KR20220047815A - 가스 터빈 엔진의 연소기 구성요소를 위한 축방향 유지 조립체 - Google Patents

가스 터빈 엔진의 연소기 구성요소를 위한 축방향 유지 조립체 Download PDF

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KR20220047815A
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스튜어트 크레이그 한슨
토마스 알란 모글 2세
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제너럴 일렉트릭 캄파니
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Abstract

본 발명은 가스 터빈 엔진의 연소기 구성요소를 위한 축방향 유지 조립체에 관한 것이다. 축방향 유지 조립체는 관통하여 연장되는 라이너 개구부를 한정하는 라이너를 갖는 연소기를 포함할 수 있다. 추가적으로, 연소기는 관통하여 연장되는 슬리브 개구부를 한정하는 슬리브를 추가로 포함할 수 있고, 슬리브는 라이너로부터 반경방향으로 외측으로 위치되고 라이너 주위에 적어도 부분적으로 원주 방향으로 위치된다. 또한, 축방향 유지 조립체는 슬리브 개구부 내에 위치된 장착 돌출부를 갖는 프레임을 포함할 수 있다. 또한, 축방향 유지 조립체는 프레임에 조절가능하게 결합되는 클램프 플레이트를 포함할 수 있다. 또한, 축방향 유지 조립체는 축방향 중심선을 따라 라이너와 슬리브 사이에서의 상대 이동이 감소되도록 라이너 개구부를 통해 연장되고 클램프 플레이트와 나사식으로 맞물리는 클램프 플레이트 조정 로드를 포함할 수 있다.

Description

가스 터빈 엔진의 연소기 구성요소를 위한 축방향 유지 조립체
본 개시내용은 대체적으로 가스 터빈 엔진에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 개시내용은 가스 터빈 엔진의 연소기 구성요소의 축방향 이동을 감소시키거나 방지하기 위한 축방향 유지 조립체에 관한 것이다.
가스 터빈 엔진은 대체적으로 압축기, 하나 이상의 연소기, 터빈, 및 배기 섹션을 포함한다. 압축기는 가스 터빈 엔진으로 들어가는 작동 유체(예컨대, 공기)의 압력을 점진적으로 증가시키고, 이러한 압축된 작동 유체를 연소기(들)에 공급한다. 압축된 작동 유체 및 연료(예컨대, 천연 가스)가 연소기(들) 내에서 혼합되고 연소되어 연소 가스를 생성한다. 다음에, 연소 가스는 각각의 연소기로부터 터빈으로 유동하며, 여기서 이는 팽창하여 일을 생산한다. 예를 들어, 터빈 섹션 내에서의 연소 가스의 팽창은 발전기에 연결된 로터 샤프트를 회전시켜 전기를 생성할 수 있다. 이어서, 연소 가스는 배기 섹션을 통해 가스 터빈을 빠져나간다.
각각의 연소기는 전형적으로 라이너, 슬리브 및 연소기 케이싱을 포함한다. 더 구체적으로, 라이너는 압축된 작동 유체와 연료의 혼합물이 연소되는 연소 챔버를 한정한다. 슬리브는 라이너를 적어도 부분적으로 원주 방향으로 둘러싼다. 이와 관련하여, 슬리브 및 라이너는 유동 통로를 한정하고, 압축된 공기는 연소 챔버로 들어가기 전에 유동 통로 통해 유동할 수 있다. 더욱이, 연소기 케이싱은 슬리브에 결합되고, 연소 챔버의 상류에 위치된 챔버를 한정한다. 하나 이상의 연료 노즐이 연소기 케이싱에 의해 한정된 챔버 내에 위치되며, 이때 각각의 연료 노즐이 연료를 연소 챔버에 공급한다.
가스 터빈 엔진을 제조할 때, 연소기의 다양한 구성요소는 대체적으로 연소기가 엔진에 설치되기 전에 사전 조립되거나 달리 함께 느슨하게 결합된다. 이와 같이, 사전 조립된 연소기는 대체적으로 공장 내에서 가스 터빈 엔진의 최종 조립 위치로 운반되어야 한다. 그러나, 사전 조립된 연소기의 라이너 및 케이싱은 전형적으로 연소기의 축방향 중심선을 따라 그러한 구성요소들의 이동을 방지하거나 최소화하는 방식으로 함께 결합되지 않는다. 이와 같이, 연소기의 연료 라인은 운송 중에 손상될 수 있어, 이에 의해 비싸고 시간 소모적인 수리를 필요로 한다.
본 기술의 태양 및 이점이 후속하는 설명에서 부분적으로 기재될 것이거나, 또는, 그 설명으로부터 명백할 수 있거나, 본 기술의 실시를 통해 학습될 수 있다.
일 양태에서, 본 발명은 가스 터빈 엔진의 연소기 구성요소들을 위한 축방향 유지 조립체에 관한 것이다. 축방향 유지 조립체는 연소기의 전방 단부와 연소기의 후방 단부 사이에서 연장되는 축방향 중심선을 한정하는 연소기를 포함할 수 있다. 연소기는 축방향 중심선으로부터 직각으로 외측으로 연장되는 반경 방향을 추가로 한정할 수 있다. 연소기는 관통하여 연장되는 개구부를 한정하는 라이너를 포함할 수 있다. 추가적으로, 연소기는 관통하여 연장되는 슬리브 개구부를 한정하는 슬리브를 추가로 포함할 수 있고, 슬리브는 라이너로부터 반경방향으로 외측으로 위치되고 라이너 주위에 적어도 부분적으로 원주 방향으로 위치된다. 또한, 축방향 유지 조립체는 슬리브 개구부 내에 위치된 장착 돌출부를 갖는 프레임을 포함할 수 있다. 또한, 축방향 유지 조립체는 프레임에 조절가능하게 결합되는 클램프 플레이트를 포함할 수 있다. 또한, 축방향 유지 조립체는 축방향 중심선을 따라 라이너와 슬리브 사이에서의 상대 이동이 감소되도록 라이너 개구부를 통해 연장되고 클램프 플레이트와 나사식으로 맞물리는 클램프 플레이트 조정 로드를 포함할 수 있다.
