特開 2023-138907 ガスタービンからの排気ガス流中の部品を遮熱するシステム及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023138907

(43)【公開日】2023-10-03

(54)【発明の名称】ガスタービンからの排気ガス流中の部品を遮熱するシステム及び方法

(51)【国際特許分類】

   F02C 7/00 20060101AFI20230926BHJP

   F02C 7/18 20060101ALI20230926BHJP

   F01D 25/30 20060101ALI20230926BHJP

   F01D 25/28 20060101ALI20230926BHJP

【ＦＩ】

F02C7/00 B

F02C7/18 Z

F01D25/30 B

F01D25/28 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023018965

(22)【出願日】2023-02-10

(31)【優先権主張番号】440703

(32)【優先日】2022-03-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】PL

(71)【出願人】

【識別番号】390041542

【氏名又は名称】ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ

(74)【代理人】

【識別番号】100105588

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 博

(72)【発明者】

【氏名】ヤミオウコフスキ、ロベルト

(72)【発明者】

【氏名】ヴォルフ、ダミアン

(72)【発明者】

【氏名】ヴィシニェフスキ、アダム

(57)【要約】

【課題】ガスタービンからの排気ガス流中の部品を遮熱するシステム及び方法を提供する。
【解決手段】
システムは、燃焼システム（１０）の排気ディフューザ（２６）の部品（８０）内に遮熱材（１９０）を取り付けるように構成された遮熱材取付アセンブリ（１９２）を含む。遮熱材取付アセンブリ（１９２）は、部品（８０）の壁（１１０）上の遮熱材（１９０）を覆うように構成された遮熱材カバープレート（２０４）と、遮熱材カバープレート（２０４）上に部分的に延在するとともに部品（８０）の壁（１１０）に結合するように構成された複数の取付クリップ（２０６）とを含む。複数の取付クリップ（２０６）の各クリップは、壁（１１０）の表面（２３０）に沿った第１の方向への遮熱材カバープレート（２０４）の移動を可能にするが、壁（１１０）の表面（２３０）と交差する第２の方向（２８４）への遮熱材カバープレート（２０４）の移動を阻止するように構成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃焼システム（１０）の排気ディフューザ（２６）の部品（８０）内に遮熱材（１９０）を取り付けるように構成された遮熱材取付アセンブリ（１９２）を備えるシステムであって、前記遮熱材取付アセンブリ（１９２）が、
前記部品（８０）の壁（１１０）上の遮熱材（１９０）を覆うように構成された遮熱材カバープレート（２０４）と、
前記遮熱材カバープレート（２０４）上に部分的に延在するとともに前記部品（８０）の壁（１１０）に結合するように構成された複数の取付クリップ（２０６）であって、該複数の取付クリップ（２０６）の各クリップが、前記壁（１１０）の表面（２３０）に沿った第１の方向（２８２）への前記遮熱材カバープレート（２０４）の移動を可能にするが前記壁（１１０）の表面（２３０）と交差する第２の方向（２８４）への遮熱材カバープレート（２０４）の移動を阻止するように構成されている、複数の取付クリップ（２０６）と
を備える、システム。

【請求項2】

当該システムが、前記遮熱材取付アセンブリ（１９２）の遮熱材カバープレート（２０４）で覆われた遮熱材（１９０）を有する遮熱アセンブリ（１４０）、前記遮熱アセンブリ（１４０）を有する前記排気ディフューザ（２６）の部品（８０）、又はそれらの組合せを備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

当該システムが、中央ハブ（８２）と外側ケーシング（８４）との間に延在する複数の半径方向構造体（８０）を有する前記排気ディフューザ（２６）を備えており、前記複数の半径方向構造体（８０）が、中央ハブ（８２）と外側ケーシング（８４）との間の排気流路（１１４）に沿って配置されている、請求項２に記載のシステム。

【請求項4】

タービンセクション（２４）の下流に前記排気ディフューザ（２６）を有するガスタービンシステム（１０）を備える、請求項３に記載のシステム。

【請求項5】

前記部品（８０）が、キャビティ（１０６）の周りに配置された壁（１１０）を有する半径方向構造体（８０）を含み、前記表面（２３０）が壁（１１０）の内面（２３０）であり、前記遮熱アセンブリ（１４０）が、前記内面（２３０）に沿ってキャビティ（１０６）内に配置される、請求項２に記載のシステム。

