エンボス加工されたエンドカバー及び／又は燃焼ケーシング用ガスケット及び関連方法
【課題】通常の環境下で約８５０°Ｆ〜１０５０°Ｆで供用可能なグラファイトガスケット材料が燃焼ガスへの曝露のため８５０°Ｆ程度の低温で分解するという問題を解消する。
【解決手段】ガスケットアセンブリは、上面３４と底面３６と内端３０と外端３２とを有する外周閉鎖コア２８と、外周閉鎖コア２８の少なくとも外端３２を取り囲む第１カバー部品３８と、外周閉鎖コア２８の内端３０を取り囲み、第１カバー部品３８と重なり合うように延在する第２カバー部品５０とを備える。
【解決手段】ガスケットアセンブリは、上面３４と底面３６と内端３０と外端３２とを有する外周閉鎖コア２８と、外周閉鎖コア２８の少なくとも外端３２を取り囲む第１カバー部品３８と、外周閉鎖コア２８の内端３０を取り囲み、第１カバー部品３８と重なり合うように延在する第２カバー部品５０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に回転機械技術に関し、具体的には、タービン燃焼器エンドカバー又はケーシングのための新規なガスケット構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
タービン燃焼器システムでは、燃焼ガスの漏れを防止するため、例えば燃焼器エンドカバー、燃焼器ケーシング等の様々な燃焼器部品の間の接続部をシールするために、ガスケットが常用されている。現在、かかるガスケットは、通常の環境下で約８５０°Ｆ〜１０５０°Ｆの範囲で供用可能なグラファイトでできている。しかしながら、グラファイトガスケット材料は、明らかに燃焼ガスへの曝露のため、４５０°Ｆ程度の低温で分解することが知られている。そこで、現在グラファイトガスケットで日常的にみられる漏れの問題が解消されたガスタービン燃焼システム用ガスケット構造が依然として求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第４８７８６７８号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
ある非限定的で例示的な態様では、本発明は、上面と底面と内端と外端とを有する圧縮性シール材料のコアと、コアの少なくとも外端を取り囲む第１カバー部品と、コアの内端を取り囲み、第１カバー部品と重なり合うように延在する第２カバー部品とを備えるガスケットアセンブリに関する。
【０００５】
別の態様では、本発明は、ガスケットアセンブリであって、上部平坦面と下部平坦面と半径方向内端と半径方向外端とを有する圧縮性シール材料の外周閉鎖コアと、上部平坦面及び下部平坦面の非過半部分と半径方向外端とを取り囲む第１カバー部品と、上部平坦面及び下部平坦面の過半部分と半径方向内端とを取り囲む第２カバー部品とを備えており、第２カバー部品の上側面及び下側面が第１カバー部品の上側面及び下側面と重なり合っており、さらに第２カバー部品の自由エッジ部が、それぞれ外周閉鎖コアから突き出た中空連続環状リブを含むように形成されている、ガスケットアセンブリに関する。
【０００６】
さらに別の非限定的で例示的な態様では、本発明は、各機械部品の隣接環状ボルトフランジをシールする方法であって、ボルトフランジの一方に環状ガスケット溝を形成するステップと、圧縮性シール材料の内部コアを準備するステップと、内部コアを一対のカバー部品で取り囲むステップであって、カバー部品の一方が第１の上側面及び下側面と半径方向外端とを有していて、他方が第１の上側面及び下側面と重なり合う第２の上側面及び下側面と半径方向外端とを有しており、第２の上側面及び下側面の自由端部がそれぞれ内部コアから突き出た連続中空リブを含むように形成され、自由端部が第１の上側面及び下側面と係合可能である、ステップと、ガスケットアセンブリを溝に挿入するステップと、ボルトフランジを固定するステップとを含む方法に関する。
【０００７】
これより、添付図面に関連して本発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の例示的な実施形態に係るガスケットを収容するための溝をもつように形成された燃焼器ケーシングフランジを示す部分切断・部分斜視図である。
【図２】本発明の例示的な実施形態に係るガスケットアセンブリの拡大部分斜視図である。
【図３】図１に示すケーシング溝に装着した図２に示すガスケットアセンブリの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
