボ機械を提供する。【解決手段】ターボ機械は、略環状アレイ状に配置された複数の移行ダクト50を含む。複数の移行ダクト50の各々の出口54は、長手方向軸線及び接線方向軸線に沿って入口52からオフセットしている。複数の移行ダクトの各々は、上流部分170及び下流部分をさらに含み、上流部分は、入口と後方端174との間に延び、下流部分は、ヘッド端176と出口54との間に延びる。ターボ機械は、高温ガス路に沿って複数の移行ダクトの下流に支持リング組立体をさらに含む。ターボ機械は、複数の移行ダクトのうちの少なくとも1つの移行ダクトの上流部分を支持リング組立体に直接接続する複数の支持組立体210をさらに含む。複数の支持組立体の各々は、上流部分と支持リング組立体との間に延びたロッド212を含む。【選択図】図9

Description

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移行ダクトの使用に関する。
ターボ機械は、発電などの分野で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、燃焼器セクション、及び少なくとも1つのタービンセクションを含む。圧縮機セクションは、空気が圧縮機セクションを通るときに空気を圧縮するように構成される。空気は次に圧縮機セクションから燃焼器セクションに流れ、ここで燃料と混合されて燃焼し、高温ガス流を発生させる。高温ガス流は、タービンセクションに供給され、これは、高温ガス流を利用してそこからエネルギーを抽出することにより圧縮機、発電機、及び他の種々の負荷に動力を供給する。
ターボ機械の燃焼器セクションは、一般に、燃焼した高温ガスを通して1つ又は複数のタービンセクションに流すための管又はダクトを含む。近年、高温ガスの流れをシフトさせる管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、高温ガスを長手方向に流しながら、さらに流れを半径方向及び/又は接線方向にシフトさせて流れが種々の角度成分を有するようにする、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、種々の利点を有する。第1段ノズルは、高温ガス流をシフトさせるためにこれまで設けられていたものであり、これらのダクトの設計により必要でない場合もある。第1段ノズルを排除することで、関連した圧力降下を排除すること、並びにターボ機械の効率及び動力出力を高めることができる。
しかしながら、これらのダクトをタービンセクションに接続することには、懸念が高まっている。例えば、既知のダクトは単に長手方向軸線に沿って延びているのではなく、ダクト入口からダクト出口に向かって軸外にシフトしており、ダクトの熱膨張がダクト内で種々の軸線に沿った又はその周りでの所望されないシフトを引き起こす場合がある。これらのシフトは、ダクト内に応力及びひずみを生じさせる場合があり、ダクトの破損を引き起こしかねない。
米国特許第9133722号明細書
本開示の態様及び利点は、一部には以下の説明において述べられ、又は説明から明らかになることができ、又は本開示の実施から学ぶことができるであろう。
1つの実施形態において、ターボ機械が提供される。ターボ機械は、略環状アレイ状に配置された複数の移行ダクトを含む。複数の移行ダクトの各々は、入口と、出口と、入口と出口との間に延びるとともに内部を定める通路とを含み、且つ長手方向軸線、半径方向軸線、及び接線方向軸線を定める。複数の移行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している。複数の移行ダクトの各々は、上流部分及び下流部分をさらに含み、上流部分は、入口と後方端との間に延び、下流部分は、ヘッド端と出口との間に延びる。ターボ機械は、高温ガス路に沿って複数の移行ダクトの下流に支持リング組立体をさらに含む。ターボ機械は、複数の移行ダクトのうちの少なくとも1つの移行ダクトの上流部分を支持リング組立体に直接接続する複数の支持組立体をさらに含む。複数の支持組立体の各々は、上流部分と支持リング組立体との間に延びたロッドを含む。
別の実施形態において、ターボ機械が提供される。ターボ機械は、略環状アレイ状に配置された複数の移行ダクトを含む。複数の移行ダクトの各々は、入口と、出口と、入口と出口との間に延びるとともに内部を定める通路とを含み、且つ長手方向軸線、半径方向軸線、及び接線方向軸線を定める。複数の移行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している。複数の移行ダクトの各々は、上流部分及び下流部分をさらに含み、上流部分は、入口と後方端との間に延び、下流部分は、ヘッド端と出口との間に延びる。ターボ機械は、高温ガス路に沿って複数の移行ダクトの下流に支持リング組立体をさらに含む。ターボ機械は、複数の移行ダクトのうちの少なくとも1つの移行ダクトの上流部分を支持リング組立体に直接接続する複数の支持組立体をさらに含む。複数の支持組立体の各々は、上流部分と支持リング組立体との間に延びた関節ロッドと、少なくとも1つのボールジョイントとを含む。
本開示のこれら並びに他の特徴、態様、及び利点は、以下の説明及び添付の請求項を参照すると一層よく理解されるであろう。本明細書に組み込まれ且つその一部を構成する添付図面は、本開示の実施形態を例証しており、本明細書と共に本開示の原理を説明する役割を果たす。
当業者に対してなした最良の形態を含む本開示の完全かつ有効な開示は、添付図を参照して本明細書において説明される。
本開示の実施形態によるガスタービンシステムの模式図。 本開示の実施形態によるガスタービンシステムの幾つかの部分の断面図。 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。 本開示の実施形態による移行ダクトの環状アレイの斜視図。 本開示の実施形態による複数の移行ダクト及び関連付けられた衝突スリーブの上部斜視図。 本開示の実施形態による移行ダクトの側面斜視図。 本開示の実施形態による、近接した移行ダクトを含み、それらの間に翼形部の種々の部分を形成した、移行ダクト組立体の切取斜視図。 本開示の実施形態による複数の移行ダクト及び関連付けられた衝突スリーブの上部前面斜視図。 本開示の実施形態による支持リング組立体に接続した複数の移行ダクトの上部後面斜視図。 本開示の実施形態による移行ダクトの下流部分の側面斜視図。 本開示の実施形態による移行ダクトの下流部分の前面斜視図。 本開示の実施形態による支持リング組立体に接続した移行ダクト及び支持組立体の断面図。
次に、その1つ又はそれ以上の実施例を図面に示している本開示の実施形態について詳細に説明する。各実施例は、本開示の限定ではなく、例証として提供される。実際に、本開示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本実施形態において実施できることは、当業者であれば理解できるであろう。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、別の実施形態と共に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。
図1は、ターボ機械の模式図であり、これは本実施形態ではガスタービンシステム10として示される。本開示のターボ機械は、必ずしもガスタービンシステム10である必要ななく、任意の適切なタービンシステム又は他のターボ機械、例えば蒸気タービンシステム又は他の適切なシステムとすることができることを理解されたい。図示したようなシステム10は、圧縮機セクション12と、後述の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及びタービンセクション16は、シャフト18によって結合することができる。シャフト18は、単一シャフト、又は互いに結合してシャフト18を形成する複数のシャフトセグメントとすることができる。シャフト18は、発電機又は他の適切なエネルギー貯蔵装置にさらに結合することができ、又は例えば送電網に直接接続することができる。入口セクション19は、圧縮機セクション12へ空気流を供給し、排気ガスは、タービンセクション16から排気セクション20を通して排気することができ、システム10若しくは他の適切なシステムにおいて排気され及び/又は利用される。システム10からの排気ガスは、例えば大気中に排気され、蒸気タービン若しくは他の適切なシステムへ流され、又は熱回収蒸気発生器を通して回収することができる。
図2を参照すると、ガスタービンシステム10の幾つかの部分の概略図が示されている。図2のようなガスタービンシステム10は、システム10を通って流れ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から排出された加圧作動流体は、システム10の軸線の周りに環状アレイ状に配置された複数の燃焼器15(図2にはそのうちの1つだけが描かれている)を含むことができる燃焼器セクション14へ流入する。燃焼器セクション14に入った作動流体は、天然ガス又は他の適切な液体若しくは気体などの燃料と混合され、燃焼する。燃焼高温ガスは、各燃焼器15からタービンセクション16へ流れ、システム10を駆動し、動力を発生させる。