다른 양태에서, 본 발명은 가스 터빈 엔진에 관한 것이다. 가스 터빈은 연소기의 전방 단부와 연소기의 후방 단부 사이에서 연장되는 축방향 중심선을 한정하는 연소기를 포함할 수 있다. 연소기는 축방향 중심선으로부터 직각으로 외측으로 연장되는 반경 방향을 추가로 한정할 수 있다. 추가적으로, 연소기는 관통하여 연장되는 개구부 및 내부의 연소 챔버를 한정하는 라이너를 포함할 수 있다. 또한, 연소기는 관통하여 연장되는 슬리브 개구부를 한정하는 슬리브를 포함할 수 있고, 슬리브는 라이너로부터 반경방향으로 외측으로 위치되고 라이너 주위에 적어도 부분적으로 원주 방향으로 위치된다. 또한, 슬리브 및 라이너는 그 사이에 유동 통로를 한정한다. 또한, 가스 터빈은 복수의 축방향 유지 도구들을 포함할 수 있다. 각각의 축방향 유지 도구는 슬리브 개구부 내에 위치되는 장착 돌출부를 갖는 프레임을 포함할 수 있다. 각각의 축방향 유지 도구는 또한 프레임에 조절가능하게 결합되는 클램프 플레이트를 포함할 수 있다. 추가적으로, 각각의 축방향 유지 도구는 축방향 중심선을 따라 라이너와 슬리브 사이에서의 상대 이동이 감소되도록 라이너 개구부를 통해 연장되고 클램프 플레이트와 나사식으로 맞물리는 클램프 플레이트 조정 로드를 포함할 수 있다.
본 기술의 이들 및 다른 특징, 태양 및 이점은 하기의 설명 및 첨부된 청구범위를 참조하여 더 잘 이해될 것이다. 본 명세서에 포함되고 그의 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 기술의 실시예를 예시하며, 상세한 설명과 함께 본 기술의 원리를 설명하는 역할을 한다.
다양한 실시예를 실시하는 최상의 모드를 포함하여 본 기술의 완전하고 가능하게 하는 개시내용이 첨부된 도면을 참조하는 본 명세서에 기재되어 있다.
도 1은 본 개시내용의 태양에 따른 가스 터빈 엔진의 일 실시예의 개략도이다.
도 2는 본 개시내용의 태양에 따른 가스 터빈 엔진의 연소기의 측단면도이다.
도 3은 본 개시내용의 태양에 따른 가스 터빈 엔진의 연소기 구성요소를 위한 축방향 유지 조립체의 일 실시예의 평면도로서, 특히 연소기의 라이너 및 연소기의 슬리브를 결합시키는 복수의 축방향 유지 도구를 예시한다.
도 4는 대체적으로 라인 4-4에 대해 취해진 도 3에 도시된 축방향 유지 도구들 중 하나의 단면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 축방향 유지 도구의 사시도이다.
본 명세서 및 도면에서 참조 문자의 반복 사용은 본 기술의 동일한 또는 유사한 특징부 또는 요소를 나타내는 것으로 의도된다.
이제, 본 기술의 실시예를 상세히 참조할 것이며, 실시예의 하나 이상의 예가 첨부 도면에 도시되어 있다. 상세한 설명은 도면 내의 특징부를 지칭하기 위해 숫자 및 문자 표시를 사용한다. 도면 및 설명 내의 동일하거나 유사한 표시가 본 기술의 동일한 또는 유사한 부분을 지칭하는 데 사용되었다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "제1", "제2", 및 "제3"은 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위해 상호교환가능하게 사용될 수 있으며, 개별 구성요소들의 위치 또는 중요성을 나타내려는 의도는 아니다. 용어 "상류" 및 "하류"는 유체 경로 내의 유체 유동에 대한 상대적인 방향을 지칭한다. 예를 들어, "상류"는 유체가 그로부터 유동하는 방향을 지칭하고, "하류"는 유체가 그로 유동하는 방향을 지칭한다.
각각의 예는 본 기술의 제한이 아닌 본 기술의 설명으로서 제공된다. 실제로, 변형예 및 변경예가 본 기술에서 그의 범주 또는 사상으로부터 벗어남이 없이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게는 명백할 것이다. 예를 들어, 일 실시예의 일부로서 예시되거나 설명된 특징부는 다른 실시예에 대해 사용되어 또 다른 실시예를 산출할 수 있다. 따라서, 본 기술은 첨부된 청구범위 및 그의 등가물의 범주 내에 있는 것과 같은 그러한 변형예 및 변경예를 포괄하는 것으로 의도된다.