【請求項6】

前記半径方向構造体（８０）が、ストラット（１０８）の周りに配置された壁（１１０）を有する翼形ハウジング（１１２）と、前記壁（１１０）の内面（２３０）と前記ストラット（１０８）との間に配置された冷却流路（１０６）とを備える、請求項５に記載のシステム。

【請求項7】

前記複数の取付クリップ（２０６）が前記翼形ハウジング（１１２）の壁（１１０）に固定されており、かつ前記複数の取付クリップ（２０６）が、前記遮熱材カバープレート（２０４）の１以上の縁部（２４０）及び／又は内奥部（２４２）で前記遮熱材カバープレート（２０４）上に部分的に延在している、請求項６に記載のシステム。

【請求項8】

前記複数の取付クリップ（２０６）の少なくとも１つの取付クリップ（２０６）が、前記遮熱材カバープレート（２０４）の縁部（２４０）に沿って取り付けられるように構成されている、請求項１に記載のシステム。

【請求項9】

少なくとも１つの取付クリップ（２０６）は、前記遮熱材カバープレート（２０４）の縁部（２４０）に沿った凹部（３１０，３１２）に取り付けるように構成されている、請求項８に記載のシステム。

【請求項10】

前記少なくとも１つの取付クリップ（２０６）が、前記遮熱材カバープレート（２０４）に沿って配置された平面（２７８）を有する本体（２６８）に結合した拡大ヘッド（２６６）を備えており、前記拡大ヘッド（２６６）が、前記壁（１１０）に溶接されるように構成されたテーパ部（２７２）を備える、請求項８に記載のシステム。

【請求項11】

前記遮熱材カバープレート（２０４）が、前記縁部（２４０）に沿って拡大境界部（２５４）を含んでおり、前記拡大境界部（２５４）が、前記壁（１１０）と前記遮熱材カバープレート（２０４）との間の遮熱材（１９０）のための間隔を画成するように構成されたスペーサ部分（２５６）を備える、請求項８に記載のシステム。

【請求項12】

前記複数の取付クリップ（２０６）の少なくとも１つの取付クリップ（２０６）が、前記遮熱材カバープレート（２０４）の内奥部（２４２）に取り付けられるように構成されており、かつ前記少なくとも１つの取付クリップ（２０６）が、前記遮熱材カバープレート（２０４）上に少なくとも部分的に配置されるヘッド（３２４）と、前記遮熱材カバープレート（２０４）、前記遮熱材（１９０）及び前記壁（１１０）の開口部（３３４，３３６，３３８）を貫通するシャフト（３２２）とを備えており、前記シャフト（３２２）が、継手（３４０）で前記壁（１１０）に結合している、請求項１に記載のシステム。

【請求項13】

当該システムが、前記少なくとも１つの取付クリップ（２０６）のシャフトの周りに配置されたスペーサ部分（３４２）を備えており、該スペーサ部分（３４２）が、前記壁（１１０）と前記遮熱材カバープレート（２０４）との間の遮熱材（１９０）の間隔を画成するように構成される、請求項１２に記載のシステム。

【請求項14】

当該システムが、Ｕ字型クリップ（３５４）に結合した遮熱材ホルダ（３５２）を有する遮熱材取付クリップ（２０６）を備えており、前記Ｕ字型クリップ（３５４）が、前記遮熱材カバープレート（２０４）に結合するように構成されており、前記遮熱材ホルダ（３５２）が、前記遮熱材カバープレート（２０４）に対して前記遮熱材（１９０）を保持するように構成されている、請求項１に記載のシステム。

【請求項15】

燃焼システムの排気ディフューザ（２６）の部品（８０）の壁（１１０）上に遮熱層（１９０）を覆うように遮熱材カバープレート（２０４）を配置するステップと、
前記遮熱材カバープレート（２０４）の上に複数の取付クリップ（２０６）を部分的に延在させるステップと、
前記複数の取付クリップ（２０６）を前記部品（８０）の壁（１１０）に結合させるステップであって、前記複数の取付クリップ（２０６）の各クリップが、前記壁（１１０）の表面（２３０）に沿った第１の方向（２８２）への前記遮熱材カバープレート（２０４）の移動を可能にするが、前記壁（１１０）の表面（２３０）と交差する第２の方向（２８４）への遮熱材カバープレート（２０４）の移動を阻止するように構成されている、ステップと
を含む方法。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

