ライナ後端支持機構およびばね荷重ライナ停止機構

【課題】燃焼器ライナ停止支持機構における個別のサポートエレメントの不均一な磨耗が軽減されるライナ後端支持機構を提供する。
【解決手段】ガスタービン４００には、ライナ４１０、ライナを取り囲んでいるケーシング、ライナの後端４４５に撓み可能に接続されたフラシール４２０およびライナ後部支持機構４４０が含まれる。ライナ後端支持機構は、ライナの外部表面の最も高い温度が達成される領域の下流側で、かつ、フラシールがライナに接続される部分に対して上流側に配置されており、ライナをケーシング内に移動可能に支持するように構成されている。ライナ後端支持機構４４０には、個別のサポートエレメントの一部をライナまたはケーシングのうちの少なくとも一方に対して流れ方向に移動させることができるように構成された少なくとも３つの個別のサポートエレメントが含まれる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書において開示される主題の実施形態は、一般に、ライナをガスタービン内で支持するための機構に関し、より詳細には、ライナ後端支持機構およびばね荷重停止ライナ支持機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に示されている従来のガスタービン１００の場合、ガスは、ガス流方向１２５で圧縮機１１０からタービン１２０へ向かって流れる。圧縮機１１０は圧縮空気１２７を排出し、この圧縮空気１２７は、次に、ガスノズル（図示せず）から流入する燃料１２９と混合される。空気および燃料の混合物が燃焼し、その燃焼プロセスで排気ガスが生成される。燃焼プロセスは、ライナ１３０内で行われることがある。燃焼プロセスは、燃焼室内（つまり圧縮機と燃焼プロセス専用のタービンとの間の構成部品内）で行われることがあり、ライナは、燃焼室から流出する高温の排気ガスを、タービンに到達するまでの間、閉じ込めるために使用される。
【０００３】
圧縮空気および燃料は、ライナ１３０の停止端１３５から流入し、そこで混合される。排気ガスは、ライナ１３０の後端１４０から流出する。後端１４０は、停止端１３５からガス流方向１２５で下流側にある。燃焼によって生じる排気ガスは熱く、そのためにライナ１３０が熱膨張する。この膨張に適応するために、フラシール１５０などの可撓性構成部品がライナ１３０からガス流方向１２５で下流側に取り付けられている。フラシール１５０を使用することにより、熱膨張によるライナ１３０の長さの変化に応じて、ライナ１３０の後端１４０をガス流方向１２５に沿って移動させることができる。
【０００４】
ライナ１３０内で燃焼が行われるとき、ライナ１３０の停止端１３５は、比較的固定された位置を有する。したがってライナ停止支持機構１６０は、停止端１３５の近傍の、ライナ１３０とケーシング（図示せず）などの支持構造との間に取り付けられることがしばしばである。一方、後端１４０は、熱膨張が生じると、ガス流方向に沿って移動する傾向がある。したがって、従来、ライナ１３０の後端１４０には支持機構は取り付けられていない。
【０００５】
図２は、ガスタービン２００の一部を概略的に示したものである。ガスは、ガスタービン２００のライナ２１０の中を流れ方向２０５で流れる。圧縮空気２１２および燃料２１３は、停止端２１４のライナ２１０内で混合される。圧縮空気および燃料の混合物は、ライナ２１０の燃焼コア領域２１５で燃焼する。空気および燃料の混合物の燃焼によって生じる排気ガス２１６は、燃焼コア領域２１５から流れ、ライナ２１０の後端２１７から流出する。フラシール（図示せず）は、通常、後端２１７を介してライナ２１０から流出する排気ガスを閉じ込める。
【０００６】
ガスタービン２００内では、圧縮空気２１２は、後端部分で、ライナ２１０と該ライナを取り囲んでいるケーシング２２０との間の空間に流入し、圧縮空気がライナ２１０内に案内される停止端に向かって流れる。このように圧縮空気を案内することには、圧縮空気によってライナ２１０を冷却することができる利点がある。圧縮空気２１２をライナ２１０の停止端２１４へ案内する方法は、設計選択の問題である。図１に示されているような他の実施形態では、他の方法で圧縮空気をライナ内に供給することができる。
【０００７】
動作温度の観点から、ライナ２１０は、燃焼コア領域２１５から流れ方向２０５で上流側に配置されたライナコールドゾーン２２２、および燃焼コア領域２１５から流れ方向２０５で下流側に配置されたライナホットゾーン２２４を有している。ライナ２１０内では、最も高いガス温度は燃焼コア領域２１５で得られる。燃焼コア２１５を取り囲んでいる第１の領域２２６では、ガスの温度は燃焼領域の温度より低い。第１の領域２２６を取り囲んでいる第２の領域２２７では、ガスの温度は第１の領域２２６の温度より低い。第２の領域２２７を取り囲んでいる第３の外部領域２２８では、ガスの温度は第２の領域２２７の温度より低い。領域２２６、２２７および２２８は、単にライナ２１０内におけるガス温度の変化を示したものにすぎず、これらの領域の間に物理的な分離があるわけではなく、温度は、これらの領域内および領域の境界を越えて連続的に変化することは当業者には理解されよう。また、これより多い、またはこれより少ない温度領域が存在する可能性があることも当業者には理解されよう。