대체로, 본 개시내용은 가스 터빈 엔진의 연소기 구성요소를 위한 축방향 유지 조립체에 관한 것이다. 구체적으로, 몇몇 실시예에서, 축방향 유지 조립체는 (예를 들어, 연소기를 가스 터빈 엔진에 설치할 때) 연소기의 운송 및 취급 동안의 연소기의 라이너와 연소기의 슬리브 사이의 축방향 이동을 감소시키거나 방지하기 위한 하나 이상의 축방향 유지 도구를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 각각의 축방향 유지 도구는 프레임 및 프레임에 조절가능하게 결합되는 클램프 플레이트를 포함할 수 있다. 추가적으로, 각각의 축방향 유지 도구는 클램프 플레이트와 나사식으로 맞물리는 클램프 플레이트 조정 로드를 포함할 수 있다. 이와 같이, 클램프 플레이트에 대한 클램프 플레이트 조정 로드의 회전은 클램프 플레이트를 이동시켜 라이너와 접촉하게 하고 프레임을 이동시켜 슬리브와 접촉하게 함으로써, 연소기의 반경 방향으로 라이너와 슬리브 사이에서의 상대 이동을 감소 또는 방지할 수 있다. 또한, 각각의 클램프 플레이트 조정 로드는 라이너에 의해 한정되는 대응하는 개구부를 통해 연장될 수 있다. 또한, 각각의 프레임은 반경 방향으로 외측으로 연장되는 장착 돌출부를 포함할 수 있다. 각각의 장착 돌출부는, 이어서, 슬리브에 의해 한정되는 대응하는 개구부 내에 위치되거나 또는 달리 수용될 수 있다. 이와 관련하여, 장착 돌출부(들)를 슬리브 개구부(들) 내에 위치시키고 클램프 플레이트 조정 로드(들)를 라이너 개구부(들) 내에 위치시킴으로써 연소기의 축방향 중심선을 따라 라이너와 슬리브 사이에서의 상대 이동을 감소 또는 방지할 수 있다. 따라서, 축방향 유지 조립체는 연소기의 연료 라인 및/또는 다른 구성요소에 대한 손상을 초래하지 않으면서 연소기의 운송 및 취급을 허용한다.
산업용 또는 지상용 가스 터빈이 본 명세서에 도시되고 설명되지만, 본 명세서에 도시되고 설명되는 바와 같은 본 기술은 청구범위에 달리 명시되지 않는 한 지상용 및/또는 산업용 가스 터빈으로 제한되지 않는다. 예를 들어, 본 명세서에서 설명되는 바와 같은 본 기술은, 항공기 가스 터빈(예컨대, 터보팬 등), 증기 터빈 및 선박 가스 터빈을 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 유형의 터보기계에 사용될 수 있다.
이제 도면을 참조하면, 도 1은 본 개시내용의 태양에 따른 가스 터빈 엔진(10)의 일 실시예의 개략도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 가스 터빈 엔진(10)은 대체적으로 압축기(12), 압축기(12)의 하류에 위치된 하나 이상의 연소기(14), 및 연소기(들)(14)의 하류에 위치된 터빈(16)을 포함할 수 있다. 더욱이, 가스 터빈 엔진(10)은 압축기(12) 및 터빈(16)을 결합시키는 하나 이상의 샤프트(18)를 포함할 수 있다.
가스 터빈 엔진(10)의 작동 동안, 공기와 같은 작동 유체(예컨대, 화살표(20)로 표시된 바와 같음)가 압축기(12) 내로 유동할 수 있다. 다음에, 압축기(12)는 작동 유체(20)를 점진적으로 압축하여 가압된 작동 유체(예컨대, 화살표(22)로 표시된 바와 같음)를 연소기(들)(14)에 제공할 수 있다, 가압된 작동 유체(22)는 연소기(들)(14) 내에서 연료(예컨대, 화살표(24)로 표시된 바와 같음)와 혼합되고 연소되어 연소 가스(예컨대, 화살표(26)로 표시된 바와 같음)를 생성할 수 있다. 이어서, 연소 가스(26)는 연소기(들)(14)로부터 터빈(16) 내로 유동할 수 있으며, 여기서 로터 블레이드(도시되지 않음)는 연소 가스(26)로부터 동적 및/또는 열 에너지를 추출한다. 이러한 에너지 추출은 샤프트(들)(18)를 회전하게 할 수 있다. 이어서, 샤프트(18)의 기계적 회전 에너지는 압축기(12)에 전력을 공급하고/하거나 전기를 발생시키는 데 사용될 수 있다. 그 후, 연소 가스(26)는 가스 터빈 엔진(10)으로부터 배기될 수 있다.
도 2는 본 개시내용의 태양에 따른 가스 터빈 엔진의 연소기(14)의 일 실시예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 연소기(14)는 연소기(14)의 전방 단부(27)와 연소기(14)의 후방 단부(29) 사이에서 연장되는 축방향 중심선(28)을 한정할 수 있다. 더욱이, 연소기(14)는 축방향 중심선(28)으로부터 직각으로 외측으로 연장되는 반경 방향(30)을 한정할 수 있다. 또한, 연소기(14)는 축방향 중심선(28) 주위에서 원주 방향으로 연장되는 원주 방향(32)을 한정할 수 있다.
도시된 바와 같이, 연소기(14)는 가스 터빈 엔진(10)의 압축기 배출 케이싱(34) 내에 설치되거나 달리 적어도 부분적으로 그에 의해 수용될 수 있다. 압축기 배출 케이싱(34)은 연소기(14)의 다양한 구성요소를 적어도 부분적으로 둘러싸는 압력 플리넘(plenum)(36)을 적어도 부분적으로 한정할 수 있다. 또한, 압력 플리넘(36)은 압축기(12)(도 1)에 유동 가능하게 결합될 수 있다. 이와 같이, 압력 플리넘(36)은 그로부터 압축된 작동 유체(22)를 수용하고 수용된 압축된 작동 유체(22)를 연소기(14)에 제공할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 연소기(14)는 연소 라이너 또는 덕트(38)를 포함할 수 있다. 더 구체적으로, 라이너(38)는 연소기(14)의 축방향 중심선(28)을 따라 라이너(38)의 전방 단부(40)로부터 라이너(38)의 후방 단부(42)로 연장될 수 있다. 다음에, 후방 단부(42)는 터빈(16)의 입구(44)에 인접하게 위치될 수 있다. 일 실시예에서, 전방 단부(40)는 대체적으로 원통형 단면을 가질 수 있는 반면, 후방 단부(42)는 대체적으로 직사각형 단면을 가질 수 있다. 더욱이, 도시된 바와 같이, 라이너(38)는 가압된 작동 유체(22)와 연료(24)(도 1)의 혼합물이 내부에서 연소되어 연소 가스(26)(도 1)를 형성하는 연소 챔버 또는 구역(46)을 적어도 부분적으로 한정할 수 있다. 더구나, 라이너(38)는 또한 연소 가스(26)를 터빈 입구(44)를 향해 지향시키기 위해 연소기(14)를 통한 고온 가스 경로(48)를 적어도 부분적으로 한정할 수 있다. 일부 실시예에서, 라이너(38)는 단일 구성요소(단일체로 알려짐)로서 형성될 수 있다. 그러나, 대안적인 실시예에서, 라이너(38)는 임의의 다른 적합한 구성을 가질 수 있다.