ガスタービン10内の燃焼器15は、作動流体及び燃料を混合して燃焼させ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、ケーシング21、例えば圧縮機排出ケーシング21を含むことができる。種々のスリーブは、軸線方向に延びた環状スリーブとすることができ、これをケーシング21の周りに少なくとも部分的に配置することができる。図2に示すようなスリーブは、概ね長手方向軸線98に沿って軸線方向に延び、スリーブの入口は、出口と軸線方向に位置合わせされるようになっている。例えば、燃焼器ライナ22は、内部に燃焼ゾーン24を一般に定めることができる。作動流体、燃料、及び随意的な酸化剤の燃焼は、一般に燃焼ゾーン24内で生じることができる。燃焼の結果得られた高温ガスは、長手方向軸線98に沿って概ね軸線方向に燃焼ライナ22を通って下流に流れて、移行ピース26に入り、次いで長手方向軸線98に沿って概ね軸線方向に移行ピース26を通って流れて、タービンセクション16に入る。
燃焼器15は、1つの燃料ノズル40又は複数の燃料ノズル40をさらに含むことができる。燃料は、1つ又はそれ以上のマニホルド(図示せず)によって燃料ノズル40に供給することができる。以下に説明するように、1つの燃料ノズル40又は複数の燃料ノズル40は、燃料及び随意の作動流体を燃焼のために燃焼ゾーン24に供給する。
ここで図4乃至図12を参照すると、本開示による燃焼器15は、一般に移行ダクト組立体と呼ばれる1つ又はそれ以上の移行ダクト50を含むことができる。本開示の移行ダクト50は、他の燃焼器の種々の軸線方向に延びたスリーブの代わりに設けることができる。例えば、移行ダクト50は、軸線方向に延びた移行ピース26及び随意に燃焼器15の燃焼器ライナ22を置き換えることができる。従って、移行ダクトは、燃料ノズル40から、又は燃焼器ライナ22から延びることができる。本明細書で論じるように、移行ダクト50は、作動流体をタービンセクション16へ流すことに関して軸線方向に延びた燃焼器ライナ22及び移行ピース26に勝る種々の利点を提供することができる。
図示したように、複数の移行ダクト50を長手方向軸線90の周りに環状アレイ状に配置することができる。さらに、各移行ダクト50は、1つの燃料ノズル40又は複数の燃料ノズル40とタービンセクション16との間に延びることができる。例えば、各移行ダクト50は、燃料ノズル40からタービンセクション16まで延びることができる。従って、作動流体は、一般に燃料ノズル40から移行ダクト50を通ってタービンセクション16へ流れることができる。幾つかの実施形態において、移行ダクト50は、タービンセクションの第1段ノズルの排除を有利に可能にすることができ、このことにより、関連したあらゆ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。
各移行ダクト50は、入口52と、出口54と、内部57を定めることができるそれらの間の通路56とを有することができる。移行ダクト50の入口52及び出口54は、一般に、円形又は楕円形断面、矩形断面、三角形断面、又は他のいずれかの適切な多角形断面を有することができる。さらに、移行ダクト50の入口52と出口54とが必ずしも同様の断面形状を有する必要はない。例えば、1つの実施形態において、入口52は概ね円形断面を有することができ、一方で、出口54は概ね矩形断面を有することができる。
さらに、通路56は、入口52と出口54との間で概ねテーパ付けすることができる。例えば、例示的な実施形態において、通路56の少なくとも一部は、概ね円錐形状とすることができる。しかしながら、付加的に又は代替的に、通路56又はそのいずれかの部分は、概ね矩形断面、三角形断面、又は他のいずれかの適切な多角形断面を有することができる。通路56の断面は、通路56が比較的大きい入口52から比較的小さい出口54までテーパ付けされる場合、通路56全体にわたって又はそのいずれかの部分にわたって変化することができることを理解されたい。
複数の移行ダクト50の各々の出口54は、それぞれの移行ダクト50の入口52からオフセットすることができる。「オフセット」という用語は、本明細書で用いられる場合、識別された座標方向に沿って離間することを意味する。複数の移行ダクト50の各々の出口54は、それぞれの移行ダクト50の入口52から長手方向にオフセットすることができ、例えば長手方向軸線90に沿ってオフセットする。
加えて、例示的な実施形態において、複数の移行ダクト50の各々の出口54は、それぞれの移行ダクト50の入口52から接線方向にオフセットすることができ、例えば接線方向軸線92に沿ってオフセットする。複数の移行ダクト50の各々の出口54がそれぞれの移行ダクト50の入口52から接線方向にオフセットしているので、移行ダクト50は、以下に説明するように、移行ダクト50を通る作動流体の流れの接線方向成分を有利に利用してタービンセクション16内の第1段ノズルの必要性を排除することができる。
さらに、例示的な実施形態において、移行ダクト50の各々の出口54は、それぞれの移行ダクト50の入口52から半径方向にオフセットすることができ、例えば半径方向軸線94に沿ってオフセットする。複数の移行ダクト50の各々の出口54がそれぞれの移行ダクト50の入口52から半径方向にオフセットしているので、移行ダクト50は、以下に説明するように、移行ダクト50を通る作動流体の流れの半径方向成分を有利に利用してタービンセクション16内の第1段ノズルの必要性を排除することができる。
接線方向軸線92及び半径方向軸線94は、図4に示すように、移行ダクト50の環状アレイによって定められる円周に対して移行ダクト50毎に個別に定められること、並びに、軸線92及び94は、長手方向軸線90の周りに環状アレイ状に配置された移行ダクト50の数に基づいて、円周の周りで移行ダクト50毎に変化することを理解されたい。
上述のように、燃焼高温ガスは、移行ダクト50を通って流れた後、移行ダクト50からタービンセクション16へ流入することができる。図3に示すように、本開示によるタービンセクション16は、シュラウド102を含むことができ、これが高温ガス路104を定めることができる。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つ又はそれ以上の環状アレイ状に配置することができ、その各々は、内部に高温ガス路104の一部を定めることができる。タービンセクション16は、支持リング組立体をさらに含むことができ、これは、下部支持リング180及び上部支持リング182を含むことができ、これらは、例えばシュラウド102の(高温ガス路104に沿って)上流に位置することができ(例えばそのシュラウドブロック106の最初の複数個)、又はシュラウド102の第1の部分とすることができる。支持リング組立体は、高温ガス路104をさらに定め(すなわち、下部支持リング180と上部支持リング182との間に)、移行ダクト50とタービンセクション16との間の移行部を提供する。従って、支持リング組立体(及びその支持リング180、182)は、複数の移行ダクト50の(高温ガス路104に沿って)下流に位置することができる。高温ガスは、移行ダクト50から支持リング組立体(支持リング180と182との間)に流入し、支持リング組立体を通ってそこ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。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呼ばれる場合があることに留意されたい。しかしながら、本明細書で論じるように、本開示の例示的な実施形態による移行ダクト50と共に第1段ノズルを使用しなくてもよいので、従って、例示的な実施形態における支持リングは、第1段又は他のノズルのいずれをも取り囲まない。
タービンセクション16は、複数のバケット112及び複数のノズル114をさらに含むことができる。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路104内に配置することができる。さらに、複数のバケット112及び複数のノズル114は、1つ又はそれ以上の環状アレイ状に配置することができ、その各々が、高温ガス路104の一部を定めることができる。
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、環状アレイ状に配置された複数のバケット112と環状アレイ状に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、1つの実施形態において、タービンセクション16は、図3に示すように、3つの段を有することができる。例えば、タービンセクション16の第1段は、第1段ノズル組立体(図示せず)及び第1段バケット組立体122を含むことができる。ノズル組立体は、シャフト18の周りに円周方向で配置され且つ固定された複数のノズル114を含むことができる。バケット組立体122は、シャフト18の周りに円周方向で配置され且つシャフト18に結合された複数のバケット112を含むことができる。しかしながら、タービンセクションが複数の移行ダクト50を含む燃焼器セクション14に結合された例示的な実施形態においては、第1段ノズル組立体を排除することができるので、第1段バケット組立体122の上流にノズルは配置されない。上流は、高温ガス路104を通る燃焼高温ガスの流れに対して定めることができる。