【０００８】
燃焼プロセスによって生じる熱および振動、ならびにガスタービンの揺れによって生じる他の機械的負荷および応力は、ライナ、およびライナの近傍にあるガスタービンの他の構成部品を揺り動かし、がたつかせ、または他の形で振動させる。したがってライナは、燃焼および他の力によって加えられる熱、振動および負荷に耐えるように取り付けなければならない。
【０００９】
ライナ停止支持機構２３０は、ライナ２１０のコールドゾーン２２２内に、停止端２１４の近傍の、ライナ２１０とケーシング２２０の間に取り付けることができる。コールドゾーン２２２内におけるその位置（ここでは著しい熱膨張が生じない）のため、ライナ停止支持機構２３０は、ケーシング２２０の内部表面の比較的固定された点と、ライナ２１０の外部表面の比較的固定された点とを接続している。
【００１０】
典型的なライナ停止支持機構が図３Ａに示されている。図３Ａのライナ停止支持機構には、流れ方向３０５に対して実質的に直角の断面の周囲に、ライナ３１０とケーシング３２０の間に配置された３つの個別のサポートエレメント３５０、３５２および３５４が含まれる。
【００１１】
個別の各サポートエレメント、例えば図３Ｂの３５２は、複数の対の点と点の間に挿入され、一方の点はケーシング３２０の内部表面３６０に配置されており、また、もう一方の点はライナ３１０の外部表面３７０に配置されている。
【００１２】
個別のサポートのうちの一方は、図３Ｃに示されている雄部分３８０、および図３Ｄに示されている雌部分３９０を有することができる。雄部分３８０および雌部分３９０は、図３Ｅに示されている方法で組み立てられる。このタイプの個別のサポートエレメントに伴う問題は、雄部分３８０の一方の面と雌部分３９０の一方の面の間にしか接触が生じないことがしばしばであることであり、この現象は、個別のサポートエレメントの不均一な磨耗をもたらす。
【００１３】
上で言及したように、高温の排気ガスのためにライナ（例えば１３０、２１０または３１０）に熱膨張が生じる。ライナの熱膨張には、後端が固定位置に保持されないという影響があり、それが、フラシールが取り付けられるライナの後端（流れ方向の下流側）での従来の支持機構の使用を妨げている。このような支持機構がないため、フラシールは実質的な荷重を支えており、必要以上に自由に移動することができ、それがフラシールのライフサイクルを短くし、また、フラシールの動作を不安定にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／０００５８０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
したがって、ライナに追加支持が提供され、また、ライナ停止支持機構における個別のサポートエレメントの不均一な磨耗が軽減され、それにより上述の問題および欠点が回避されることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
ある実施形態によれば、ガスタービンが、ライナと、ライナを取り囲むように構成されたケーシングと、ライナの後端に撓み可能に接続されるように構成されたフラシールと、ライナ後端支持機構を含む。ライナは、流れ方向の上流側端部で圧縮ガスおよび燃料を受け取り、圧縮ガスおよび燃料の混合物がライナの燃焼コア領域で燃焼され、流れ方向の上流側端部とは反対側の後端から排気ガスを流出するように構成されている。フラシールは、排気ガスを受け取るように構成されている。ライナ後端支持機構は、ライナの外部表面の最も高い温度が達成される領域の下流側で、かつ、フラシールがライナに接続される部分の上流側に配置することができる。ライナ後端支持機構は、ライナをケーシング内に移動可能に支持するように構成することができ、また、ライナ後端支持機構は、個別のサポートエレメントの一部をライナまたはケーシングのうちの少なくとも一方に対して流れ方向に移動させることができるように構成された少なくとも３つの個別のサポートエレメントを含む。
【００１７】
他の実施形態によれば、ライナ支持システムが、ライナの外部表面の最も高い温度が達成される領域からガス流方向に下流側で、かつ、フラシールがライナに接続される部分からガス流方向に上流側のライナのライナ後端の近傍の、ライナとケーシングの間に配置された少なくとも３つの個別のサポートエレメントを有する後部支持機構を含む。個別のサポートエレメントは、ライナ後端の支持を維持し、かつ、個別のサポートエレメントの一部をライナまたはケーシングのうちの少なくとも一方に対して流れ方向に摺動させることができるように構成することができる。
【００１８】