本願は、一般に、ガスタービンからの排気ガス流中の部品を遮熱するためのシステム及び方法に関する。

【0002】

ガスタービンエンジンのような燃焼システムは、排気ガスの流れを排気ディフューザに通して拡散させてから、環境に排出することがある。排気ディフューザは、高温排気ガスに対する耐熱性を与える遮熱材を含むことがある。例えば、溶接されたカバープレートのような固定カバープレートを介して遮熱シートを所定の位置に保持することがある。残念ながら、溶接されたカバープレートは、排気ディフューザの熱膨張及び収縮に起因する問題を生じかねない。そこで、排気ディフューザその他の排気ガス流中の部品を遮熱するための改善されたシステム及び方法に対するニーズが存在する。

【発明の概要】

【0003】

以下、本願出願当初の特許請求の範囲に記載された発明の技術的範囲に属する幾つかの実施形態について要約する。これらの実施形態は、特許請求の範囲に記載された発明の技術的範囲を限定するものではなく、本発明の可能な形態を簡単にまとめたものである。実際、本発明は、以下に記載する実施形態と同様のものだけでなく、それらと異なる様々な実施形態をも包含する。

【0004】

ある実施形態では、システムは、燃焼システムの排気ディフューザの部品内に遮熱材を取り付けるように構成された遮熱材取付アセンブリを備える。遮熱材取付アセンブリは、部品の壁上の遮熱材を覆うように構成された遮熱材カバープレートと、遮熱プレート上に部分的に延在するとともに部品の壁に結合するように構成された複数の取付クリップとを備える。複数の取付クリップの各クリップは、壁の表面に沿った第１の方向への遮熱材カバープレートの移動を可能にするが、壁の表面と交差する第２の方向への遮熱材カバープレートの移動を阻止するように構成される。

【0005】

ある実施形態では、システムは、中央ハブと、中央ハブの周りに配置される排気流路と、排気流路の周りに配置される外壁と、中央ハブと外壁との間に延在する複数の半径方向構造体を有する排気ディフューザとを含む。複数の半径方向構造体の各半径方向構造体は、キャビティの周りに配置される壁と、壁の内面上に配置される遮熱層と、遮熱層の上に配置される遮熱材カバープレートと、壁に結合した複数の取付クリップとを含む。複数の取付クリップの各クリップは、内面に沿った第１の方向への遮熱材カバープレートの移動を可能にするが、内面と交差する第２の方向への遮熱材カバープレートの移動を阻止する。

【0006】

ある実施形態では、方法は、燃焼システムの排気ディフューザの部品の壁上に遮熱層を覆うように遮熱材カバープレートを配置するステップと、遮熱材カバープレート上に複数の取付クリップを部分的に延在させるステップとを含む。方法は、複数の取付クリップを部品の壁に結合するステップも含む。複数の取付クリップの各クリップは、壁の表面に沿った第１の方向への遮熱材カバープレートの移動を可能にするが、壁の表面と交差する第２の方向への遮熱材カバープレートの移動を阻止するように構成される。

【0007】

本願で開示する技術の上記その他の特徴、態様及び利点については、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を参照することによって理解を深めることができよう。図面を通して、同様の部材には同様の符号を付した。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】タービンセクションの下流にディフューザセクションを有するガスタービンシステムの実施形態の概略図であり、ディフューザセクションは、中央ハブと外側ケーシングとの間に延在する複数の半径方向構造体を含んでおり、遮熱アセンブリが少なくとも半径方向構造体内に配置されている。

【図2】図１のディフューザセクションの一実施形態の部分断面側面図であり、遮熱アセンブリを有する半径方向構造体の詳細を示す。

【図3】図１及び図２の半径方向構造体の実施形態の図２の３－３矢視断面図であり、ストラットの周りに配置される空力ハウジングを示しており、遮熱アセンブリは、遮熱材上に配置され、かつ取付クリップによって空力ハウジングの外壁内に保持される遮熱材カバープレートを含んでいる。

【図4】図１～図３の半径方向構造体の実施形態の図３の４－４矢視断面内部側面図であり、外壁の内面に沿って配置される遮熱アセンブリを示しており、取付クリップは、遮熱材カバープレートのカバープレート部分の縁部及び内奥部に沿って配置されている。

【図5】図１～図４の半径方向構造体の実施形態の図４の５－５矢視部分断面図であり、外壁の内側の遮熱材上の遮熱材カバープレートの縁部に沿って配置された取付クリップを示す。