まず図１を参照すると、燃焼器ケーシング１０は、その一端にボルトフランジ１２が形成又は設けられ、ボルトフランジには、ケーシング１０を別の機械部品に固定するのに用いられるボルト穴１４の環状列が形成されている。ボルトフランジ１２の前面つまり取付面１６には、ボルト穴１４の列の半径方向内側にガスケット溝１８も形成されている。ガスケット溝１８は開口溝の形態であり、底面２０と内側溝壁２２と外側溝壁２４とを含む。溝は、後で詳しく説明するガスケットアセンブリ２６を収容できる寸法とされる。
【００１０】
図２及び図３を参照すると、ガスケットアセンブリ２６は、比較的軟らかいシール材料好ましくはグラファイトからなる外周閉鎖内部コア２８をもつように形成されており、その表面特性は現在使用されているグラファイトガスケットと同様である。コア２８は、内端３０と外端３２と上面３４と底面３６を有する。上側面４２及び下側面４４と外端４０とを有する逆Ｃ字形のプラテンリング（つまり第１の内側カバー部品）３８が、グラファイトコア２８の上面３４及び底面３６の非過半部分と半径方向外端３２の上に被せられ、縁４６，４８を終端とする。プラテンリング３８は、好ましくは、予圧縮された比較的重いステンレス鋼材で作製され、図に示す形状から容易には変形しない。
【００１１】
内端５２と上側面５４と下側面５６とを有する略Ｃ字形の第２外側カバー部品５０が、コア２８の内端３０を取り囲み、コア２８の上面３４及び底面３６の残りの過半部分の上に延在して、プラテンリング３８の上側面４２及び下側面４４と重なる。
【００１２】
好ましくは、外側カバー部品５０は、銅のようなさらに軟らかい金属でできており、その上側面５４及び下側面５６は、それらの自由エッジ６２及び６４の近傍にエンボス５８及び６０をもつように形成される。エンボス５８及び６０は、ガスケットの外周閉鎖全体の周囲に延在する連続中空リブを含む。なお、自由エッジ６２及び６４は、プラテンリング３８の外端４０の手前で、その近傍に終端をもつ。したがって、内側部品３８と外側部品５０は、外側部品５０の上側面５４及び下側面５６が内側部品３８の上側面４２及び下側面４４と重なるように、コア２８の上に両側から内側部品３８及び外側部品５０を押すことによって、コア２８の周囲に組み立てることができる。
【００１３】
装着すると、外側カバー部品５０の内端５２及びプラテンリング３８の外端４０が、溝１８の内側壁２２及び外側壁２４とそれぞれ係合する。別の部品（図示せず）の対応ボルトフランジをボルトフランジ１２に当てて締めると、ガスケットアセンブリ２６は完全に溝１８に着座して、エンボス５８及び６０は圧縮され、必要に応じて対向ボルトフランジ上の表面の凸凹に順応するように変形する。同時に、グラファイトコア２８は依然として完全に取り囲まれているので、有害な燃焼ガスから保護される。なお、重い第１の内側カバー部品つまりプラテンリング３８によって、ガスケットを装着する際にエンボス５８及び６０が硬い裏当材（つまりプラテンリング）に押しつけられるようにすることができ、コア２８の損傷が防止される。さらに、第２カバー部品５０の自由エッジ６２及び６４の終端がプラテンリング３８の外端４０の手前に位置しているので、図３から最もよくわかるように、圧縮下のエンボスエッジが、外側溝壁２４で制約されずに、半径方向にある程度伸張できる空間が得られる。
【００１４】
ガスケットアセンブリ２６は表面の凸凹に順応できるとともに、内部グラファイトコア２８が過酷な環境に曝露されないように保護することができるので、無保護グラファイトガスケットでみられた漏れに関する問題が実質的に解消される。
【００１５】
明らかであろうが、ガスケット構造は外周が閉鎖された設計のものでなくてもよいし、ある特定の領域でのみガスケットが必要とされる他の機械部品の接続にも使用できる。
【００１６】
以上、現時点で最も実用的で好ましいと思料される実施形態に関して本発明を説明してきたが、本発明は本明細書に開示した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的範囲及び要旨に属する様々な修正及び均等な構成を包含する。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に回転機械技術に関し、具体的には、タービン燃焼器エンドカバー又はケーシングのための新規なガスケット構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
タービン燃焼器システムでは、燃焼ガスの漏れを防止するため、例えば燃焼器エンドカバー、燃焼器ケーシング等の様々な燃焼器部品の間の接続部をシールするために、ガスケットが常用されている。現在、かかるガスケットは、通常の環境下で約８５０°Ｆ〜１０５０°Ｆの範囲で供用可能なグラファイトでできている。しかしながら、グラファイトガスケット材料は、明らかに燃焼ガスへの曝露のため、４５０°Ｆ程度の低温で分解することが知られている。そこで、現在グラファイトガスケットで日常的にみられる漏れの問題が解消されたガスタービン燃焼システム用ガスケット構造が依然として求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第４８７８６７８号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