他の実施形態によれば、ガスタービンは、空気を圧縮するように構成された圧縮機と、ガスの流れを受け取るように構成された、燃焼室から流れ方向に下流側のタービンセクションと、圧縮機とタービンセクションの間に流体接続されたライナと、ガスタービン支持構造に固定接続されるように構成され、かつ、ライナを取り囲むように構成されたケーシングと、ライナの後端およびタービンセクションに接続されたフラシールと、ライナの前方セクションに配置されたライナ停止支持機構とを有している。ライナは、圧縮空気および燃料を受け取るように構成することができ、圧縮空気および燃料の混合物がライナの内部で燃焼して高温の排気ガスが生成され、また、ライナは、固定支持される上流側端部および該上流側端部とは反対側の、流れ方向に下流側の後端を有している。ライナ停止支持機構は、ライナをケーシング内に支持するように構成することができ、また、少なくとも３つの雄−雌サポートエレメントを含むことができ、雄−雌サポートエレメントの雌部分および雄部分のうちの一方はケーシングに溶接されており、また、雄−雌サポートエレメントの雌部分および雄部分のうちのもう一方はライナに溶接されている。雄−雌サポートエレメントのそれぞれは、雄部分の第１の表面と雌部分の第１の内部表面の間に第１のばねを有することができ、また、雄部分の第１の表面とは反対側の第２の表面と雌部分の第２の内部表面の間に第２のばねを有することができ、第１および第２のばねは、それぞれ、雄部分を雌部分に挿入する方向に対して実質的に直角の弾性力を雄部分および雌部分のそれぞれの表面に加える。
【００１９】
本明細書に組み込まれ、本明細書の一部をなす添付の図面は、１つまたは複数の実施形態を示したものであり、説明と併せてこれらの実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来のガスタービンの略線図である。
【図２】従来のガスタービンの略部分線図である。
【図３】図３Ａはライナとケーシングの間の典型的なライナ停止支持機構を示す図であり、図３Ｂは図３Ａに示されているライナ停止支持機構の個別のサポートエレメントを示す図であり、図３Ｃは図３Ｂに示されている個別のサポートエレメントの雄部分を示す図であり、図３Ｄは図３Ｂに示されている個別のサポートエレメントの雌部分を示す図であり、図３Ｅは図３Ｃに示されている雄部分および図３Ｄに示されている雌部分のアセンブリ方法を示す図である。
【図４】ある例示的実施形態によるガスタービンの略部分線図である。
【図５】ある例示的実施形態によるライナ後部支持機構の位置を示すライナの略図である。
【図６ＡＢ】様々な実施形態によるライナ後部支持機構の個別のサポートエレメントの代替構造の略図である。
【図７】ある実施形態によるライナ後部支持機構の個別のサポートエレメントを示す図である。
【図８】他の実施形態によるライナ後部支持機構の個別のサポートエレメントを示す図である。
【図９】他の実施形態によるライナ後部支持機構の個別のサポートエレメントを示す図である。
【図１０】他の実施形態によるライナ後部支持機構を示す図である。
【図１１】他の実施形態によるライナ後部支持機構の個別のサポートを示す図である。
【図１２】ある実施形態によるライナ停止支持機構の個別のサポートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
例示的実施形態についての以下の説明には添付の図面が参照されている。異なる図面における同じ参照番号は、同じまたは類似した構成要素を識別している。以下の詳細な説明は本発明を制限するものではない。本発明の範囲は、以下の詳細な説明によってではなく、添付の特許請求の範囲によって定義される。以下の実施形態は、説明を簡潔にするために、ガスタービンの専門用語および構造に関して説明されている。しかしながら、以下で説明されている実施形態はこれらのシステムに限定されず、高温のガスが排気されるライナを支持する他のシステムにも適用することができる。
【００２２】
本明細書全体を通して参照されている「一実施形態」または「ある実施形態」は、ある実施形態に関して記述されている特定の特性、構造または特徴が、開示されている主題の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって本明細書全体を通して様々な場所で出現する「一実施形態では」または「ある実施形態では」という言い回しは、必ずしも同じ実施形態を意味するわけではない。さらに、これらの特定の特性、構造または特徴は、１つまたは複数の実施形態では、任意の適切な方法で組み合わせることができる。
【００２３】
ある例示的実施形態によれば、図４は、ガスタービン４００の略部分線図である。図４では、ライナ４１０はフラシール４２０に接続されている。ライナ４１０は、少なくとも３つの個別のサポート（図４にはそのうちの２つが示されている）を有するライナ停止機構４３０によって上流側（停止）端部４１５の近傍で支持されている。燃料は、クロスファイア管４３５に接続されているガスノズル（図示せず）から流入する。
【００２４】
ライナ後端支持機構４４０はライナ４１０の後端４４５を支持しており、後端は、上流側端部から流れ方向４５０で下流側に配置されている。流れ方向４５０は、直線であっても曲線であってもよい。
【００２５】