タービンセクション16の第2段は、第2段ノズル組立体123及び第2段バケット組立体124を含むことができる。ノズル組立体123内に含まれるノズル114は、シャフト18の周りに円周方向に配置され且つ固定されることができる。バケット組立体124内に含まれるバケット112は、シャフト18の周りに円周方向に配置され且つシャフト18に結合されることができる。従って、第2段ノズル組立体123は、高温ガス路104に沿って第1段バケット組立体122と第2段バケット組立体124との間に位置決めされる。タービンセクション16の第3段は、第3段ノズル組立体125及び第3段バケット組立体126を含むことができる。ノズル組立体125内に含まれるノズル114は、シャフト18の周りに円周方向に配置され且つ固定されることができる。バケット組立体126内に含まれるバケット112は、シャフト18の周りに円周方向に配置され且つシャフト18に結合されることができる。従って、第3段ノズル組立体125は、高温ガス路104に沿って第2段バケット組立体124と第3段バケット組立体126との間に位置決めされる。
タービンセクション16は、3段に限定されず、任意の数の段が本開示の範囲及び思想内にあることを理解されたい。
各移行ダクト50は、1つ又はそれ以上の隣接する移行ダクト50と接合することができる。例えば、図5乃至図12は、複数の移行ダクト50のうちの第1の移行ダクト130及び第2の移行ダクト132の実施形態を示す。これらの近接した移行ダクト130、132は、接触面134を含むことができ、これは、移行ダクト50の出口に含まれる外面とすることができる。接触面134は、図示したように、隣接する近接した移行ダクト50の関連付けられた接触面134及び/又は支持リング組立体(及びその支持リング180、182)に接触して、移行ダクト50間及び/又は移行ダクト50と支持リング組立体との間に界面を設けることができる。例えば、第1及び第2の移行ダクト130、132の接触面134は、図示したように互いに接触して、第1及び第2の移行ダクト130、132間に界面を設けることができる。さらに、第1及び第2の移行ダクト130、132の接触面134は、図示したように支持リング組立体と接触して、移行ダクト130、132と支持リング組立体との間に界面を設けることができる。本明細書で論じるように、種々の接触面間にシールを設けて、かかる界面における封止を促進することができる。とりわけ本明細書で論じる接触は、構成要素それ自体の間の直接接触、又は構成要素間に配置されたシールを介した間接接触を含むことができる。
さらに、第1及び第2の移行ダクト130、132のような移行ダクト50は、翼形部の種々の空気力学的表面を有する空気力学的構造体140を形成することができる。かかる空気力学的構造体140は、例えば、移行ダクト50の通路56の内面によって定めることができ、さらに隣接する移行ダクト50の接触面134が互いに接合したときに形成されることができる。これらの種々の表面は、移行ダクト50内の高温ガス流をシフトさせることができ、これにより本明細書で論じるように第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に示すような幾つかの実施形態において、第1の移行ダクト130のような移行ダクト50の通路56の内面は、正圧側面142を定めることができ、第2の移行ダクト132のような隣接した移行ダクト50の通路56の対向する内面は、負圧側面144を定めることができる。隣接した移行ダクト50、例えばそれらの接触面134が互いに接合したときに、正圧側面142及び負圧側面144が組み合わされて後縁146を定めることができる。他の実施形態において、図11に示すように、第1の移行ダクト130のような移行ダクト50の通路56の内面は、正圧側面142及び負圧側面144並びにそれらの間の後縁を定めることができる。第2の移行ダクト132のような近接した移行ダクト50の通路56の内面は、正圧側面142及び/又は負圧側面144をさらに定めることができる。
図5及び図8に示すように、例示的な実施形態において、フロースリーブ150が、移行ダクト50の少なくとも一部の周りを円周方向に取り囲むことができる。移行ダクト50を円周方向に取り囲むフロースリーブ150は、それらの間に環状通路152を定めることができる。ケーシング21からの圧縮作動流体は、方向を反転して燃料ノズル40を通って移行ダクト50に入る前に、環状通路152を通って流れて移行ダクト50の対流冷却をもたらすことができる。さらに、幾つかの実施形態において、フロースリーブ150は、衝突スリーブとすることができる。これらの実施形態において、図示したように、衝突穴154をスリーブ150内に定めることができる。ケーシング21からの圧縮作動流体は、環状通路152を通って流れる前に、衝突穴154を通って流れて移行ダクト50に衝突することができ、それにより移行ダクトの付加的な衝突冷却をもたらす。
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、1つの燃料ノズル40又は複数の燃料ノズル40とタービンセクション16との間に延びることができ、従って関連付けられた移行ダクト50の少なくとも一部を取り囲む。従って、前述の移行ダクト50と同様に、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することができる。
幾つかの実施形態において、図5及び図8に示すように、本開示による移行ダクト50は、入口52と出口54との間に延びた単一の一体式構成要素である。他の実施形態において、図9乃至図12に示すように、本開示による移行ダクト50は、互いに対して関節接合した複数のセクション又は部分を含むことができる。この移行ダクト50の関節部は、移行ダクト50の種々の部分が動作中に互いに対して運動及びシフトすることを可能にすることができ、その熱伸長(thermal growth)を吸収することを可能にする。例えば、移行ダクト50は、上流部分170及び下流部分172を含むことができる。上流部分170は、移行ダクト50の入口52を含むことができ、一般にそこから出口54に向かって下流に延びることができる。下流部分172は、移行ダクト50の出口54を含むことができ、一般にそこから入口52に向かって上流に延びることができる。従って、上流部分170は、入口52及び後方端174を含み、それらの間に延びることができ、下流部分172は、ヘッド端176及び出口54を含み、それらの間に延びることができる。
接合部は、上流部分170と下流部分172とを共に結合することができ、上流部分170と下流部分172との間に、ターボ機械の動作中に移行ダクト50が運動することを可能にする関節部を設けることができる。詳細には、接合部は、後方端174とヘッド端176とを共に結合することができる。接合部は、上流部分170及び/又は下流部分172が少なくとも1つの軸線の周りで又は軸線に沿って互いに対して運動することを可能にするように構成することができる。さらに、幾つかの実施形態において、接合部は、かかる運動を少なくとも2つの軸線の周りで又はそれらに沿って、例えば3つの軸線の周りで又はそれらに沿って可能にするように構成することができる。1つの軸線又は複数の軸線は、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のうちのいずれか1つ又は複数とすることができる。従って、これらの軸線の1つの周りでの運動は、上流部分170と下流部分172との間にこの自由度をもたらす接合部に起因して、上流部分170及び/又は下流部分172のうちの一方(又は両方)が該軸線の周りで他方に対して回転する又はその他の運動をすることが可能であることを意味することができる。従って、これらの軸線の1つに沿った運動は、上流部分170と下流部分172との間にこの自由度を与える接合部に起因して、上流部分170及び/又は下流部分172の一方(又は両方)が、該軸線に沿って他方に対して並進する又はその他の運動をすることが可能であることを意味することができる。例示的な実施形態において、接合部は、フラシールとすることができる。代替的に、他の適切なシール又は他の接合部を利用することができる。
幾つかの実施形態において、上流部分170及び下流部分172の使用は、これらの部分のために特定の材料を利用することを有利に可能にすることができる。例えば、下流部分172は、セラミックマトリックス複合体のようなセラミック材料から有利に形成することができる。上流部分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、その比較的高い温度許容度ゆえに特に有利である。セラミック材料は、下流部分172が支持リング組立体(本明細書で論じられるような)に接続され且つ上流部分170が下流部分172に対して運動することができる場合に、特に有利に下流部分172に利用することができ、下流部分172の運動が最小化されるので、比較的脆弱なセラミック材料を使用することに関する懸念が軽減される。