또한, 연소기(14)는 연소기(14)의 축방향 중심선(28)을 따라 슬리브(50)의 전방 단부(52)로부터 슬리브(50)의 후방 단부(54)로 연장되는 외부 슬리브(50)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 몇몇 실시예들에서, 슬리브(50)는 라이너(38) 주위에 부분적으로 원주 방향으로 위치되어 슬리브(50)가 라이너(38)를 둘러싸거나 봉지하도록 할 수 있다. 더욱이, 슬리브(50)는 반경 방향(30)으로 라이너(38)로부터 이격되어 그들 사이에 유동 통로(56)를 한정할 수 있다. 이와 관련하여, 슬리브(50)는 압력 플리넘(36)과 유동 통로(56)를 유동 가능하게 결합시키는 복수의 개구부(도시되지 않음)를 한정할 수 있다. 이와 같이, 압축된 작동 유체(22)는 연소 챔버(46)로의 궁극적인 전달을 위해 압력 플리넘(36)으로부터 유동 통로(56)를 통해 유동할 수 있다. 대체적으로, 슬리브(50)는 (예컨대, 라이너(38)와 슬리브(50) 사이의 열 구배로 인해) 축방향 중심선(28)을 따라 그들 사이의 상대 이동을 허용하도록 라이너(38)에 대해 구속되지 않거나 그로부터 결합해제될 수 있다. 일부 실시예에서, 슬리브(50)는 단일 구성요소(단일체로 알려짐)로서 형성될 수 있다. 그러나, 대안적인 실시예에서, 슬리브(50)는 임의의 다른 적합한 구성을 가질 수 있다.
추가로, 연소기(14)는 슬리브(50)의 전방 단부(52)에 결합된 연소기 케이싱(58)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 몇몇 실시예에서, 연소기 케이싱(58)은 연소기(14)의 축방향 중심선(28)을 따라 연소기 케이싱(58)의 전방 단부(60)로부터 연소기 케이싱(58)의 후방 단부(62)로 연장될 수 있다. 더욱이, 도시된 바와 같이, 연소기 케이싱(58)은 그 내부에 연소기(14)의 헤드 단부 용적부(64)를 한정할 수 있다. 다음에, 헤드 단부 용적부(64)는 축방향 중심선(28)을 따라 연소 챔버(46)의 상류에 위치될 수 있다. 이와 관련하여, 하나 이상의 연료 노즐(66)은 연료(24)를 연소 챔버(46)에 공급하기 위해 헤드 단부 용적부(64) 내에 위치될 수 있다. 더욱이, 단부 커버(68)는 연소기 케이싱(58)의 전방 단부(60)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 단부 커버(68)는 연소기 케이싱(58)의 장착 플랜지(70)에 (예컨대, 볼트 또는 다른 적합한 패스너를 통해) 결합될 수 있다. 그러나, 대안적인 실시예에서, 연소기 케이싱(58)은 임의의 다른 적합한 구성을 가질 수 있다.
위에서 설명되고 도 1 및 도 2에 도시된 가스 터빈 엔진(10)의 구성은 본 발명의 주제를 예시적인 사용 분야에 배치하기 위해서만 제공된다. 따라서, 본 발명의 주제는 가스 터빈 엔진 구성의 임의의 방식에 용이하게 적응가능할 수 있음을 이해해야 한다.
이제 도 3을 참조하면, 본 개시내용의 태양에 따라 가스 터빈 엔진의 연소기 구성요소를 위한 축방향 유지 조립체(100)의 일 실시예의 개략도가 도시된다. 대체적으로, 축방향 유지 조립체(100)는 도 1 및 도 2를 참조하여 전술된 가스 터빈 엔진(10)을 참조하여 본 명세서에서 설명될 것이다. 그러나, 개시된 시스템(100)은 대체적으로 임의의 다른 적합한 엔진 구성을 갖는 가스 터빈 엔진과 함께 사용될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 축방향 유지 조립체(100)는 하나 이상의 축방향 유지 도구(102)를 포함할 수 있다. 대체적으로, 연소기(14)가 가스 터빈 엔진(10)의 압축기 배출 케이싱(34)(도 2) 내에 설치될 때, 단부 커버(68) 및 연료 노즐(66)(도 2)은 연소기(14) 내에 설치되지 않거나 달리 제공하지 않을 수 있다. 이와 관련하여, 축방향 유지 도구(들)(102)는 연소기(14)의 연소 챔버(46), 유동 통로(56), 및/또는 헤드 단부 용적부(64) 내에 위치될 수 있다. 구체적으로, 아래 더 상세하게 논의될 바와 같이, 각각의 축방향 유지 도구(102)는 라이너(38)의 전방 단부(40) 및 슬리브(50)의 전방 단부(52)에 결합되어 도구(들)(102)는 집합적으로 이러한 설치 및 연소기(14)의 연관된 운반/조작 동안 축방향 중심선(28)을 따라 라이너(38)와 슬리브(50) 사이에서의 상대 이동을 감소 또는 방지하도록 할 수 있다. 예를 들어, 도시된 실시예에서, 축방향 유지 조립체(100)는 4개의 축방향 유지 도구(102)를 포함하며, 이때 그러한 도구들(102)은 원주 방향(32)으로 90도만큼 서로 이격된다. 그러나, 대안적인 실시예에서, 축방향 유지 조립체(100)는 임의의 다른 적합한 수의 축방향 유지 도구(102)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 대안적인 실시예에서, 축방향 유지 조립체(100)는 2개의 축방향 유지 도구(102)를 포함할 수 있으며, 이때 그러한 도구들(102)은 원주 방향(32)으로 180도만큼 서로 이격된다.