ライナ後部支持機構４４０は、ライナ４１０の後端４４５を流れ方向４５０に摺動させ、それにより熱膨張によって生じる変化に適応することができるように構成された少なくとも３つの個別のサポート（図４にはそのうちの２つが示されている）を有している。ライナ後端支持機構４４０があることにより、動作中、フラシール４２０にかかる負荷を軽減し、かつ、ライナ４１０の振動を減衰させることができる。
【００２６】
他の例示的実施形態によれば、図５は、ライナ５００の外部表面の温度の熱解析シミュレーションを示している。圧縮空気５１０および燃料は、ライナ５００の第１の端部５１１から流入する。
【００２７】
圧縮空気および燃料は、ライナ５００内のガスの温度が最も高くなる燃焼領域で燃焼する。しかしながら、ライナの外部の温度分布は、ライナルーバのためにライナ５００内の温度分布を反映していない。ライナルーバ５１２は、ライナの壁を貫通している孔であり、第１の端部５１１から燃焼領域の背後まで、ライナの一部分に配置されている。これらのライナルーバがあることによってライナの内部表面に薄い連続した空気膜の層が形成され、それによりライナの内壁が冷却され、また、これらのライナルーバは、外部表面の最も高い温度領域５１３の位置を燃焼領域からガス流方向で下流側に位置づける。
【００２８】
排気ガス５１４は、ライナ５００の第２の端部５１６から流出する。ガスの温度は、温度が最も高い領域５１３と、フラシール（図示せず）が取り付けられる第２の端部５１６との間で低くなる。最も高い温度領域５１３の前段の、圧縮空気および燃料が流入するライナ５００の第１の端部５１１の近傍のコールドゾーン５１８では、ライナの外部表面のガスの温度を１０００°Ｆ（約５００℃）未満にすることができる。
【００２９】
ある実施形態によるライナ後部支持機構は、最も高い温度領域５１３から流れ方向に下流側であり、かつ、フラシールがライナ５００に接続される領域に対して上流側である領域５２０に取り付けられる。例えば、最も高い温度領域５１３の最高温度が約１４７５°Ｆ（約８００℃）である場合、ライナ後部支持機構が取り付けられる領域５２０の温度は１４００°Ｆ（約７６０℃）以下である。
【００３０】
図６Ａおよび６Ｂは、様々な実施形態によるライナ後部支持機構の個別のサポートエレメントの代替構造の略図である。ライナ６００は、図６Ａおよび６Ｂに示されているように円形の断面を有することができる。ライナ後端支持機構は、図６Ａに示されているように少なくとも３つの個別のサポートエレメント６１０、６１２および６１４を含むことができ、あるいは４つ以上の個別のサポートエレメントを含むことができる。例えば図６Ｂに示されているライナ支持機構には、５つの個別のサポートエレメント６２０、６２２、６２４、６２６および６２８が含まれる。個別のサポートエレメントの数および構造は、図６Ａおよび６Ｂに示されている実施形態に限定されない。
【００３１】
個別のサポートエレメントは、図６Ａおよび６Ｂに示されているライナ断面の中心に対して実質的に同じ角度で配置することができる。例えば図６Ａに示されているような３つの個別のエレメントを有するライナ支持機構の場合、個別のサポートエレメントの位置は、「１２時」、「４時」および「８時」として説明することができる。図７〜１０に示されている個別のサポートエレメントは、図６Ａおよび６Ｂに示されている個別のサポート６１０、６１２、６１４、６２０、６２２、６２４、６２６および６２８の代替実施形態である。
【００３２】
他の例示的実施形態によれば、図７は、ライナ後部支持機構の個別のサポートエレメント７００を示している。図７に示されている個別のサポートエレメント７００は、当分野では「雄−雌」個別サポートエレメントとして知られている。個別のサポートエレメント７００には、表面７３２がケーシング（図示せず）に溶接されたプレート７３０から延在している２枚のプレート７１０および７２０によって形成することができるＵ字形を有する雌部分が含まれる。また、個別のサポートエレメント７００には、さらに、表面７４２がライナ（図示せず）に溶接された１枚のプレート７４０であってもよい雄部分が含まれる。別法としては、雌部分の表面７３２をライナに溶接し、雄部分の表面７４２をケーシングに溶接することも可能である。
【００３３】
プレート７４０は、２枚のプレート７１０と７２０の間の空間を流れ方向（図の平面に対して直角の方向）に沿って摺動するように構成されている。ライナから遠ざかる方向の半径方向のすきまｈ１、およびプレート７４０とそれぞれプレート７１０および７２０の間のフープすきまｈ２（片方のみが示されている）は、ライナの熱膨張によって生じる寸法変化に適応するための空間を提供している。
【００３４】
他の例示的実施形態によれば、図８は、ケーシング８１０とライナ８２０の間に配置されたライナ後部支持機構の個別のサポートエレメント８００を示している。個別のサポート８００には、サポート８３０およびばね８４０が含まれる。
【００３５】
サポート８３０は、ケーシング８１０に溶接された第１の部分８３０ａと、第１の部分８３０ａに接続され、かつ、ケーシング８１０からライナ８２０へ向かって遠ざかる方向に延在している第２の部分８３０ｂと、第２の部分８３０ｂに接続され、かつ、ケーシング８１０とライナ８２０の間の空間を延在している第３の部分８３０ｃとを有することができる。第１の部分８３０ａおよび第３の部分８３０ｃは、第２の部分８３０ｂに対してほぼ直角をなすと見なすことができる。このサポート８３０には他の勾配も可能である。