【図6】図１～図５の遮熱アセンブリの取付クリップの一実施形態の斜視図である。

【図7】図１～図４の半径方向構造体の実施形態の図４の７－７矢視部分断面図であり、支持片を有する継手の両側のカバープレート部分上に配置される一対の取付クリップを示す。

【図8】図１～図４の半径方向構造体の実施形態の図７の８－８矢視上面図であり、カバープレート部分の凹部に配置された一対の取付クリップを示す。

【図9】図１～図４の半径方向構造体の実施形態の図４の９－９矢視部分断面図であり、外壁上の遮熱材上の遮熱材カバープレートの内奥部に配置された取付クリップを示す。

【図10】遮熱材カバープレートに対して遮熱材を（例えば図２及び図３の空力ハウジングの前縁又は後縁に沿って）保持するように構成された遮熱材取付クリップの実施形態の斜視図である。

【図11】図１～図４の半径方向構造体の実施形態の部分断面図であり、図１０の遮熱材取付クリップによって遮熱材カバープレートに対して保持された遮熱材を有する遮熱アセンブリを示す。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本願で開示するシステムの１以上のある実施形態について説明する。これらの実施形態を簡潔に説明するため、現実の実施に際してのあらゆる特徴について本明細書に記載しないこともある。実施化に向けての開発に際して、あらゆるエンジニアリング又は設計プロジェクトの場合と同様に、実施毎に異なる開発者の特定の目標（システム及び業務に関連した制約に従うことなど）を達成すべく、実施に特有の多くの決定を行う必要があることは明らかであろう。さらに、かかる開発努力は複雑で時間を要することもあるが、本明細書の開示内容に接した当業者にとっては日常的な設計、組立及び製造にすぎないことも明らかであろう。

【0010】

本開示の様々な実施形態の構成要素について紹介する際、単数形で記載したものは、その構成要素が１以上存在することを意味する。「含む」、「備える」及び「有する」という用語は内包的なものであり、記載した構成要素以外の追加の要素が存在していてもよいことを意味する。

【0011】

以下で説明する通り、遮熱アセンブリは、ガスタービンの下流の排気ディフューザのような、ガスタービンシステムの１以上の部品に結合し得る。遮熱アセンブリは、遮熱材取付アセンブリによって所定の位置に取り付けられた遮熱材を含んでいてもよく、遮熱材の上に配置され、かつ複数の取付クリップによって保持される遮熱材カバープレートを含んでいてもよい。開示された実施形態は、遮熱材及びその下の部品の表面に沿った（例えば表面に平行な）第１の方向への遮熱材カバープレートの移動（又は浮動）を可能にするが、表面と交差する（例えば表面に垂直な）第２の方向への遮熱材カバープレートの移動は略阻止する。例えば、取付クリップの各々は、固定継手（例えば溶接継手）のような継手で部品（例えば排気ディフューザ）の壁に結合してもよいが、各取付クリップは、遮熱材カバープレートには固定した状態では結合されない。そこで、遮熱材カバープレートは、遮熱材を部品の壁に対して保持したまま、部品の熱膨張及び収縮に応じて移動することができる。部品は、排気ディフューザの排気流路に配置された翼形状を有する半径方向構造体のような、排気ディフューザの任意の部分を含むことができる。ただし、遮熱アセンブリの開示された実施形態は、ガスタービンシステムの任意の部品、排気ディフューザその他の遮熱によって恩恵を受ける機器で使用し得る。

【0012】

図１は、制御システム１４と結合したガスタービンエンジン１２を有するガスタービンシステム１０の一実施形態の概略図である。以下でさらに詳しく説明する通り、ガスタービンシステム１０は、ガスタービンシステム１０の１以上の部品における温度を制御するように構成された熱システム１６を含む。例えば、熱システム１６は、移動又は浮動させることのできる遮熱材カバープレートで遮熱シート又は遮熱層を保持するように構成された遮熱アセンブリ１４０を含んでおり、それによって熱膨張及び収縮に起因する応力又は損傷を低減する。以下、図１～図１１を参照して、熱システム１６の様々な特徴について説明するが、それら様々な特徴を適宜互いに組合せて用いてもよい。なお、熱システム１６について説明する前に、熱システム１６を使用することが可能な状況としてガスタービンシステム１０について説明する。