도 4 및 도 5는 본 개시내용의 태양에 따른 축방향 유지 도구(102)의 일 실시예의 상이한 도면을 도시한다. 구체적으로, 도 4는 연소기(14) 내에 설치되고 도 3의 라인 4-4에 대해 대체적으로 취해진 축방향 유지 도구(102)의 단면도를 도시한다. 또한, 도 5는 연소기(14)로부터 제거된 축방향 유지 도구(102)의 사시도를 도시한다.
몇몇 실시예들에서, 축방향 유지 도구(102)는 일반적으로 장착 돌출부(106)를 갖는 프레임(104), 클램프 플레이트(108), 및 클램프 플레이트 조정 로드(110)를 포함할 수 있다. 더 구체적으로는, 축방향 유지 도구(102)가 연소기(14) 내에 설치될 때, 프레임(104)은 적어도 부분적으로 유동 통로(56) 및 헤드 단부 용적부(64) 내에 위치되어 장착 돌출부(106)가 슬리브(50)를 통해 연장되는 슬리브 개구부(112) 내에 수용되도록 할 수 있다. 또한, 클램프 플레이트(108)는 프레임(104)에 조절가능하게 결합될 수 있다. 추가적으로, 클램프 플레이트 조정 로드(110)는 라이너(38)에 의해 한정되는 라이너 개구부(114)를 통해 연장되어 클램프 플레이트(108)와 나사식으로 맞물릴 수 있다. 이와 관련하여, 라이너(38)에 대한 클램프 플레이트 조정 로드(110)의 회전은 클램프 플레이트(108)를 이동시켜 라이너(38)와 접촉하게 하고 프레임(104)을 이동시켜 슬리브(50)와 접촉하게 함으로써, 반경 방향(30)으로 라이너(38)와 슬리브(50) 사이에서의 상대 이동을 감소 또는 방지할 수 있다. 또한, 장착 돌출부(106)를 슬리브 개구부(112) 내에 위치시키고 클램프 플레이트 조정 로드(110)를 라이너 개구부(114) 내에 위치시킴으로써 축방향 중심선(28)을 따라 라이너(38)와 슬리브(50) 사이에서의 상대 이동을 감소 또는 방지할 수 있다.
도시된 바와 같이, 축방향 유지 도구(102)가 연소기(14) 내에 설치될 때, 프레임(104)은 유동 통로(56) 및 헤드 단부 용적부(64) 내에 위치될 수 있다. 구체적으로, 몇몇 실시예들에서, 프레임(104)은 제1 벽(116) 및 제2 벽(118)을 포함할 수 있다. 이러한 실시예들에서, 제1 벽(116)은 슬리브(50)에 평행하게 배향되고 부분적으로 유동 통로(56) 내에 그리고 부분적으로 헤드 단부 용적부(64) 내에 위치될 수 있다. 즉, 제1 벽(116)은 라이너(38)와 슬리브(50) 사이에서 반경 방향(30)으로 위치될 수 있다. 이와 같이, 제1 벽(116)은 라이너(38)의 상류 단부(40)에 인접한 슬리브(50)의 내측 표면(120)과 접촉할 수 있다. 또한, 제2 벽(118)은 제1 벽(116)으로부터 반경 방향(30)으로 내향으로(즉, 축방향 중심선(28)을 향해) 연장되어 제1 및 제2 벽(116, 118)이 서로 수직하게 배향되도록 할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 제1 및 제2 벽(116, 118)은 일반적으로 L-형상을 갖는다. 추가적으로, 제2 벽(118)은 헤드 단부 용적부(64) 내에 위치되어 제2 벽(118)의 일부분이 라이너(38)의 전방 에지(122)와 접촉하도록 할 수 있다. 그러나, 대안적인 실시예들에서, 프레임(104)은 임의의 다른 적합한 구성을 가질 수 있다.
위에 표시된 바와 같이, 프레임(104)은 그로부터 외측으로 연장되는 장착 돌출부(106)를 포함할 수 있다. 더 구체적으로는, 장착 돌출부(106)는 제1 벽(116)으로부터 반경 방향(30)으로 외측으로 (즉, 축방향 중심선(28)으로부터 멀리) 연장될 수 있다. 그와 같이, 도 4에 도시된 바와 같이 프레임(104)이 유동 통로(56) 내에 그리고 부분적으로 헤드 단부 용적부(64) 내에 위치될 때, 장착 돌출부(106)는 슬리브(50)에 의해 한정되고, 이를 통하여 연장되는 개구부(112) 내에 위치되거나 또는 달리 수용될 수 있다. 슬리브 개구부(112) 내의 장착 돌출부(106)의 이러한 위치설정은, 이어서, 축방향 중심선(28)을 따라 도구(102)와 슬리브(50) 사이에서의 상대 이동을 방지 또는 감소시킬 수 있다. 또한, 도시된 실시예에서, 장착 돌출부(106)는 원통 형상을 갖는다. 그러나, 대안적인 실시예들에서, 장착 돌출부(106)는 임의의 다른 적합한 형상, 예컨대, 직사각형 프리즘-유사 형상을 가질 수 있다.