【００３６】
ばね８４０は、ばねサポート材料で製造することができる。一実施形態では、ばね８４０は、ライナ８２０の表面に移動可能に接触する第１の接続部分８４０ａ、およびサポート８３０の第３の部分８３０ｃに溶接された第２の接続部分８４０ｂを有することができる。第１の接続部分８４０ａと第２の接続部分８４０ｂの間の中間部分８４０ｃは、ライナ８２０とケーシング８１０の間の空間に自由部分ループを構築しており、それによりケーシング８１０に対する縦方向のライナ８２０の摺動を可能にしている。ライナ８２０とケーシング８１０の間には、ライナ８２０を移動可能に支持するための複数のサポート８３０およびばね８４０を提供することができる。
【００３７】
他の例示的実施形態によれば、図９は、ライナ後部支持機構の個別のサポートエレメント９００を示している。個別のサポートエレメント９００は、ケーシング９１０とライナ９２０の間の空間内で波打つばねシートであってもよい。個別のサポートエレメント９００は、ケーシング９１０に溶接された溶接部分９００ａ、ライナ９２０を摺動可能に押す中間部分９００ｂ、およびケーシング９１０を摺動可能に押す端部部分９００ｃを有することができる。中間部分９００ｂは、溶接部分９００ａと端部部分９００ｃの間に位置する。
【００３８】
他の例示的実施形態によれば、図１０はライナ後部支持機構を示している。個別のサポートエレメント１０００は、ケーシング１０１０とライナ１０２０の間に配置されている。個別のサポートエレメントのそれぞれは、ケーシング１０１０に溶接されたＴ字形サポート１０３０、およびライナ１０２０とＴ字形サポート１０３０の間の空間内で波打つばねシート１０４０を有することができる。
【００３９】
各Ｔ字形サポート１０３０は、ケーシング１０１０に溶接され、かつ、ケーシング１０１０から遠ざかる方向に延在する第１の部分１０３０ａ、および第１の部分１０３０ａに対して実質的に直角にすることができる、ケーシング１０１０とライナ１０２０の間の空間を延在する第２の部分１０３０ｂを有することができる。
【００４０】
各ばねシート１０４０は、Ｔ字形サポート１０３０の第２の部分１０３０ｂに溶接された第１の部分１０４０ａ、およびライナ１０２０とＴ字形サポート１０３０の間の空間内で波打つ第２の部分１０４０ｂを有することができる。第２の部分１０４０ｂは、第１の部分１０４０ａと、Ｔ字形サポート１０３０を摺動可能に押し付ける端部部分１０４０ｃとの間で、ライナ１０２０を摺動可能に押す。
【００４１】
他の例示的実施形態によれば、図１１は、他の実施形態によるライナ後部支持機構の個別のサポート１１００を示している。個別のサポート１１００は、ケーシング１１１０とライナ１１２０の間に取り付けられている。個別のサポート１１００には、ケーシング１１１０に溶接されたサポート１１３０およびバッファ部分１１４０が含まれる。サポート１１３０は、ケーシング１１１０に溶接され、かつ、ケーシングからライナ１１２０に向かって延在する第１の部分１１３０ａ、および第１の部分１１３０ａに対して実質的に直角で、かつ、ケーシング１１１０とライナ１１２０の間の空間を延在する第２の部分１１３０ｂを有している。バッファ部分１１４０は、サポート１１３０の第２の部分１１３０ｂとライナ１１２０の間にはさまれている。バッファ部分１１４０は、ライナ１１２０に溶接されたプレートであり、プレート１１３０ｂと接触する表面はハードコーティングが施されている。
【００４２】
他の実施形態によれば、図１２は、図４に示されている４３０などのライナ停止支持機構、あるいは図４に示されている４４０などのライナ後部支持機構の個別のサポートエレメント１２００を示している。ライナ停止支持機構は、ライナと該ライナを取り囲んでいるケーシングとの間に配置された少なくとも３つの個別のサポートエレメントを有することができる。ライナ停止支持機構は、通常、燃焼室の近傍の、ライナの上流側端部に配置される。個別のサポートエレメント１２００には、Ｕ字形を有する雌部分１２１０および雄部分１２２０が含まれており、雄部分１２２０は、雌部分１２１０のギャップに挿入方向１２２５に挿入される。雄部分１２２０の側面１２２０ａおよび１２２０ｂおよび／または雌部分１２１０の側面１２１０ａおよび１２１０ｂの不均一な加熱および磨耗を防止するために、ばね１２３０および１２４０は、雄部分１２２０とそれぞれ雌部分１２１０の側面１２１０ａおよび１２１０ｂの表面との間に挿入することができる。ばね１２３０および１２４０は、それぞれ雄部分１２２０および雌部分１２１０のそれぞれの表面に、挿入方向１２２５に対して実質的に直角の弾性力を加える。これらのばね１２３０および１２４０により、表面１２１０ａおよび１２１０ｂならびに１２２０ａおよび１２２０ｂのそれぞれに圧力が均一に分布する。
【００４３】