【0013】

ガスタービンエンジン１２は、吸気セクション１８と、圧縮機セクション２０と、燃焼器セクション２２と、タービンセクション２４と、排気ディフューザセクション又はディフューザセクション２６と、負荷２７と、排気セクション２８（例えば排気筒）とを備える。吸気セクション１８は、１以上のサイレンサバッフル、流体噴射システム（例えば防氷用の加熱流体噴射）、エアフィルタ又はこれらの任意の組合せを有するダクトを含んでいてもよい。圧縮機セクション２０は、ベルマウス３２を有する上流側入口ダクト３０を含んでいてもよく、入口ダクト３０は、内側ハブ３４と、内側ハブ３４の周りで周方向に配置されて吸気流路を画成する外壁３６と、吸気流路内の内側ハブ３４と外壁３６との間に半径方向に延在する複数の静翼３８と、吸気流路内で中心軸の周りで周方向に配置された複数の入口案内翼（ＩＧＶ）４０とを備える。入口案内翼４０は１以上のアクチュエータ４２に結合していてもよく、アクチュエータ４２は制御システム１４と通信可能に結合しかつ制御システム１４によって制御される。作動時に、制御システム１４は、ガスタービンエンジン１２の作動中に圧縮機セクション２０への吸気の流れを変化させるため入口案内翼４０の位置（例えば角度位置）を調整するように構成される。各入口案内翼４０の角度位置は、入口ダクト３０及び／又は圧縮機セクション２０の中心軸に対するものであっても、中心軸に対する半径方向軸に対するものであっても、或いは隣接する入口案内翼４０に対するものであってもよい。

【0014】

圧縮機セクション２０は１段以上の圧縮機段４４を含んでおり、各圧縮機段４４は、圧縮機ケーシング５０内の圧縮機シャフト４８に結合した複数の圧縮機動翼４６と、圧縮機ケーシング５０に結合した複数の圧縮機静翼５２とを含む。圧縮機動翼４６及び圧縮機静翼５２は、各圧縮機段４４内で圧縮機シャフト４８の中心軸の周りで周方向に配置される。圧縮機段４４は、１～２０段又はそれ以上の圧縮機段を含んでいてもよい。さらに、圧縮機段４４は、圧縮機セクション２０を通る流れの方向に圧縮機動翼４６の組と圧縮機静翼５２の組とが交互に配置される。作動時に、圧縮機段４４は、吸気を漸次圧縮してから燃焼器セクション２２へと送る。

【0015】

燃焼器セクション２２は、各々１以上の燃料ノズル５６を有する１以上の燃焼器５４を含む。ある実施形態では、燃焼器セクション２２は、ガスタービンエンジン１２の中心軸の周りに延在する単一の環状燃焼器５４を有していてもよい。ただし、幾つかの実施形態では、燃焼器セクション２２は、ガスタービンエンジン１２の中心軸の周りで周方向に離間した２、３、４、５、６又は７以上の燃焼器５４を含んでいてもよい。燃料ノズル５６は、圧縮機セクション２０からの圧縮空気５８と燃料供給システム６２からの燃料６０とを受け取って、燃料と空気とを混合し、混合気に点火して高温燃焼ガス６４を生成させるが、燃焼ガス６４は各燃焼器５４を出てタービンセクション２４へと入る。

【0016】

タービンセクション２４は、１段以上のタービン段６６を含んでおり、各タービン段６６は、タービンケーシング７２内部のタービンシャフト７０に周方向に配置されかつ結合した複数のタービン動翼６８と、タービンシャフト７０の周囲に周方向に配置された複数のタービン静翼７３とを含む。タービン段６６は、１～１０段又はそれ以上のタービン段を含んでいてもよい。さらに、タービン段６６は、タービンセクション２４を通る流れの方向にタービン動翼６８の組とタービン静翼７３の組とが交互に配置される。作動時に、高温燃焼ガス６４は徐々に膨張してタービン段６６のタービン動翼６８を回転させる。図に示す実施形態では、タービンケーシング７２は、タービンシャフト７０の中心軸の周りで周方向に配された内壁７４と、内壁７４の周りで周方向に配設された外壁７６と、内壁７４と外壁７６との間に配置される冷却流路７８とを備える。以下で説明する通り、冷却流路７８は、タービンセクション２４の温度を下げるのに役立つ流体流（例えば冷却剤又は冷却流）を循環するように構成される。