ある非限定的で例示的な態様では、本発明は、上面と底面と内端と外端とを有する圧縮性シール材料のコアと、コアの少なくとも外端を取り囲む第１カバー部品と、コアの内端を取り囲み、第１カバー部品と重なり合うように延在する第２カバー部品とを備えるガスケットアセンブリに関する。
【０００５】
別の態様では、本発明は、ガスケットアセンブリであって、上部平坦面と下部平坦面と半径方向内端と半径方向外端とを有する圧縮性シール材料の外周閉鎖コアと、上部平坦面及び下部平坦面の非過半部分と半径方向外端とを取り囲む第１カバー部品と、上部平坦面及び下部平坦面の過半部分と半径方向内端とを取り囲む第２カバー部品とを備えており、第２カバー部品の上側面及び下側面が第１カバー部品の上側面及び下側面と重なり合っており、さらに第２カバー部品の自由エッジ部が、それぞれ外周閉鎖コアから突き出た中空連続環状リブを含むように形成されている、ガスケットアセンブリに関する。
【０００６】
さらに別の非限定的で例示的な態様では、本発明は、各機械部品の隣接環状ボルトフランジをシールする方法であって、ボルトフランジの一方に環状ガスケット溝を形成するステップと、圧縮性シール材料の内部コアを準備するステップと、内部コアを一対のカバー部品で取り囲むステップであって、カバー部品の一方が第１の上側面及び下側面と半径方向外端とを有していて、他方が第１の上側面及び下側面と重なり合う第２の上側面及び下側面と半径方向外端とを有しており、第２の上側面及び下側面の自由端部がそれぞれ内部コアから突き出た連続中空リブを含むように形成され、自由端部が第１の上側面及び下側面と係合可能である、ステップと、ガスケットアセンブリを溝に挿入するステップと、ボルトフランジを固定するステップとを含む方法に関する。
【０００７】
これより、添付図面に関連して本発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の例示的な実施形態に係るガスケットを収容するための溝をもつように形成された燃焼器ケーシングフランジを示す部分切断・部分斜視図である。
【図２】本発明の例示的な実施形態に係るガスケットアセンブリの拡大部分斜視図である。
【図３】図１に示すケーシング溝に装着した図２に示すガスケットアセンブリの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
まず図１を参照すると、燃焼器ケーシング１０は、その一端にボルトフランジ１２が形成又は設けられ、ボルトフランジには、ケーシング１０を別の機械部品に固定するのに用いられるボルト穴１４の環状列が形成されている。ボルトフランジ１２の前面つまり取付面１６には、ボルト穴１４の列の半径方向内側にガスケット溝１８も形成されている。ガスケット溝１８は開口溝の形態であり、底面２０と内側溝壁２２と外側溝壁２４とを含む。溝は、後で詳しく説明するガスケットアセンブリ２６を収容できる寸法とされる。
【００１０】
図２及び図３を参照すると、ガスケットアセンブリ２６は、比較的軟らかいシール材料好ましくはグラファイトからなる外周閉鎖内部コア２８をもつように形成されており、その表面特性は現在使用されているグラファイトガスケットと同様である。コア２８は、内端３０と外端３２と上面３４と底面３６を有する。上側面４２及び下側面４４と外端４０とを有する逆Ｃ字形のプラテンリング（つまり第１の内側カバー部品）３８が、グラファイトコア２８の上面３４及び底面３６の非過半部分と半径方向外端３２の上に被せられ、縁４６，４８を終端とする。プラテンリング３８は、好ましくは、予圧縮された比較的重いステンレス鋼材で作製され、図に示す形状から容易には変形しない。
【００１１】
内端５２と上側面５４と下側面５６とを有する略Ｃ字形の第２外側カバー部品５０が、コア２８の内端３０を取り囲み、コア２８の上面３４及び底面３６の残りの過半部分の上に延在して、プラテンリング３８の上側面４２及び下側面４４と重なる。
【００１２】
好ましくは、外側カバー部品５０は、銅のようなさらに軟らかい金属でできており、その上側面５４及び下側面５６は、それらの自由エッジ６２及び６４の近傍にエンボス５８及び６０をもつように形成される。エンボス５８及び６０は、ガスケットの外周閉鎖全体の周囲に延在する連続中空リブを含む。なお、自由エッジ６２及び６４は、プラテンリング３８の外端４０の手前で、その近傍に終端をもつ。したがって、内側部品３８と外側部品５０は、外側部品５０の上側面５４及び下側面５６が内側部品３８の上側面４２及び下側面４４と重なるように、コア２８の上に両側から内側部品３８及び外側部品５０を押すことによって、コア２８の周囲に組み立てることができる。