또한, 위에 표시된 바와 같이, 축방향 유지 도구(102)는 클램프 플레이트(108)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 몇몇 실시예들에서, 클램프 플레이트(108)는 프레임(102)의 제2 벽(118)에 조절가능하게 결합될 수 있다. 추가적으로, 축방향 유지 도구(102)가 연소기(14) 내에 설치될 때, 클램프 플레이트(108)는 프레임(102)의 제1 벽(116)과 라이너(38)의 외측 표면(124) 사이에서 반경 방향(30)으로 위치될 수 있다. 즉, 클램프 플레이트(108)는 유동 통로(56) 내에 위치될 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 클램프 플레이트(108)는 축방향 중심선(28)을 따라 제1 벽(116)의 일부분에 정렬된다. 이와 관련하여, 클램프 플레이트(108)는 제1 벽(116)과 라이너(38) 사이에서 반경 방향(30)으로 이동가능할 수 있다. 아래 더 상세하게 논의될 바와 같이, 클램프 플레이트 조정 로드(110)는 클램프 플레이트(108)에 의해 한정되는 클램프 플레이트 개구부(125)를 통해 클램프 플레이트(108)와 나사식으로 맞물려 클램프 플레이트 조정 로드(110)의 회전이 클램프 플레이트(108)를 제1 벽(116)과 라이너(38) 사이에서 반경 방향(30)으로 이동시키도록 할 수 있다. 또한, 클램프 플레이트(108)는 라이너(30)의 외측 표면(124) 상에 반경방향 내측 힘을 가하기에 적합한 블록 또는 플레이트에 대응할 수 있다. 그러나, 대안적인 실시예들에서, 클램프 플레이트(108)는 임의의 다른 적합한 구성을 가질 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 축방향 유지 도구(102)는 클램프 플레이트(108)를 프레임(104)의 제2 벽(118)에 조절가능하게 결합시키기 위한 클램프 플레이트 결합 로드(126) 및 연관된 체결구(들)를 포함할 수 있다. 더 구체적으로는, 제2 벽(118)은 관통하여 연장되는 세장형 슬롯(128)을 한정할 수 있다. 또한, 클램프 플레이트(108)는 제2 벽(118)의 제1 면(130)에 인접하게 위치될 수 있다. 도시된 바와 같이, 클램프 플레이트 결합 로드(126)는 클램프 플레이트(108)에 결합되고 세장형 슬롯(128)을 통해 연장될 수 있다. 이와 관련하여, 세장형 슬롯(128)은 클램프 플레이트(108)가 프레임(106)의 제1 벽(116)과 라이너(38) 사이에서 반경 방향(30)으로 이동하도록 허용할 수 있다. 추가적으로, 축방향 유지 도구(102)는 제1 면(130)의 반대편에 있는 제2 벽(118)의 제2 면(134)에 인접한 클램프 플레이트 결합 로드(126)의 단부와 나사식으로 맞물리는 제1 체결구(132)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 벽(118)의 제2 면(134)은 단부 커버(68)(도 2)를 향하거나 제2 벽(118)의 제1 면(130)보다 단부 커버(68)(도 2)에 더 가까이 위치될 수 있다. 일반적으로, 제1 체결구(132)는 클램프 플레이트 결합 샤프트(126)에 대해 회전되어 프레임(104)의 제2 벽(118)에 대한 클램프 플레이트(108)의 위치를 조정할 수 있다. 아래 설명되는 바와 같이, 이러한 조정은 클램프 블록 개구부(125)가 반경 방향(30)으로 라이너 개구부(114)에 정렬되도록 할 수 있다. 추가적으로, 축방향 유지 도구(102)는 클램프 플레이트 결합 로드(126)의 단부에 나사식으로 맞물리는 제2 체결구(136)를 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 제1 체결구(132)는 제2 체결구(136)와 프레임(104)의 제2 벽(118) 사이에서 반경 방향(30)으로 위치되어 제1 체결구(132)가 클램프 플레이트 결합 로드(126)와 나사식으로 맞물림해제되는 것을 방지할 수 있다. 일 실시예에서, 와셔(138)는 제1 체결구(132)와 프레임(104)의 제2 벽(118) 사이에서 반경 방향(30)으로 위치될 수 있다. 도시된 실시예에서, 제1 체결구(130)는 윙 너트에 대응하고 제2 체결구(136)는 나일록 너트에 대응한다. 그러나, 대안적인 실시예들에서, 제1 및 제2 체결구들(132, 136)은 임의의 다른 적합한 유형들의 체결구들에 대응할 수 있다.
위에 표시된 바와 같이, 클램프 플레이트 조정 로드(110)는 일반적으로 클램프 플레이트(108)를 반경 방향(30)으로 프레임(104)의 제1 벽(116)과 라이너(38) 사이에서 이동시킬 수 있다. 이와 관련하여, 플레이트 조정 로드(110)는 프레임(104)의 제1 벽(116)을 밀어 슬리브(50)와 접촉시키고 클램프 플레이트(108)를 밀어 라이너(38)와 접촉시키는 데 사용될 수 있다. 더 구체적으로는, 몇몇 실시예들에서, 클램프 플레이트 조정 로드(110)는 라이너(38)의 전방 단부(40)에 의해 한정되는 라이너 개구부(114)를 통해 연장될 수 있다. 라이너 개구부(114) 내의 클램프 플레이트 조정 로드(110)의 이러한 위치설정은, 이어서, 축방향 중심선(28)을 따라 도구(102)와 라이너(38) 사이에서의 상대 이동을 방지 또는 감소시킬 수 있다. 또한, 클램프 플레이트 조정 로드(110)는 클램프 플레이트(108)를 통해 연장되고 그와 나사식으로 맞물릴 수 있다. 이와 관련하여, 라이너(38)에 대한 클램프 플레이트 조정 로드(110)의 회전은 클램프 플레이트 조정 로드(110)로 하여금 라이너(38)에 대하여 반경 방향(30)으로 병진하거나 또는 달리 이동하게 할 수 있다. 클램프 플레이트 조정 로드(110)의 반경방향 이동은, 이어서, 클램프 플레이트(108)를 반경 방향(30)으로 라이너(38)와 프레임(104)의 제1 벽(116) 사이에서 이동시킬 수 있다. 이와 같이, 클램프 플레이트 조정 로드(110)의 충분한 회전은 프레임(104)의 제1 벽(116)을 밀어 슬리브(50)와 접촉하게 하고 클램프 플레이트(108)를 밀어 라이너(38)와 접촉하게 할 수 있다. 추가로, 일 실시예에서, 핸들(154)은 클램프 플레이트 조정 로드(136)의 용이한 회전을 허용하기 위해 나사형성된 로드(136)의 반경방향 내측 단부에 결합될 수 있다.