幾つかの実施形態において、移行ダクト50、例えばその出口54と、支持リング組立体(及びその支持リング180、182)との間の界面は、浮動界面(floating interface)とすることができる。例えば、出口54は、支持リング180、182に接続される必要はなく、支持リング180、182に対して運動することを許容することができる。これは、動作中の移行ダクト50の熱伸長を許容することができる。かかる運動を吸収することができる適切な浮動シールを出口54と支持リング180、182との間に配置することができる。代替的に、ここで図9乃至図12を参照すると、幾つかの実施形態において、移行ダクト50、例えばその出口54と、支持リング180、182との間の界面は、接続界面とすることができる。例示的な実施形態において、例えば、接続界面は、上流部分及び下流部分170、172を含む連接された移行ダクトと共に使用することができる。
例えば、図示したように、複数の機械的締結具200を設けることができる。機械的締結具200は、例えば第1及び/又は第2の移行ダクト130、132を含む移行ダクト50(例えば、その出口54)のうちの1つ又はそれ以上を支持リング組立体(及びその支持リング180、182)に接続することができる。図示したような例示的な実施形態において、本開示による機械的締結具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ができる。代替的な実施形態において、本開示よる機械的締結具は、ピン、ねじ、釘、リベット等とすることができ、又はこれらを含むことができる。
図示したように、機械的締結具200は、移行ダクト50の一部(例えば、その出口54)及び支持リング組立体(及びその支持リング180、182)を貫通して延びて、これらの構成要素を共に接続することができる。移行ダクト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(これらは移行ダクト50の接触面134である/を定めることができる)を含むことができる。内側フランジ202を外側フランジ204の半径方向内方に配置することができ、内側フランジ202と外側フランジ204との間に出口54の開口部を定めることができ、高温ガスはそこを通って移行ダクト50から支持リング組立体(支持リング180、182の間)に流入して通過する。ボアホール206を内側フランジ202及び外側フランジ204内にそれぞれ定めることができる。ボアホール206は、支持リング180、182内に定められた嵌合ボアホール181、183と位置合わせすることができ、機械的締結具200は、各ボアホール206及び嵌合ボアホール181、183を貫通して延びて、フランジ202、204と支持リング180、182とを共に接続することができる。
ここで特に図9及び図12を参照すると、例示的な実施形態において、複数の支持組立体210を設けることができる。各支持組立体210は、移行ダクト50の上流部分170を支持リング組立体に(例えば図示したように上部支持リング182に、又は代替的に下部支持リング180に)直接接続することができる。従って、上流部分170を、支持リング組立体に対する下流部分172のあらゆる接続から独立して、支持リング組立体(例えば図示したように上部支持リング182又は代替的に下部支持リング180)によって支持することができる。かかる支持は、例えばターボ機械の動作中の熱膨張に起因した上流部分170及び/又は下流部分172の互いに独立した運動を有利に促進することができる。例えば、本明細書で論じるように、本開示による支持組立体210は、例示的な実施形態において、かかる熱膨張を吸収するのに十分な大きさの上流部分170の長手方向軸線90、接線方向軸線92及び/又は半径方向軸線94の周りでの運動を可能にする一方で、支持リング組立体(例えば、図示したように上部支持リング182又は代替的に下部支持リング180)による直接接続及び支持を維持する。とりわけ、上流部分170のかかる運動の促進は、本明細書で論じるように下流部分172が支持リング組立体に機械的に接続された実施形態において特に有利であり得る。
本開示による支持組立体210は、例えば、上流部分170と支持リング組立体(例えば図示したように上部支持リング182又は代替的に下部支持リング180)との間に延びたロッド212を含むことができる。幾つかの実施形態において、ロッド212は、単一の一体式構成要素とすることができる。他の実施形態において、ロッド212は、種々の接合部によって共に接続された複数の構成要素を含むことができ、ロッド212は関節ロッドになっている。さらに、例示的な実施形態において、ロッド212は、任意の調節可能な長さを有することができる。かかる調節可能な長さは、例えば、ロッド212の種々の構成要素を共に接続する接合部によって容易にすることができる。
例えば、ロッド212は、主本体214と1つ又はそれ以上の伸長本体216とを含むことができる。各伸長本体216は、適切な接合部を介して、例えば図示したように嵌合する雄ねじ及び雌ねじを介して、主本体214に接続することができる。各伸長本体216は、ロッド212の全長を調節するように主本体214の長手方向軸線に沿って(すなわち、接合部を介して)調節可能なものとすることができる。具体的な例示的な実施形態において、ロッド212は、ターンバックルを含む。例えば、図示したように、主本体214をターンバックルとすることができる。ターンバックル(これは1つ又はそれ以上の雄ねじの組を含むことができる)は、長手方向軸線に沿った1つ又はそれ以上の伸長本体216の調節を容易にすることができる。
支持組立体210は、1つ又はそれ以上のボールジョイント220をさらに含むことができる。各ボールジョイント220は、本明細書で論じるように、関連付けられた上流部分170の支持リング組立体(例えば図示したように上部支持リング182又は代替的に下部支持リング180)に対する1つ又はそれ以上の軸線の周りでの運動を有利に促進することができる。各ボールジョイント220は、例えば、ボールスタッド222と、ボールスタッド222が回転可能に収容されるカップ224とを含むことができる。ボールスタッド222は、カップ224内で回転する。かかる回転は、関連付けられた上流部分170の支持リング組立体(例えば、図示したように上部支持リング182又は代替的に下部支持リング180)に対する1つ又はそれ以上の軸線の周りでの運動を容易にする。
幾つかの実施形態において、ボールスタッド222は、ロッド212、例えばその伸長本体216から延びるとともにその構成要素である。代替的に、カップ224は、ロッド212、例えばその伸長本体216から延びるとともにその構成要素とすることができる。さらに、幾つかの実施形態において、ボールジョイント220は、支持組立体210を関連付けられた上流部分170に接続する。代替的に、ボールジョイント220は、支持組立体210を支持リング組立体に(例えば図示したように上部支持リング182又は代替的に下部支持リング180に)接続する。例えば、図示したように、支持組立体210は、複数のボールジョイント220を含むことができる。詳細には、第1のボールジョイント220は、支持組立体210を関連付けられた上流部分170に接続することができる。図示した実施形態においては、第1のボールジョイントのボールスタッド222が伸長本体216から延びているが、代替的にカップ224が伸長本体216から延びることができる。第2のボールジョイント220は、支持組立体210を支持リング組立体に(例えば図示したように上部支持リング182又は代替的に下部支持リング180に)接続することができる。図示した実施形態においては、第2のボールジョイントのカップ224が伸長本体216から延びることができるが、代替的にボールスタッド222が伸長本体216から延びることができる。
幾つかの実施形態において、ロッド212(又はその構成要素、例えば伸長本体216)又はボールジョイント220は、支持リング組立体(例えば図示したように上部支持リング182又は代替的に下部支持リング180)又は上流部分170に接触する又は接続されることができ(すなわち機械的締結具を介して)、支持リング組立体(例えば、図示したように上部支持リング182又は代替的に下部支持リング180)と上流部分170との間の直接接続を促進する。代替的に、適切な中間接続構成要素を設けることができる。例えば幾つかの実施形態において、支持組立体210は、ブラケット230と、ブラケット230を(図示したように)支持リング組立体(例えば図示したように上部支持リング182又は代替的に下部支持リング180)又は上流部分170に接続する機械的締結具232とを含むことができる。ブラケット230は、例えば概ねL形の部分を含むことができる。このL形部分の1つの壁は、支持リング組立体(例えば図示したように上部支持リング182又は代替的に下部支持リング180)(又は上流部分170)に接続することができる一方で、他方の壁はロッド212(又はその構成要素)又は(図示したように)ボールジョイント220に接触する。例えば、ロッド212に接続されていない他方のボールスタッド222又はカップ224は、ブラケット230に接触する及び/又は接続されることができる。
図示したような例示的な実施形態において、本開示による機械的締結具232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ができる。代替的な実施形態において、本開示よる機械的締結具は、ピン、ねじ、釘、リベット等とすることができ、又はこれらを含むことができる。