【0017】

ディフューザセクション２６は、排気セクション２８から排出する前に排気ガスを膨張させるように構成されている。ディフューザセクション２６は、中央ハブ８２と外側ケーシング８４との間に半径方向に延在する複数のアーム又は半径方向構造体８０を含む。中央ハブ８２は、タービンシャフト７０及び負荷２７（例えば発電機、機械等）に結合したシャフト８８の中心軸８６の周りで周方向に延在しており、シャフト８８は、中央ハブ８２で囲まれたキャビティ９２内に配置された１以上の軸受９０によって支持される。中央ハブ８２は、中央ハブ８２の内壁９６と外壁９８との間に冷却流路９４を含んでいてもよく、内壁９６は中心軸８６の周りで周方向に延在し、冷却流路９４は内壁９６の周りで周方向に延在し、外壁９８は冷却流路９４の周りで周方向に延在する。冷却流路９４は、図２を参照して以下でさらに詳しく説明する通りキャビティ９２内に延在していてもよい。同様に、外側ケーシング８４は、外側ケーシング８４の内壁１０２と外壁１０４との間に冷却流路１００を含んでいてもよく、内壁１０２は中心軸８６の周りで周方向に延在し、冷却流路１００は内壁１０２の周りで周方向に延在し、外壁１０４は冷却流路１００の周りで周方向に延在する。

【0018】

ディフューザセクション２６の半径方向構造体８０は、中心軸８６の周りで互いに周方向に離間しており、中央ハブ８２と外側ケーシング８４との間に冷却及び構造的支持の両方をもたらす。ある実施形態では、ディフューザセクション２６は、中心軸８６の周りで均等に又は不均等に離間した２、３、４、５、６、７、８、９、１０又はそれ以上の半径方向構造体８０を含んでいてもよい。図に示す実施形態では、各半径方向構造体８０は、構造支持体又はストラット１０８と外壁又はシェル１１０との間に冷却流路１０６を有する。冷却流路１０６は、冷却流路１００及び９４と流体連通し、冷却流が外側ケーシング８４、半径方向構造体８０及び中央ハブ８２を流れるのを促進する。ストラット１０８は、中央ハブ８２（例えば内壁９６で）及び外側ケーシング８４（例えば外壁１０４で）に機械的に結合する。ある実施形態では、ストラット１０８は、中実ストラットであっても中空ストラットであってもよい。半径方向構造体８０の外壁１１０は、冷却流路１０６及びストラット１０８の周囲全体に延在しており、外壁１１０及びストラット１０８は、中央ハブ８２から外側ケーシング８４まで半径方向に延在している。ある実施形態では、外壁１１０は、ストラット１０８の周りに冷却流路１０６を画成するためストラット１０８の周りにオフセット距離で配置された空力ハウジング１１２（例えば翼形ハウジング又は翼形部など）を画成することができる。このように、空力ハウジング１１２は、中央ハブ８２と外側ケーシング８４との間の排気流路１１４に沿った半径方向構造体物８０に起因する流れ抵抗を低減するように構成される。

【0019】

図１にさらに示すように、熱システム１６は、タービンセクション２４の冷却流路７８並びにディフューザセクション２６の冷却流路１００、１０６及び９４とそれぞれ冷却剤供給ライン又は導管１１８及び１２０を介して流体連通した冷却システム１１６を含む。冷却システム１１６は、圧縮機セクション２０及び／又は流体供給源１２２などの１以上の供給源から冷却剤供給ライン又は導管１２４及び１２６を介して冷却流体又は冷却剤（例えば気体冷却剤）を受け取ることができる。例えば、導管１２４は、圧縮機セクション２０から圧縮ガス（例えば空気）を抽気するように構成された圧縮機ブリード導管であってもよい。流体供給源１２２は、スタンドアロン圧縮機、圧縮ガスタンク、パイプライン、又はガス冷却剤のような別の流体の供給源であってもよい。ガス冷却剤としては、空気、不活性ガス（例えば窒素）又は別の適切なガスが挙げられる。ある実施形態では、冷却システム１１６は、冷却流路７８、１００、１０６及び９４に送る前に、冷却流体（例えばガス冷却剤）をコンディショニング、冷却、圧縮及び／又は調整するように構成された複数の部品（例えば１２８、１３０、１３２及び１３４）を含んでいてもよい。例えば、部品１２８は、水及び／又は微粒子を除去するための１以上のコンディショナー及び／又はフィルタを含んでいてもよく、部品１３０は、冷却流体から熱を抽出するように構成された冷却器又は熱交換器を含んでいてもよく、部品１３２は、冷却流体の圧力を増加させるように構成された圧縮機（例えばブースト圧縮機）を含んでいてもよく、部品１３４は、冷却流体の流れを制御するように構成された流量コントローラ又はレギュレータ（例えば圧力レギュレータ、流量計、弁など）を含んでいてもよい。冷却システム１１６は、タービンセクション２４内の冷却流路７８及びディフューザセクション２６内の冷却流路１００、１０６及び９４を介して冷却流体（例えば空気等のガス冷却剤）を供給するように構成され、温度制御及び部品の熱劣化の低減に寄与する。