대체적으로, 축방향 유지 도구(102)가 연소기(14) 내에 설치되어, 축방향 중심선(28)을 따라 및/또는 반경 방향(30)으로 라이너(38)와 슬리브(50) 사이의 상대 이동을 감소시키거나 방지할 수 있다. 더 구체적으로는, 축방향 유지 도구(102)(클램프 플레이트 조정 로드(110)가 제거됨)는 연소기(14)의 유동 통로(56) 및 헤드 단부 용적부(64) 내에 위치되어 장착 돌출부(108)가 슬리브 개구부(112) 내에 위치되고 클램프 플레이트(108)가 유동 통로(56) 내에 위치되도록 할 수 있다. 이러한 위치설정 후에, 프레임(104)의 제1 벽(116)은 슬리브(50)의 내측 표면(120)과 접촉할 수 있고 프레임(104)의 제2 벽(118)의 일부분은 라이너(38)의 상류 에지(122)와 접촉할 수 있다. 제1 체결구(132)는 축방향 중심선(28)에 따라 클램프 플레이트 개구부(125)를 라이너 개구부(114)와 정렬시키기 위하여 프레임(102)의 제2 벽(118)에 대한 클램프 플레이트(108)의 위치를 조정하도록 회전될 수 있다. 그 후, 클램프 플레이트 조정 로드(110)는 라이너 개구부(114)를 통해 삽입되고 라이너(38)에 대해 회전되어 클램프 플레이트 개구부(125)를 통해 클램프 플레이트(108)와 나사식으로 맞물릴 수 있다. 클램프 플레이트 조정 로드(110)의 연속되는 회전은 프레임(104)의 제1 벽(116)으로 하여금 슬리브(50)와 접촉하게 하고 클램프 플레이트(108)로 하여금 라이너(38)와 접촉하게 할 수 있다. 다음에, 그러한 접촉은 제1 벽(116)이 반경방향 외측 힘을 슬리브(50)에 가하게 하고 클램프 플레이트(108)가 반경방향 내측 힘을 라이너(38)에 가하게 할 수 있다. 그러나, 대안적인 실시예에서, 축방향 유지 도구(102)는 연소기(14) 내에 임의의 다른 적합한 방식으로 설치될 수 있다.
상기에 나타낸 바와 같이, 축방향 유지 조립체(100)는 복수의 축방향 유지 도구(102)를 포함할 수 있다. 이러한 실시예들에서, 각각의 축방향 유지 도구(102)는 전술한 바와 동일한 방식으로 설치될 수 있다.
이러한 설명은, 최상의 모드를 포함한 본 기술을 개시하기 위하여, 그리고 또한 임의의 디바이스 또는 시스템을 제조 및 이용하는 것 및 임의의 포함된 방법을 수행하는 것을 포함한 본 기술을 어떠한 당업자도 실시하는 것을 가능하게 하기 위하여 예들을 사용한다. 본 기술의 특허가능 범주는 청구범위에 의해서 한정되고, 당업자에게 떠오르는 다른 예들을 포함할 수 있을 것이다. 그러한 다른 예들이 청구범위의 문헌적 표현과 상이하지 않은 구조적 요소를 포함한다면, 또는 그들이 청구범위의 문헌적 표현과 사소한 차이를 갖는 등가의 구조적 요소를 포함한다면, 그러한 다른 예들은 청구범위의 범주 내에 있는 것으로 의도된다.

Claims (20)

  1. 가스 터빈 엔진의 연소기 구성요소를 위한 축방향 유지 조립체로서,
    연소기 - 상기 연소기는 상기 연소기의 전방 단부와 상기 연소기의 후방 단부 사이에서 연장되는 축방향 중심선을 한정하고, 상기 연소기는 상기 축방향 중심선으로부터 직각으로 외측으로 연장되는 반경 방향을 추가로 한정하고, 상기 연소기는 관통하여 연장되는 개구부를 한정하는 라이너를 포함하고, 상기 연소기는 관통하여 연장되는 슬리브 개구부를 한정하는 슬리브를 추가로 포함하고, 상기 슬리브는 상기 라이너로부터 반경방향으로 외측으로 위치되고 상기 라이너 주위에 적어도 부분적으로 원주 방향으로 위치됨 -;
    상기 슬리브 개구부 내에 위치되는 장착 돌출부를 포함하는 프레임;
    상기 프레임에 조절가능하게 결합된 클램프 플레이트;
    상기 축방향 중심선을 따라 상기 라이너와 상기 슬리브 사이에서의 상대 이동이 감소되도록 상기 라이너 개구부를 통해 연장되고 상기 클램프 플레이트와 나사식으로 맞물리는 클램프 플레이트 조정 로드를 포함하는, 축방향 유지 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 클램프 플레이트는 상기 라이너와 상기 슬리브 사이에서 상기 반경 방향으로 위치되는, 축방향 유지 조립체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 라이너에 대한 상기 클램프 플레이트 조정 로드의 회전은 상기 클램프 플레이트를 상기 라이너와 상기 프레임 사이에서 상기 반경 방향으로 이동시키는, 축방향 유지 조립체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 장착 돌출부는 상기 프레임으로부터 상기 반경 방향을 따라 외측으로 연장되는, 축방향 유지 조립체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 프레임은 제1 벽 및 제2 벽을 포함하고, 상기 장착 돌출부는 상기 제1 벽으로부터 외측으로 연장되고, 상기 클램프 플레이트는 상기 제2 벽과 조절가능하게 결합되는, 축방향 유지 조립체.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 벽은 상기 제2 벽에 수직하게 배향되는, 축방향 유지 조립체.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제1 벽은 상기 라이너와 상기 슬리브 사이에서 상기 반경 방향으로 위치되는, 축방향 유지 조립체.