図示したように、機械的締結具232は、ブラケット230及び支持リング組立体(例えば図示したように上部支持リング182又は代替的に下部支持リング180)(又は上流部分170)を貫通して延びて、これらの構成要素を共に接続することができる。例えば、ボアホール231をブラケット230内に定めることができる。このボアホール231は、支持リング組立体(例えば図示したように上部支持リング182又は代替的に下部支持リング180)内に定められた嵌合ボアホール181、183(又は上流部分170内の嵌合ボアホール)と位置合わせすることができ、機械的締結具232は、各ボアホール231及び嵌合ボアホール181、183を貫通して延びて、ブラケット230と支持リング組立体(例えば図示したように上部支持リング182又は代替的に下部支持リング180)(又は上流部分170)とを共に接続する。
付加的に又は代替的に、支持組立体210は、上流部分170(図示したように)又は支持リング組立体(例えば図示したように上部支持リング182又は代替的に下部支持リング180)と接触した取付け台座240を含むことができる。取付け台座240は、上流部分170に(例えば、通路56に)例えば、溶接、ろう付け若しくはそれ以外で接着することができ、又は機械的締結具を介して機械的に接続することができる。ロッド212に接続されていない他方のボールスタッド222又はカップ224は、取付け台座240に接触する及び/又は接続することができる。
上述のように、複数の支持組立体210が、移行ダクト50の上流部分170を支持リング組立体(例えば図示したように上部支持リング182又は代替的に下部支持リング180)に直接接続することができる。例えば、2、3、4、5又はそれより多くの支持組立体210を利用することができる。幾つかの実施形態において、支持組立体210は、対で設けることができる。図9は、例えば支持組立体210の前方対及び支持組立体210の後方対を示す。加えて、とりわけ、幾つかの実施形態において、複数の支持組立体210は、図示したように共通のブラケット230のような共通の構成要素を利用することができる。例えば、一対の支持組立体210は、支持リング組立体(例えば図示したように上部支持リング182又は代替的に下部支持リング180)(又は上流部分170)に対する接続のために共通のブラケット230を含み且つ利用することができる。
本明細書は最良の形態を含む実施例を使用して、本開示を開示し、また当業者が、あらゆる装置又はシステムを製作し且つ使用しまたあらゆる組込み方法を実行することを含む本発明の実施を行なうことを可能にもする。本開示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有する場合、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。
最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
[実施態様1]
略環状アレイ状に配置された複数の移行ダクトであって、上記複数の移行ダクトの各々は、入口と、出口と、上記入口と上記出口との間に延びるとともに内部を定める通路とを備え、且つ長手方向軸線、半径方向軸線、及び接線方向軸線を定め、上記複数の移行ダクトの各々の上記出口は、上記長手方向軸線及び上記接線方向軸線に沿って上記入口からオフセットしており、上記複数の移行ダクトの各々は、上流部分及び下流部分をさらに備え、上記上流部分は、上記入口と後方端との間に延び、上記下流部分は、ヘッド端と上記出口との間に延びる、複数の移行ダクトと、
高温ガス路に沿って上記複数の移行ダクトの下流にある支持リング組立体と、
上記複数の移行ダクトのうちの少なくとも1つの移行ダクトの上記上流部分を上記支持リング組立体に直接接続する複数の支持組立体であって、上記複数の支持組立体の各々は、上記上流部分と上記支持リング組立体との間に延びたロッドを備える、複数の支持組立体と、
を備える、ターボ機械。
[実施態様2]
上記ロッドは、関節ロッドである、実施態様1に記載のターボ機械。
[実施態様3]
上記ロッドは、調節可能な長さを有する、実施態様1に記載のターボ機械。
[実施態様4]
上記ロッドは、ターンバックルを備える、実施態様1に記載のターボ機械。
[実施態様5]
上記複数の支持組立体は、少なくとも1つのボールジョイントをさらに備える、実施態様1に記載のターボ機械。
[実施態様6]
上記少なくとも1つのボールジョイントは、上記支持組立体を上記支持リング組立体に接続する、実施態様5に記載のターボ機械。
[実施態様7]
上記少なくとも1つのボールジョイントは、上記支持組立体を上記上流部分に接続する、実施態様5に記載のターボ機械。
[実施態様8]
上記少なくとも1つのボールジョイントは、複数のボールジョイントである、実施態様5に記載のターボ機械。
[実施態様9]
上記複数の支持組立体の各々は、ブラケット及び機械的締結具をさらに備え、上記機械的締結具は、上記ブラケットを上記支持リング組立体に接続する、実施態様1に記載のターボ機械。
[実施態様10]
上記少なくとも1つの移行ダクトの上記出口を上記支持リング組立体に接続する複数の機械的締結具をさらに備える、実施態様1に記載のターボ機械。
[実施態様11]
上記少なくとも1つの移行ダクトの上記出口は、内側フランジ及び外側フランジを備え、上記複数の機械的締結具は、上記少なくとも1つの移行ダクトの上記内側フランジ及び上記外側フランジを上記支持リング組立体に接続する、実施態様10に記載のターボ機械。
[実施態様12]
上記複数の移行ダクトの上記出口は、上記半径方向軸線に沿って上記入口からさらにオフセットする、実施態様1に記載のターボ機械。
[実施態様13]
上記複数の移行ダクトと連通したタービンセクションをさらに備え、上記タービンセクションは、上記支持リング組立体及び第1段バケット組立体を備える、実施態様1に記載のターボ機械。
[実施態様14]
上記第1段バケット組立体の上流にノズルが配置されていない、実施態様13に記載のターボ機械。
[実施態様15]
略環状アレイ状に配置された複数の移行ダクトであって、上記複数の移行ダクトの各々は、入口と、出口と、上記入口と上記出口との間に延びるとともに内部を定める通路とを備え、且つ長手方向軸線、半径方向軸線、及び接線方向軸線を定め、上記複数の移行ダクトの各々の上記出口は、上記長手方向軸線及び上記接線方向軸線に沿って上記入口からオフセットしており、上記複数の移行ダクトの各々は、上流部分及び下流部分をさらに備え、上記上流部分は、上記入口と後方端との間に延び、上記下流部分は、ヘッド端と上記出口との間に延びる、複数の移行ダクトと、
高温ガス路に沿って上記複数の移行ダクトの下流にある支持リング組立体と、
上記複数の移行ダクトのうちの少なくとも1つの移行ダクトの上記上流部分を上記支持リング組立体に直接接続する複数の支持組立体であって、上記複数の支持組立体の各々は、上記上流部分と上記支持リング組立体との間に延びた関節ロッドと、少なくとも1つのボールジョイントとを備える、複数の支持組立体と、
を備えた、ターボ機械。
[実施態様16]
上記ロッドは、ターンバックルを備える、実施態様15に記載のターボ機械。
[実施態様17]
上記少なくとも1つのボールジョイントは、上記支持組立体を上記支持リング組立体に接続する、実施態様15に記載のターボ機械。
[実施態様18]
上記少なくとも1つのボールジョイントは、上記支持組立体を上記上流部分に接続する、実施態様15に記載のターボ機械。
[実施態様19]
上記複数の支持組立体の各々は、ブラケット及び機械的締結具をさらに備え、上記機械的締結具は、上記ブラケットを上記支持リング組立体に接続する、実施態様15に記載のターボ機械。
[実施態様20]
上記少なくとも1つの移行ダクトの上記出口を上記支持リング組立体に接続する複数の機械的締結具をさらに備える、実施態様15に記載のターボ機械。
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:燃焼ゾーン
26:移行ピース
30:フロースリーブ
32:流路
34:衝突スリーブ
36:流路
38:外部環
40:燃料ノズル
50:移行ダクト
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段バケット組立体
123:第2段ノズル組立体
124:第2段バケット組立体
125:第3段ノズル組立体
126:第3段バケット組立体
130:第1の移行ダクト
132:第2の移行ダクト
134:接触面
142:正圧側面
144:負圧側面
146:後縁
150:フロースリーブ
152:環状通路
154:衝突穴
162:入口
164:出口
166:通路
170:上流部分
172:下流部分
174:後方端
176:ヘッド端
180:下部支持リング
181:ボアホール
182:上部支持リング
183:ボアホール
184:チャネル
186:接触面
200:機械的締結具
202:内側フランジ
204:外側フランジ
206:ボアホール
210:支持組立体
212:ロッド
214:主本体
216:伸長本体
220:ボールジョイント
222:ボールスタッド
224:カップ
230:ブラケット
231:ボアホール
232:機械的締結具
240:取付け台座