【0020】

以下でさらに詳しく説明する通り、熱システム１６は、半径方向構造体８０のようなディフューザセクション２６の１以上の部品に結合した遮熱アセンブリ１４０も含んでいる。例えば、遮熱アセンブリ１４０は、空力ハウジング１１２の内部に外壁１１０の内面に沿って配置し得る。遮熱アセンブリ１４０は、半径方向構造体８０の熱膨張及び収縮に適応させるため遮熱材カバープレートが移動できるように構成され、それによってガスタービンシステム１０の作動時の遮熱材の健全性及び性能を維持するのに役立つ。例えば、遮熱アセンブリ１４０は、遮熱材カバープレートの移動又は浮動を可能にするマウント（例えば取付クリップ）を介して１以上の遮熱シートを所定の位置に保持し得る。以下、遮熱アセンブリ１４０の様々な態様についてさらに詳しく説明する。

【0021】

作動時に、ガスタービンシステム１０は、矢印１３６で示すように吸気セクション１８から入口ダクト３０へと空気を吸い込み、入口案内翼４０をアクチュエータ４２によって制御して圧縮機セクション２０への空気流を調整するため入口案内翼４０の角度位置を調整し、圧縮機セクション２０は、燃焼器セクション２２へと供給される空気流を圧縮するように構成される。例えば、圧縮機セクション２０の各段４４は、複数の動翼４６で空気流を圧縮する。圧縮空気流５８は次いで燃焼器５４の各々に入り、燃料ノズル５６で圧縮空気流は燃料供給システム６２からの燃料６０と混合される。燃料と空気の混合気は、各燃焼器５４で燃焼されて高温燃焼ガス６４を生成し、高温燃焼ガス６４はタービンセクション２４に流入して各段６６においてタービン動翼６８の回転を駆動する。タービン動翼６８の回転はタービンシャフト７０の回転を駆動し、タービンシャフト７０は負荷２７に結合したシャフト８８及び圧縮機シャフト４８に結合したシャフト８９を介して負荷２７及び圧縮機セクション２０の回転を駆動する。タービンセクション２４は、次いで排気流路１１４に沿ってディフューザセクション２６内に排気ガスを排出し、排気ガスを膨張させる。続いて、矢印１３８で示すように、排気ガスはディフューザセクション２６から、最終処理及び環境への排出のための排気セクション２８を通して排出される。排気セクション２８は、排気ダクト、排気処理装置、サイレンサ又はそれらの任意の組合せを含んでいてもよい。ある実施形態では、排気セクション２８は、蒸気タービンを駆動するための蒸気を発生するように構成された排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）のような熱交換器を含んでいてもよい。

【0022】

制御システム１４は１以上のコントローラ１４２を含んでいてもよく、各々、プロセッサ１４４、メモリ１４６、メモリ１４６に格納されかつプロセッサ１４４によって実行可能な命令１４８、及び冷却システム１１６を含むガスタービンシステム１０と通信するように構成された通信回路１５０を有する。制御システム１４は、符号１５２で示すように、ガスタービンシステム１０全体に配置された様々なセンサにも結合している。例えば、センサ１５２は、吸気セクション１８、圧縮機セクション２０、燃焼器セクション２２の燃焼器５４、タービンセクション２４、ディフューザセクション２６、負荷２７、排気セクション２８、並びに熱システム１６の様々な部品に結合させて、状態を監視してもよい。制御システム１４はセンサ１５２からのフィードバックを受け取って、ガスタービンエンジン１２の各種作動パラメータ（例えば吸気流量、燃料供給システム６２から燃焼器５４への燃料供給、排気セクション２８の排気処理装置の作動、冷却システム１１６によって供給される冷却流、又はそれらの任意の組合せなど）の調整を促進する。