  8. 제5항에 있어서, 상기 제2 벽은 상기 제1 벽으로부터 상기 반경 방향을 따라 내향으로 연장되는, 축방향 유지 조립체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 클램프 플레이트에 결합되는 클램프 플레이트 결합 로드를 추가로 포함하고, 상기 프레임은 관통하여 연장되는 세장형 슬롯을 한정하고, 상기 클램프 플레이트 결합 로드는 상기 세장형 슬롯을 통해 연장되는, 축방향 유지 조립체.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 클램프 플레이트 결합 로드와 나사식으로 맞물리는 제1 체결구;
    상기 클램프 플레이트 결합 로드와 나사식으로 맞물리는 제2 체결구를 추가로 포함하고, 상기 제1 체결구는 상기 제2 체결구와 상기 프레임 사이에서 상기 축방향 중심선을 따라 위치되고,
    상기 제2 체결구는 상기 제1 체결구가 상기 클램프 플레이트 결합 로드와 나사식으로 맞물림해제되는 것을 방지하는, 축방향 유지 조립체.
  11. 가스 터빈 엔진으로서,
    연소기 - 상기 연소기는 상기 연소기의 전방 단부와 상기 연소기의 후방 단부 사이에서 연장되는 축방향 중심선을 한정하고, 상기 연소기는 상기 축방향 중심선으로부터 직각으로 외측으로 연장되는 반경 방향을 추가로 한정하고, 상기 연소기는,
    관통하여 연장되는 개구부 및 내부의 연소 챔버를 한정하는 라이너;
    관통하여 연장되는 슬리브 개구부를 한정하는 슬리브 - 상기 슬리브는 상기 라이너로부터 반경방향으로 외측으로 위치되고 상기 라이너 주위에 적어도 부분적으로 원주 방향으로 위치되고, 상기 슬리브 및 상기 라이너는 그 사이에 유동 통로를 한정함 -를 포함함 -; 및
    복수의 축방향 유지 도구들을 포함하고, 각각의 축방향 유지 도구는,
    상기 슬리브 개구부 내에 위치되는 장착 돌출부를 포함하는 프레임;
    상기 프레임에 조절가능하게 결합된 클램프 플레이트;
    상기 축방향 중심선을 따라 상기 라이너와 상기 슬리브 사이에서의 상대 이동이 감소되도록 상기 라이너 개구부를 통해 연장되고 상기 클램프 플레이트와 나사식으로 맞물리는 클램프 플레이트 조정 로드를 포함하는, 가스 터빈 엔진.
  12. 제11항에 있어서, 상기 복수의 축방향 유지 도구들 각각은 상기 연소기 주위에서 서로 원주 방향으로 이격되는, 가스 터빈 엔진.
  13. 제11항에 있어서, 상기 클램프 플레이트는 상기 라이너와 상기 슬리브 사이에서 상기 반경 방향으로 위치되는, 가스 터빈 엔진.
  14. 제11항에 있어서, 상기 라이너에 대한 상기 클램프 플레이트 조정 로드의 회전은 상기 클램프 플레이트를 상기 라이너와 상기 프레임 사이에서 상기 반경 방향으로 이동시키는, 가스 터빈 엔진.
  15. 제11항에 있어서, 상기 장착 돌출부는 상기 프레임으로부터 상기 반경 방향을 따라 외측으로 연장되는, 가스 터빈 엔진.
  16. 제11항에 있어서, 각각의 프레임은 제1 벽 및 제2 벽을 포함하고, 상기 장착 돌출부는 상기 제1 벽으로부터 외측으로 연장되고, 상기 클램프 플레이트는 상기 제2 벽과 조절가능하게 결합되는, 가스 터빈 엔진.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제1 벽은 상기 제2 벽에 수직으로 배향되는, 가스 터빈 엔진.
  18. 제16항에 있어서, 상기 제1 벽은 상기 라이너와 상기 슬리브 사이에서 상기 반경 방향으로 위치되는, 가스 터빈 엔진.
  19. 제11항에 있어서, 각각의 축방향 유지 도구는,
    상기 클램프 플레이트에 결합되는 클램프 플레이트 결합 로드를 추가로 포함하고, 상기 프레임은 관통하여 연장되는 세장형 슬롯을 한정하고, 상기 클램프 플레이트 결합 로드는 상기 세장형 슬롯을 통해 연장되는, 가스 터빈 엔진.
  20. 제19항에 있어서, 각각의 축방향 유지 도구는,
    상기 클램프 플레이트 결합 로드와 나사식으로 맞물리는 제1 체결구;
    상기 클램프 플레이트 결합 로드와 나사식으로 맞물리는 제2 체결구를 추가로 포함하고, 상기 제1 체결구는 상기 제2 체결구와 상기 프레임 사이에서 상기 축방향 중심선을 따라 위치되고,
    상기 제2 체결구는 상기 제1 체결구가 상기 클램프 플레이트 결합 로드와 나사식으로 맞물림해제되는 것을 방지하는, 가스 터빈 엔진.
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