開示されている例示的実施形態によれば、ガスタービンエンジンにおけるライナを支持するための機構が提供される。以上の説明には本発明を制限することは意図されていないことを理解されたい。一方、例示的実施形態には、添付の特許請求の範囲で定義されている本発明の精神および範囲に含まれる代替物、修正物および均等物が包含されることが意図されている。さらに、例示的実施形態の詳細な説明には、特許請求される本発明についての包括的な理解を提供するために多くの特定の詳細が示されている。しかしながら、このような特定の詳細がなくても様々な実施形態を実施することができることは当業者には理解されよう。
【００４４】
本発明の例示的実施形態の特性および構成要素は、特定の組合せの実施形態で説明されているが、個々の特性または構成要素は、これらの実施形態の他の特性および構成要素を使用することなく単独で使用することも、あるいは本明細書において開示されている他の特性および構成要素との様々な組合せで使用することも、これらの他の特性および構成要素と組み合わせることなく使用することも可能である。
【００４５】
本書は、開示された主題の諸例を使用し、任意のデバイスまたはシステムの製造およびその使用、ならびに組み込まれている任意の方法の実施を含めて、当業者が本主題を実施することを可能にする。本主題の特許性のある範囲は特許請求の範囲で定義されており、当業者に思いつく他の例を含むことができる。このような他の例は、特許請求の範囲の範疇であることが意図されている。
【符号の説明】
【００４６】
１００、２００、４００ガスタービン
１１０圧縮機
１２０タービン（タービンセクション）
１２５ガス流方向
１２７、２１２、５１０圧縮空気
１２９、２１３燃料
１３０、２１０、３１０、４１０、５００、６００、８２０、９２０、１０２０、１１２０ライナ
１３５、２１４ライナの停止端
１４０、２１７、４４５ライナの後端
１５０、４２０フラシール（hulaシール）
１６０、４３０ライナ停止支持機構（ライナ停止機構、ライナ支持システム）
２０５、３０５、４５０流れ方向
２１５燃焼コア領域（燃焼コア）
２１６、５１４排気ガス
２２０、３２０、８１０、９１０、１０１０、１１１０ケーシング
２２２ライナコールドゾーン
２２４ライナホットゾーン
２２６燃焼コアを取り囲んでいる第１の領域
２２７第１の領域を取り囲んでいる第２の領域
２２８第２の領域を取り囲んでいる第３の外部領域
２３０ライナ停止支持機構
３５０、３５２、３５４、６１０、６１２、６１４、６２０、６２２、６２４、６２６、６２８、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００サポートエレメント（サポート）
３６０ケーシングの内部表面
３７０ライナの外部表面
３８０サポートエレメントの雄部分
３９０サポートエレメントの雌部分
４１５上流側（停止）端部
４３５クロスファイア管
４４０ライナ後端支持機構（ライナ後部支持機構）
５１１ライナの第１の端部
５１２ライナルーバ
５１３ライナの外部表面の最も高い温度領域
５１６ライナの第２の端部
５１８ライナのコールドゾーン
５２０最も高い温度領域から流れ方向に下流側であり、かつ、フラシールがライナに接続される領域に対して上流側である領域
７１０、７２０プレート７３０から延在しているプレート
７３０雌部分のプレート
７３２プレート７３０の表面（ケーシングに溶接されている）
７４０雄部分のプレート
７４２プレート７４０の表面（ライナに溶接されている）
８３０、１１３０サポート
８３０ａサポート８３０の第１の部分
８３０ｂサポート８３０の第２の部分
８３０ｃサポート８３０の第３の部分
８４０、１２３０、１２４０ばね
８４０ａばね８４０の第１の接続部分
８４０ｂばね８４０の第２の接続部分
８４０ｃばね８４０の中間部分
９００ａサポートエレメント９００の溶接部分
９００ｂサポートエレメント９００の中間部分
９００ｃサポートエレメント９００の端部部分
１０３０Ｔ字形サポート
１０３０ａＴ字形サポートの第１の部分
１０３０ｂＴ字形サポートの第２の部分
１０４０ばねシート
１０４０ａばねシートの第１の部分
１０４０ｂばねシートの第２の部分
１０４０ｃばねシートの端部部分
１１３０ａサポート１１３０の第１の部分
１１３０ｂサポート１１３０の第２の部分
１１４０バッファ部分
１２１０サポートエレメント１２００の雌部分
１２１０ａ、１２１０ｂ雌部分１２１０の側面
１２２０サポートエレメント１２００の雄部分
１２２０ａ、１２２０ｂ雄部分１２２０の側面
１２２５サポートエレメント１２００の雄部分が雌部分のギャップに挿入される方向

【特許請求の範囲】
【請求項１】
流れ方向の上流側端部（４１５）で圧縮ガスおよび燃料を受け取り、前記圧縮ガスおよび前記燃料の混合物がライナ（４１０）の燃焼コア領域で燃焼され、前記流れ方向の前記上流側端部（４１５）とは反対側の後端（４４５）から排気ガスを流出するように構成されたライナ（４１０、５００、８２０、９２０、１０２０、１１２０）と、
前記ライナを取り囲むように構成されたケーシング（８１０、９１０、１０１０、１１１０）と、
前記ライナの前記後端に撓み可能に接続され、かつ、前記排気ガスを受け取るように構成されたフラシール（４２０）と、