Claims (15)

  1. 略環状アレイ状に配置された複数の移行ダクト(50)であって、前記複数の移行ダクト(50)の各々は、入口(52)と、出口(54)と、前記入口(52)と前記出口(54)との間に延びるとともに内部(57)を定める通路(56)とを備え、且つ長手方向軸線(90)、半径方向軸線(94)、及び接線方向軸線(92)を定め、前記複数の移行ダクト(50)の各々の前記出口(54)は、前記長手方向軸線(90)及び前記接線方向軸線(92)に沿って前記入口(52)からオフセットしており、前記複数の移行ダクト(50)の各々は、上流部分(170)及び下流部分(172)をさらに備え、前記上流部分(170)は、前記入口(52)と後方端と(174)の間に延び、前記下流部分(172)は、ヘッド端(176)と前記出口(54)との間に延びる、複数の移行ダクト(50)と、
    高温ガス路(104)に沿って前記複数の移行ダクト(50)の下流にある支持リング組立体と、
    前記複数の移行ダクト(50)のうちの少なくとも1つの移行ダクト(50)の前記上流部分(170)を前記支持リング組立体に直接接続する複数の支持組立体(210)であって、前記複数の支持組立体(210)の各々は、前記上流部分(170)と前記支持リング組立体との間に延びたロッド(212)を備える、複数の支持組立体と、
    を備える、ターボ機械(10)。
  2. 前記ロッド(212)は、関節ロッド(212)である、請求項1に記載のターボ機械(10)。
  3. 前記ロッド(212)は、調節可能な長さを有する、請求項1〜請求項2のいずれかに記載のターボ機械(10)。
  4. 前記ロッド(212)は、ターンバックルを備える、請求項1〜請求項3のいずれかに記載のターボ機械(10)。
  5. 前記複数の支持組立体(210)は、少なくとも1つのボールジョイント(220)をさらに備える、請求項1〜請求項4のいずれかに記載のターボ機械(10)。
  6. 前記複数の支持組立体(210)の各々は、ブラケット(230)及び機械的締結具(232)をさらに備え、前記機械的締結具(232)は、前記ブラケット(230)を前記支持リング組立体に接続する、請求項1〜請求項5のいずれかに記載のターボ機械(10)。
  7. 前記少なくとも1つの移行ダクト(50)の前記出口(54)を前記支持リング組立体に接続する複数の機械的締結具(200)をさらに備え、
    随意に、前記少なくとも1つの移行ダクト(50)の前記出口(54)は、内側フランジ(202)及び外側フランジ(204)を備え、前記複数の機械的締結具(200)は、前記少なくとも1つの移行ダクト(50)の前記内側フランジ(202)及び前記外側フランジ(204)を前記支持リング組立体に接続する、
    請求項1〜請求項6のいずれかに記載のターボ機械(10)。
  8. 前記複数の移行ダクト(50)の前記出口(54)は、前記半径方向軸線(94)に沿って前記入口(52)からさらにオフセットされる、請求項1〜請求項7のいずれかに記載のターボ機械(10)。
  9. 前記複数の移行ダクト(50)と連通したタービンセクション(16)をさらに備え、前記タービンセクション(16)は、前記支持リング組立体及び第1段バケット組立体(122)を備え、
    随意に、前記第1段バケット組立体(122)の上流にノズル(114)が配置されていない、
    請求項1〜請求項8のいずれかに記載のターボ機械(10)。
  10. 略環状アレイ状に配置された複数の移行ダクト(50)であって、前記複数の移行ダクト(50)の各々は、入口(52)と、出口(54)と、前記入口(52)と前記出口(54)との間に延びるとともに内部(57)を定める通路(56)とを備え、且つ長手方向軸線(90)、半径方向軸線(94)、及び接線方向軸線(92)を定め、前記複数の移行ダクト(50)の各々の前記出口(54)は、前記長手方向軸線(90)及び前記接線方向軸線(92)に沿って前記入口(52)からオフセットしており、前記複数の移行ダクト(50)の各々は、上流部分(170)及び下流部分(172)をさらに備え、前記上流部分(170)は、前記入口(52)と後方端(176)との間に延び、前記下流部分(172)は、ヘッド端(178)と前記出口(54)との間に延びる、複数の移行ダクト(50)と、
    高温ガス路(104)に沿って前記複数の移行ダクト(50)の下流にある支持リング組立体と、
    前記複数の移行ダクトのうちの少なくとも1つの移行ダクト(50)の前記上流部分(170)を前記支持リング組立体に直接接続する複数の支持組立体(210)であって、前記複数の支持組立体(210)の各々は、前記上流部分(170)と前記支持リング組立体との間に延びた関節ロッド(212)と、少なくとも1つのボールジョイント(220)とを備える、複数の支持組立体と、
    を備える、ターボ機械(10)。
  11. 前記ロッド(212)は、ターンバックルを備える、請求項10に記載のターボ機械(10)。
  12. 前記少なくとも1つのボールジョイント(220)は、前記支持組立体(210)を前記支持リング組立体に接続する、請求項10〜請求項11のいずれかに記載のターボ機械(10)。
  13. 前記少なくとも1つのボールジョイント(220)は、前記支持組立体(210)を前記上流部分(170)に接続する、請求項10〜請求項12に記載のターボ機械(10)。
  14. 前記複数の支持組立体(210)の各々は、ブラケット(230)及び機械的締結具(232)をさらに備え、前記機械的締結具は、前記ブラケット(230)を前記支持リング組立体に接続する、請求項10〜請求項13のいずれかに記載のターボ機械(10)。
  15. 前記少なくとも1つの移行ダクト(50)の前記出口(54)を前記支持リング組立体に接続する複数の機械的締結具(200)をさらに備える、請求項10〜請求項14のいずれかに記載のターボ機械(10)。
JP2017045537A 2016-03-24 2017-03-10 移行ダクト組立体 Active JP6990978B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/079,110 2016-03-24
US15/079,110 US10145251B2 (en) 2016-03-24 2016-03-24 Transition duct assembly