【００１３】
装着すると、外側カバー部品５０の内端５２及びプラテンリング３８の外端４０が、溝１８の内側壁２２及び外側壁２４とそれぞれ係合する。別の部品（図示せず）の対応ボルトフランジをボルトフランジ１２に当てて締めると、ガスケットアセンブリ２６は完全に溝１８に着座して、エンボス５８及び６０は圧縮され、必要に応じて対向ボルトフランジ上の表面の凸凹に順応するように変形する。同時に、グラファイトコア２８は依然として完全に取り囲まれているので、有害な燃焼ガスから保護される。なお、重い第１の内側カバー部品つまりプラテンリング３８によって、ガスケットを装着する際にエンボス５８及び６０が硬い裏当材（つまりプラテンリング）に押しつけられるようにすることができ、コア２８の損傷が防止される。さらに、第２カバー部品５０の自由エッジ６２及び６４の終端がプラテンリング３８の外端４０の手前に位置しているので、図３から最もよくわかるように、圧縮下のエンボスエッジが、外側溝壁２４で制約されずに、半径方向にある程度伸張できる空間が得られる。
【００１４】
ガスケットアセンブリ２６は表面の凸凹に順応できるとともに、内部グラファイトコア２８が過酷な環境に曝露されないように保護することができるので、無保護グラファイトガスケットでみられた漏れに関する問題が実質的に解消される。
【００１５】
明らかであろうが、ガスケット構造は外周が閉鎖された設計のものでなくてもよいし、ある特定の領域でのみガスケットが必要とされる他の機械部品の接続にも使用できる。
【００１６】
以上、現時点で最も実用的で好ましいと思料される実施形態に関して本発明を説明してきたが、本発明は本明細書に開示した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的範囲及び要旨に属する様々な修正及び均等な構成を包含する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面（３４）と底面（３６）と内端（３０）と外端（３２）とを有する圧縮性シール材料のコア（２８）と、
コア（２８）の少なくとも外端（３２）を取り囲む第１カバー部品（３８）と、
コア（２８）の内端（３０）を取り囲み、第１カバー部品（３８）と重なり合うように延在する第２カバー部品（５０）と
を備えるガスケットアセンブリ（２６）。
【請求項２】
第１カバー部品（３８）が、コア（２８）の上面（３４）及び底面（３６）の一部の上に延在する上側面（４２）と下側面（４４）を有しており、第２カバー部品（５０）が、第１カバー部品（３８）で覆われていないコア（２８）の上面（３４）及び底面（３６）の部分の上に延在する上側面（５４）と下側面（５６）を有している、請求項１記載のガスケットアセンブリ（２６）。
【請求項３】
第１カバー部品（３８）が予圧縮ステンレス鋼からなる、請求項１記載のガスケットアセンブリ（２６）。
【請求項４】
第２カバー部品（５０）が銅からなる、請求項１記載のガスケットアセンブリ（２６）。
【請求項５】
コア（２８）が円形である、請求項１記載のガスケットアセンブリ（２６）。
【請求項６】
上部平坦面（３４）と下部平坦面（３６）と半径方向内端（３０）と半径方向外端（３２）とを有する圧縮性シール材料の外周閉鎖コア（２８）と、
上部平坦面（３４）及び下部平坦面（３６）の非過半部分と半径方向外端（３２）とを取り囲む第１カバー部品（３８）と、
上部平坦面（３４）及び下部平坦面（３６）の過半部分と半径方向内端（３０）とを取り囲む第２カバー部品（５０）
とを備えるガスケットアセンブリ（２６）であって、第２カバー部品（５０）の上側面（５４）及び下側面（５６）が第１カバー部品（３８）の上側面（４２）及び下側面（４４）と重なり合っており、さらに第２カバー部品（５０）の自由エッジ部（６２，６４）が、それぞれ外周閉鎖コア（２８）から突き出た中空連続環状リブを含むように形成されている、ガスケットアセンブリ（２６）。
【請求項７】
自由エッジ部（６２，６４）が、外周閉鎖コア（２８）の半径方向外端（３２）の近傍に終端をもつ、請求項６記載のガスケットアセンブリ（２６）。
【請求項８】
第１カバー部品（３８）が予圧縮ステンレス鋼からなる、請求項６記載のガスケットアセンブリ（２６）。
【請求項９】
各機械部品の隣接環状ボルトフランジをシールする方法であって、
ボルトフランジの一方に環状ガスケット溝を形成するステップと、
圧縮性シール材料の内部コアを提供するステップと、