前記ライナ（４１０、４２０）の外部表面の最も高い温度が達成される領域（５１３）の下流側で、かつ、前記フラシール（４２０）が前記ライナ（４１０）に接続される前記ライナの一部分（５１６）の上流側に配置され（５２０）、かつ、前記ライナ（４１０、５００）を前記ケーシング内に移動可能に支持するように構成されたライナ後端支持機構（４４０）と
を備えたガスタービン（４００）であって、前記ライナ後端支持機構（４４０）が少なくとも３つの個別のサポートエレメント（８００、９００、１０００、１１００、１２００）を含み、前記個別のサポートエレメントが、前記個別のサポートエレメントの一部を前記ライナまたは前記ケーシングのうちの少なくとも一方に対して前記流れ方向に移動させることができるように構成された、ガスタービン（４００）。
【請求項２】
前記個別のサポートエレメントのそれぞれが、ケーシング表面またはライナ表面のうちの少なくとも一方に部分的に溶接されたばねを含む、請求項１記載のガスタービン。
【請求項３】
前記ライナ後端支持機構が少なくとも５つの個別のサポートエレメントを含む、請求項１記載のガスタービン。
【請求項４】
前記個別のサポートエレメントが、前記個別のサポートエレメントを含む前記ライナの断面の中心に対して実質的に同じ角度で配置される、請求項１記載のガスタービン。
【請求項５】
前記上流側端部の近傍で、かつ、前記燃焼コア領域から前記流れ方向に上流側の前記ライナの前方セクションに配置されたライナ停止支持機構をさらに備え、前記ライナ停止支持機構が、
少なくとも３つの雄−雌サポートエレメントを含み、前記雄−雌サポートエレメントの雌部分および雄部分のうちの一方が前記ケーシングに溶接され、また、前記雄−雌サポートエレメントの前記雌部分および前記雄部分のうちのもう一方が前記ライナに溶接され、
前記雄−雌サポートエレメントのそれぞれが、前記雄部分の第１の表面と前記雌部分の第１の内部表面の間に第１のばねを有し、また、前記雄部分の前記第１の表面とは反対側の第２の表面と前記雌部分の第２の内部表面の間に第２のばねを有し、前記第１および第２のばねが、それぞれ、前記雄部分を前記雌部分に挿入する方向に対して実質的に直角の弾性力を前記雄部分および前記雌部分の個々の表面に加える、請求項１記載のガスタービン。
【請求項６】
前記個別のサポートエレメントのそれぞれが、
前記ライナおよび前記ケーシングのうちの一方に溶接された中間部分を有するＵ字形部分と、
前記ライナおよび前記ケーシングのうちのもう一方に溶接された１枚のプレートであって、前記Ｕ字形部分の内側の空間を摺動するように構成された１枚のプレートと
を含む、請求項１記載のガスタービン。
【請求項７】
前記個別のサポートエレメントのそれぞれが、
前記ケーシングに溶接された第１の部分と、前記第１の部分に接続され、かつ、前記ケーシングから前記ライナへ向かって遠ざかる方向に延在している第２の部分と、前記第２の部分に接続され、かつ、前記ケーシングと前記ライナの間の空間を延在している第３の部分とを有するサポートと、
ばねサポート材料製であり、前記ライナと前記ケーシングの間の空間に自由部分ループを作り出す中間部分を有するばねであって、前記中間部分が、前記ライナの内部表面と移動可能に接触する第１の接続部分と、前記サポートの前記第３の部分に溶接された第２の接続部分の間に形成された、ばねと
を含む、請求項１記載のガスタービン。
【請求項８】
前記個別のサポートエレメントのそれぞれが、
前記ケーシングと前記ライナの間の空間内で波打つばねシートであって、前記ケーシングに溶接された前記ばねシートの溶接部分と、前記ライナを摺動可能に押し付ける前記ばねシートの端部部分との間に、前記ライナを摺動可能に押す前記ばねシートの中間部分を有するばねシート
を含む、請求項１記載のガスタービン。
【請求項９】
前記個別のサポートエレメントのそれぞれが、
前記ケーシングに溶接され、かつ、前記ケーシングから遠ざかる方向に延在している第１の部分、および前記ケーシングと前記ライナの間の空間を延在している、前記第１の部分に対して実質的に直角である第２の部分を有するＴ字形サポートと、
前記Ｔ字形サポートの前記第２の部分に溶接された第１の部分、および前記ケーシングと前記Ｔ字形サポートの間の空間内で波打つ第２の部分を有するばねシートであって、前記第２の部分が、前記第１の部分と、前記Ｔ字形サポートを摺動可能に押す端部部分との間で、前記ライナを摺動可能に押すばねシートと
を含む、請求項１記載のガスタービン。
【請求項１０】
前記個別のサポートエレメントのそれぞれが、
前記ケーシングに溶接され、かつ、前記ケーシングから前記ライナに向かって延在している第１の部分、および前記第１の部分に対して実質的に直角であり、かつ、前記ケーシングと前記ライナの間の空間を延在している第２の部分を有するサポートと、
前記サポートの前記第２の部分と前記ライナの間にはさまれたバッファ部分と
を含む、請求項１記載のガスタービン。
【請求項１１】