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017172954A true JP2017172954A (ja) 2017-09-28
JP6990978B2 JP6990978B2 (ja) 2022-01-12

Family

ID=58347249

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017045537A Active JP6990978B2 (ja) 2016-03-24 2017-03-10 移行ダクト組立体

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10145251B2 (ja)
EP (1) EP3222819B1 (ja)
JP (1) JP6990978B2 (ja)
KR (1) KR102350206B1 (ja)
CN (1) CN107228016B (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3095239B1 (fr) * 2019-04-18 2021-05-07 Safran Pièce de transition pour une turbine à gaz

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6442946B1 (en) * 2000-11-14 2002-09-03 Power Systems Mfg., Llc Three degrees of freedom aft mounting system for gas turbine transition duct
JP2002295268A (ja) * 2001-03-29 2002-10-09 Hitachi Ltd ガスタービン燃焼器ライナー構造とその補修方法
JP2009030965A (ja) * 2007-07-26 2009-02-12 Snecma ターボ機械の燃焼チャンバ
US20100180605A1 (en) * 2009-01-22 2010-07-22 Siemens Energy, Inc. Structural Attachment System for Transition Duct Outlet
US20150233582A1 (en) * 2014-02-20 2015-08-20 Siemens Energy, Inc. Gas flow path for a gas turbine engine