内部コアを一対のカバー部品で取り囲むステップであって、カバー部品の一方が第１の上側面及び下側面と半径方向外端とを有していて、他方が第１の上側面及び下側面と重なり合う第２の上側面及び下側面と半径方向外端とを有しており、第２の上側面及び下側面の自由端部がそれぞれ内部コアから突き出た連続中空リブを含むように形成され、自由端部が第１の上側面及び下側面と係合可能である、ステップと、
ガスケットアセンブリを溝に挿入するステップと、
ボルトフランジを固定するステップと
を含む方法。
【請求項１０】
第２カバー部品が銅からなる、請求項９記載の方法。
【請求項１】
上面（３４）と底面（３６）と内端（３０）と外端（３２）とを有する圧縮性シール材料のコア（２８）と、
コア（２８）の少なくとも外端（３２）を取り囲む第１カバー部品（３８）と、
コア（２８）の内端（３０）を取り囲み、第１カバー部品（３８）と重なり合うように延在する第２カバー部品（５０）と
を備えるガスケットアセンブリ（２６）。
【請求項２】
第１カバー部品（３８）が、コア（２８）の上面（３４）及び底面（３６）の一部の上に延在する上側面（４２）と下側面（４４）を有しており、第２カバー部品（５０）が、第１カバー部品（３８）で覆われていないコア（２８）の上面（３４）及び底面（３６）の部分の上に延在する上側面（５４）と下側面（５６）を有している、請求項１記載のガスケットアセンブリ（２６）。
【請求項３】
第１カバー部品（３８）が予圧縮ステンレス鋼からなる、請求項１記載のガスケットアセンブリ（２６）。
【請求項４】
第２カバー部品（５０）が銅からなる、請求項１記載のガスケットアセンブリ（２６）。
【請求項５】
コア（２８）が円形である、請求項１記載のガスケットアセンブリ（２６）。
【請求項６】
上部平坦面（３４）と下部平坦面（３６）と半径方向内端（３０）と半径方向外端（３２）とを有する圧縮性シール材料の外周閉鎖コア（２８）と、
上部平坦面（３４）及び下部平坦面（３６）の非過半部分と半径方向外端（３２）とを取り囲む第１カバー部品（３８）と、
上部平坦面（３４）及び下部平坦面（３６）の過半部分と半径方向内端（３０）とを取り囲む第２カバー部品（５０）
とを備えるガスケットアセンブリ（２６）であって、第２カバー部品（５０）の上側面（５４）及び下側面（５６）が第１カバー部品（３８）の上側面（４２）及び下側面（４４）と重なり合っており、さらに第２カバー部品（５０）の自由エッジ部（６２，６４）が、それぞれ外周閉鎖コア（２８）から突き出た中空連続環状リブを含むように形成されている、ガスケットアセンブリ（２６）。
【請求項７】
自由エッジ部（６２，６４）が、外周閉鎖コア（２８）の半径方向外端（３２）の近傍に終端をもつ、請求項６記載のガスケットアセンブリ（２６）。
【請求項８】
第１カバー部品（３８）が予圧縮ステンレス鋼からなる、請求項６記載のガスケットアセンブリ（２６）。
【請求項９】
各機械部品の隣接環状ボルトフランジをシールする方法であって、
ボルトフランジの一方に環状ガスケット溝を形成するステップと、
圧縮性シール材料の内部コアを提供するステップと、
内部コアを一対のカバー部品で取り囲むステップであって、カバー部品の一方が第１の上側面及び下側面と半径方向外端とを有していて、他方が第１の上側面及び下側面と重なり合う第２の上側面及び下側面と半径方向外端とを有しており、第２の上側面及び下側面の自由端部がそれぞれ内部コアから突き出た連続中空リブを含むように形成され、自由端部が第１の上側面及び下側面と係合可能である、ステップと、
ガスケットアセンブリを溝に挿入するステップと、
ボルトフランジを固定するステップと
を含む方法。
【請求項１０】
第２カバー部品が銅からなる、請求項９記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−２５３４３（Ｐ２０１０−２５３４３Ａ）
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７０６８８（Ｐ２００９−１７０６８８）
【出願日】平成２１年７月２２日（２００９．７．２２）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【氏名又は名称原語表記】ＧＥＮＥＲＡＬ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月２２日（２００９．７．２２）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【氏名又は名称原語表記】ＧＥＮＥＲＡＬ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
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