ライナ（４１０、５００、８２０、９２０、１０２０、１１２０）の外部表面の最も高い温度が達成される領域（５１３）からガス流方向に下流側で、かつ、フラシールが前記ライナに接続される部分（５１６）から前記ガス流方向に上流側の前記ライナのライナ後端（４４５）の近傍の、前記ライナとケーシング（８１０、９１０、１０１０、１１１０）の間に配置された少なくとも３つの個別のサポートエレメント（８００、９００、１０００、１１００、１２００）を有する後部支持機構（４４０）
を備えたライナ支持システム（４３０、４４０）であって、
前記個別のサポートエレメント（８００、９００、１０００、１１００、１２００）が、前記ライナ後端の支持を維持し、かつ、前記個別のサポートエレメントの一部を前記ライナまたは前記ケーシングのうちの少なくとも一方に対して前記流れ方向に摺動させることができるように構成されたライナ支持システム（４３０、４４０）。
【請求項１２】
燃焼セクションの近傍の前記ライナの前方セクションに配置されたライナ停止支持機構をさらに備え、前記ライナ停止支持機構が、
少なくとも３つの雄−雌サポートエレメントを含み、前記雄−雌サポートエレメントの雌部分および雄部分のうちの一方が前記ケーシングに溶接され、また、前記雄−雌サポートエレメントの前記雌部分および前記雄部分のうちのもう一方が前記ライナに溶接され、
前記雄−雌サポートエレメントのそれぞれが、前記雄部分の第１の表面と前記雌部分の第１の内部表面の間に第１のばねを有し、また、前記雄部分の前記第１の表面とは反対側の第２の表面と前記雌部分の第２の内部表面の間に第２のばねを有し、前記第１および第２のばねが、それぞれ、前記雄部分を前記雌部分に挿入する方向に対して実質的に直角の弾性力を前記雄部分および前記雌部分の個々の表面に加える、請求項１１記載のライナ支持機構。
【請求項１３】
前記個別のサポートエレメントのそれぞれが、
前記ケーシングに溶接された第１の部分と、前記第１の部分に接続され、かつ、前記ケーシングから前記ライナへ向かって遠ざかる方向に延在している第２の部分と、前記第２の部分に接続され、かつ、前記ケーシングと前記ライナの間の空間を延在している第３の部分とを有するサポートと、
ばねサポート材料製であり、前記ライナと前記ケーシングの間の空間に自由部分ループを作り出す中間部分を有するばねであって、前記中間部分が、前記ライナの内部表面と移動可能に接触する第１の接続部分と、前記サポートの前記第３の部分に溶接された第２の接続部分の間に形成されたばねと
を含む、請求項１１記載のライナ支持機構。
【請求項１４】
前記個別のサポートエレメントのそれぞれが、
前記ケーシングに溶接され、かつ、前記ケーシングから遠ざかる方向に延在している第１の部分、および前記ケーシングと前記ライナの間の空間を延在している、前記第１の部分に対して実質的に直角である第２の部分を有するＴ字形サポートと、
前記Ｔ字形サポートの前記第２の部分に溶接された第１の部分、および前記ケーシングと前記Ｔ字形サポートの間の空間内で波打つ第２の部分を有するばねシートであって、前記第２の部分が、前記第１の部分と、前記Ｔ字形サポートを摺動可能に押す端部部分との間で、前記ライナを摺動可能に押すばねシートと
を含む、請求項１１記載のライナ支持機構。
【請求項１５】
空気を圧縮するように構成された圧縮機（１１０）と、
ガスの流れを受け取るように構成された、燃焼室から流れ方向に下流側のタービンセクション（１２０）と、
前記圧縮機（１１０）と前記タービン（１２０）セクションの間に流体接続されたライナ（４１０）であって、圧縮空気および燃料を受け取るように構成され、前記圧縮空気および燃料の混合物が前記ライナの内部で燃焼して高温の排気ガスが生成され、また、固定支持される上流側端部（４１５）および前記上流側端部（４１５）とは反対側の、前記流れ方向に下流側の後端（４４５）を有するライナ（４１０）と、
ガスタービン支持構造に固定接続されるように構成され、かつ、前記ライナを取り囲むように構成されたケーシング（８１０、９１０、１０１０、１１１０）と、
前記ライナの前記後端および前記タービンセクションに接続され、前記ライナから前記排気ガスを受け取るように構成されたフラシール（４２０）と、
前記上流側端部の近傍の前記ライナの前方セクションに配置されたライナ停止支持機構（４３０）であって、前記ライナを前記ケーシング内に支持するように構成され、少なくとも３つの雄−雌サポートエレメント（１２００）を含み、前記雄−雌サポートエレメントの雌部分（１２１０）および雄部分（１２２０）のうちの一方が前記ケーシングに溶接され、また、前記雄−雌サポートエレメントの前記雌部分および前記雄部分のうちのもう一方が前記ライナに溶接され、前記雄−雌サポートエレメントのそれぞれが、前記雄部分の第１の表面と前記雌部分の第１の内部表面の間に第１のばね（１２３０）を有し、また、前記雄部分の前記第１の表面とは反対側の第２の表面と前記雌部分の第２の内部表面の間に第２のばね（１２４０）を有し、前記第１および第２のばねが、それぞれ、前記雄部分を前記雌部分に挿入する方向に対して実質的に直角の弾性力を前記雄部分および前記雌部分の個々の表面に加えるライナ停止支持機構（４３０）と
を備えたガスタービン（４００）。

【図１】