Family Cites Families (73)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4422288A (en) 1981-03-02 1983-12-27 General Electric Company Aft mounting system for combustion transition duct members
US5118120A (en) 1989-07-10 1992-06-02 General Electric Company Leaf seals
US5077967A (en) 1990-11-09 1992-01-07 General Electric Company Profile matched diffuser
US5249920A (en) 1992-07-09 1993-10-05 General Electric Company Turbine nozzle seal arrangement
US5419250A (en) 1993-08-30 1995-05-30 Ferguson; Jason Hamburger degreaser
FR2711771B1 (fr) 1993-10-27 1995-12-01 Snecma Diffuseur de chambre à alimentation circonférentielle variable.
US5414999A (en) 1993-11-05 1995-05-16 General Electric Company Integral aft frame mount for a gas turbine combustor transition piece
US5457954A (en) 1993-12-21 1995-10-17 Solar Turbines Inc Rolling contact mounting arrangement for a ceramic combustor
DE69523545T2 (de) 1994-12-20 2002-05-29 Gen Electric Verstärkungrahmen für Gasturbinenbrennkammerendstück
DE19549143A1 (de) 1995-12-29 1997-07-03 Abb Research Ltd Gasturbinenringbrennkammer
US5934687A (en) 1997-07-07 1999-08-10 General Electric Company Gas-path leakage seal for a turbine
DE59808754D1 (de) 1997-12-19 2003-07-24 Mtu Aero Engines Gmbh Vormischbrennkammer für eine Gasturbine
GB2335470B (en) 1998-03-18 2002-02-13 Rolls Royce Plc A seal
US6471475B1 (en) 2000-07-14 2002-10-29 Pratt & Whitney Canada Corp. Integrated duct diffuser
US6564555B2 (en) 2001-05-24 2003-05-20 Allison Advanced Development Company Apparatus for forming a combustion mixture in a gas turbine engine
US6640547B2 (en) 2001-12-10 2003-11-04 Power Systems Mfg, Llc Effusion cooled transition duct with shaped cooling holes
US6537023B1 (en) 2001-12-28 2003-03-25 General Electric Company Supplemental seal for the chordal hinge seal in a gas turbine
US6652229B2 (en) 2002-02-27 2003-11-25 General Electric Company Leaf seal support for inner band of a turbine nozzle in a gas turbine engine
GB2390890B (en) 2002-07-17 2005-07-06 Rolls Royce Plc Diffuser for gas turbine engine
US6662567B1 (en) 2002-08-14 2003-12-16 Power Systems Mfg, Llc Transition duct mounting system
US7007480B2 (en) 2003-04-09 2006-03-07 Honeywell International, Inc. Multi-axial pivoting combustor liner in gas turbine engine
US7024863B2 (en) 2003-07-08 2006-04-11 Pratt & Whitney Canada Corp. Combustor attachment with rotational joint
EP1722069A1 (en) 2005-05-13 2006-11-15 Siemens Aktiengesellschaft Combustion turbine engine
US7721547B2 (en) 2005-06-27 2010-05-25 Siemens Energy, Inc. Combustion transition duct providing stage 1 tangential turning for turbine engines
US7637110B2 (en) 2005-11-30 2009-12-29 General Electric Company Methods and apparatuses for assembling a gas turbine engine
US7836677B2 (en) 2006-04-07 2010-11-23 Siemens Energy, Inc. At least one combustion apparatus and duct structure for a gas turbine engine
US7603863B2 (en) 2006-06-05 2009-10-20 General Electric Company Secondary fuel injection from stage one nozzle
US8322146B2 (en) 2007-12-10 2012-12-04 Alstom Technology Ltd Transition duct assembly
CN102131942B (zh) 2008-07-31 2013-06-05 澳大利亚联邦科学与工业研究组织 用于生产金属的方法
US8065881B2 (en) 2008-08-12 2011-11-29 Siemens Energy, Inc. Transition with a linear flow path with exhaust mouths for use in a gas turbine engine
US8113003B2 (en) 2008-08-12 2012-02-14 Siemens Energy, Inc. Transition with a linear flow path for use in a gas turbine engine
US8091365B2 (en) 2008-08-12 2012-01-10 Siemens Energy, Inc. Canted outlet for transition in a gas turbine engine
US8230688B2 (en) 2008-09-29 2012-07-31 Siemens Energy, Inc. Modular transvane assembly
US8276389B2 (en) 2008-09-29 2012-10-02 Siemens Energy, Inc. Assembly for directing combustion gas
US9822649B2 (en) 2008-11-12 2017-11-21 General Electric Company Integrated combustor and stage 1 nozzle in a gas turbine and method
US8281594B2 (en) 2009-09-08 2012-10-09 Siemens Energy, Inc. Fuel injector for use in a gas turbine engine
US7958734B2 (en) 2009-09-22 2011-06-14 Siemens Energy, Inc. Cover assembly for gas turbine engine rotor
US8991192B2 (en) 2009-09-24 2015-03-31 Siemens Energy, Inc. Fuel nozzle assembly for use as structural support for a duct structure in a combustor of a gas turbine engine
US20110259015A1 (en) 2010-04-27 2011-10-27 David Richard Johns Tangential Combustor
US9347328B2 (en) 2010-08-09 2016-05-24 Siemens Energy, Inc. Compressed air plenum for a gas turbine engine
US8667682B2 (en) 2011-04-27 2014-03-11 Siemens Energy, Inc. Method of fabricating a nearwall nozzle impingement cooled component for an internal combustion engine
US20120304665A1 (en) 2011-06-03 2012-12-06 General Electric Company Mount device for transition duct in turbine system
US8978388B2 (en) 2011-06-03 2015-03-17 General Electric Company Load member for transition duct in turbine system
US8826668B2 (en) 2011-08-02 2014-09-09 Siemens Energy, Inc. Two stage serial impingement cooling for isogrid structures
US9175604B2 (en) 2011-09-08 2015-11-03 Siemens Energy, Inc. Gas turbine engine with high and intermediate temperature compressed air zones
US20130081407A1 (en) 2011-10-04 2013-04-04 David J. Wiebe Aero-derivative gas turbine engine with an advanced transition duct combustion assembly
US9388738B2 (en) 2011-10-04 2016-07-12 Siemens Energy, Inc. Casing for a gas turbine engine
US8915706B2 (en) 2011-10-18 2014-12-23 General Electric Company Transition nozzle
US8961118B2 (en) 2011-10-20 2015-02-24 Siemens Energy, Inc. Structural cooling fluid tube for supporting a turbine component and supplying cooling fluid
US8459041B2 (en) * 2011-11-09 2013-06-11 General Electric Company Leaf seal for transition duct in turbine system
US8959888B2 (en) 2011-11-28 2015-02-24 Siemens Energy, Inc. Device to lower NOx in a gas turbine engine combustion system
US9200565B2 (en) 2011-12-05 2015-12-01 Siemens Energy, Inc. Full hoop casing for midframe of industrial gas turbine engine
US8978389B2 (en) 2011-12-15 2015-03-17 Siemens Energy, Inc. Radial inflow gas turbine engine with advanced transition duct
US9243507B2 (en) 2012-01-09 2016-01-26 General Electric Company Late lean injection system transition piece
US10012098B2 (en) 2012-02-29 2018-07-03 Siemens Energy, Inc. Mid-section of a can-annular gas turbine engine to introduce a radial velocity component into an air flow discharged from a compressor of the mid-section
US9206699B2 (en) 2012-02-29 2015-12-08 Siemens Energy, Inc. Mid-section of a can-annular gas turbine engine with a cooling system for the transition
US9291063B2 (en) 2012-02-29 2016-03-22 Siemens Energy, Inc. Mid-section of a can-annular gas turbine engine with an improved rotation of air flow from the compressor to the turbine
US9476355B2 (en) 2012-02-29 2016-10-25 Siemens Energy, Inc. Mid-section of a can-annular gas turbine engine with a radial air flow discharged from the compressor section
US20130239585A1 (en) 2012-03-14 2013-09-19 Jay A. Morrison Tangential flow duct with full annular exit component
US9133722B2 (en) 2012-04-30 2015-09-15 General Electric Company Transition duct with late injection in turbine system
US9181813B2 (en) 2012-07-05 2015-11-10 Siemens Aktiengesellschaft Air regulation for film cooling and emission control of combustion gas structure
US8745986B2 (en) 2012-07-10 2014-06-10 General Electric Company System and method of supplying fuel to a gas turbine
US20140060001A1 (en) 2012-09-04 2014-03-06 Alexander R. Beeck Gas turbine engine with shortened mid section
US9127554B2 (en) 2012-09-04 2015-09-08 Siemens Energy, Inc. Gas turbine engine with radial diffuser and shortened mid section
US8707673B1 (en) 2013-01-04 2014-04-29 General Electric Company Articulated transition duct in turbomachine
US9322335B2 (en) 2013-03-15 2016-04-26 Siemens Energy, Inc. Gas turbine combustor exit piece with hinged connections
US9134029B2 (en) 2013-09-12 2015-09-15 Siemens Energy, Inc. Radial midframe baffle for can-annular combustor arrangement having tangentially oriented combustor cans
US20150082794A1 (en) 2013-09-26 2015-03-26 Reinhard Schilp Apparatus for acoustic damping and operational control of damping, cooling, and emissions in a gas turbine engine
US9458737B2 (en) * 2013-10-04 2016-10-04 Siemens Energy, Inc. Adjustable bracing apparatus and assembly method for gas turbine exhaust diffuser
US9470422B2 (en) 2013-10-22 2016-10-18 Siemens Energy, Inc. Gas turbine structural mounting arrangement between combustion gas duct annular chamber and turbine vane carrier
US20150132117A1 (en) 2013-11-08 2015-05-14 John J. Marra Gas turbine engine ducting arrangement having discrete insert
US9309774B2 (en) 2014-01-15 2016-04-12 Siemens Energy, Inc. Assembly for directing combustion gas
US9404421B2 (en) 2014-01-23 2016-08-02 Siemens Energy, Inc. Structural support bracket for gas flow path

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6442946B1 (en) * 2000-11-14 2002-09-03 Power Systems Mfg., Llc Three degrees of freedom aft mounting system for gas turbine transition duct
JP2002295268A (ja) * 2001-03-29 2002-10-09 Hitachi Ltd ガスタービン燃焼器ライナー構造とその補修方法
JP2009030965A (ja) * 2007-07-26 2009-02-12 Snecma ターボ機械の燃焼チャンバ
US20100180605A1 (en) * 2009-01-22 2010-07-22 Siemens Energy, Inc. Structural Attachment System for Transition Duct Outlet
US20150233582A1 (en) * 2014-02-20 2015-08-20 Siemens Energy, Inc. Gas flow path for a gas turbine engine

Also Published As

Publication number Publication date
JP6990978B2 (ja) 2022-01-12
EP3222819B1 (en) 2020-10-14
US20170276003A1 (en) 2017-09-28
KR20170113188A (ko) 2017-10-12
US10145251B2 (en) 2018-12-04
EP3222819A1 (en) 2017-09-27
CN107228016B (zh) 2021-06-08
CN107228016A (zh) 2017-10-03
KR102350206B1 (ko) 2022-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9458732B2 (en) Transition duct assembly with modified trailing edge in turbine system
US8707673B1 (en) Articulated transition duct in turbomachine
US20120304665A1 (en) Mount device for transition duct in turbine system
KR102350206B1 (ko) 트랜지션 덕트 조립체
JP6956497B2 (ja) 移行ダクト組立体
JP7012444B2 (ja) 後期噴射特徴部を有するトランジションダクトアセンブリ
KR102303466B1 (ko) 트랜지션 덕트 조립체
EP3246631B1 (en) Transition duct assembly with late injection features

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20190523

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200302

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210128

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210212

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20210511

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210811

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20211109

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211207

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6990978

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350