【0023】

図２は、図１のディフューザセクション２６の一実施形態の部分断面側面図であり、半径方向構造体８０、中央ハブ８２及び外側ケーシング８４の詳細を示す。図に示すように、中央ハブ８２は、内壁９６と外壁９８との間に配置された冷却流路９４を有しており、冷却流路９４、内壁９６及び外壁９８は、中心軸８６の周りで周方向に延在している。内壁９６は、冷却流路９４から軸受９０を有するキャビティ９２への冷却流体の流れを促進にするため、複数の冷却ポート又は開口１６０を含んでいてもよい。同様に、外側ケーシング８４は、内壁１０２と外壁１０４との間に配置された冷却流路１００を有しており、冷却流路１００、内壁１０２及び外壁１０４は中心軸８６の周りで周方向に延在している。さらに、外側ケーシング８４は排気流路１１４の周りで周方向に延在しており、排気流路１１４は外側ケーシング８４と中央ハブ８２との間に配置される。図に示す実施形態では、外側ケーシング８４は、排気流路１４に沿った排気流の下流方向に向かって、中心軸８６から外側に拡大又は発散する。したがって、内壁１０２は、排気流路１１４の下流方向に中心軸８６に対して発散するテーパ状環状壁構造１６２を有し得る。例えば、テーパ環状壁構造１６２は、中心軸８６の周りで周方向に配置された円錐壁構造、湾曲環状壁構造又はそれらの組合せを含んでいてもよい。

【0024】

外側ケーシング８４の冷却流路１００は、半径方向構造体８０のストラット１０８と外壁１１０との間の冷却流路１０６を介して中央ハブ８２の冷却流路９４と流体連通している。図に示すように、冷却流路１０６は、外壁１１０内側のストラット１０８の周囲に延在している。ストラット１０８は、中実ストラットを含んでいても、或いは中空内部１６４を有する中空ストラットを含んでいてもよく、中空内部１６４は半径方向に中央ハブ８２と外側ケーシング８４との間に延在し得る。図に示す実施形態では、ストラット１０８は、外側ケーシング８４の外壁１０４及び中央ハブ８２の内壁９６に機械的に結合し、それらの間に延在している。半径方向構造体８０の外壁１１０は、外側ケーシング８４の内壁１０２と中央ハブ８２の外壁９８とを機械的に結合し、それらの間に延在している。上述の通り、半径方向構造体８０は、空力形状又は翼形の外壁１１０によって形成される空力ハウジング１１２（例えば翼形部）を有し得る。半径方向構造体８０内の冷却流路１０６は、空力ハウジング１１２の上流又は前縁１６６から下流又は後縁１６８まで、外壁１１０の内面に沿って延在している。半径方向構造体８０は、空力ハウジング１１２の後縁６８に結合したフェアリング１７０も含む。したがって、フェアリング１７０は、半径方向構造体８０全体の下流又は後縁１７２を画成し得る。

【0025】

作動時に、排気流は、排気流路１１４に沿って中央ハブ８２と外側ケーシング８４との間のディフューザセクション２６を通過し、排気流は前縁１６６から後縁１７２まで半径方向構造体８０の両側面の周りを流れる。排気流路１１４は、一般に中央ハブ８２の周りで周方向に延在しており、排気流路１１４は、中心軸８６の周りで発散又は拡大する環状流路であってもよい。排気ガスがディフューザセクション２６を流れると、半径方向構造体８０は排気ガスからの熱に付される。したがって、図１を参照して上述した冷却システム１１６は、冷却流路１００の矢印１７４、冷却流路１０６の矢印１７６、冷却流路９４の矢印１７８、及びキャビティ９２へと通じる開口１６０の矢印１８０で示すように、ディフューザセクション２６を通して冷却流体を供給する。したがって、冷却流体は、外側ケーシング８４、半径方向構造体８０、中央ハブ８２並びに１以上の軸受９０を収容するキャビティ９２を通して冷却をもたらす。さらに、熱システム１６は、半径方向構造体８０の外壁１１０の内面に沿って遮熱材を提供するように構成された遮熱アセンブリ１４０を含む。以下でさらに詳しく説明する通り、遮熱アセンブリ１４０は、半径方向構造体８０の外壁１１０の内側に沿って遮熱材取付アセンブリ１９２によって保持される遮熱材１９０を含む。

【0026】

図３は、図１及び図２の半径方向構造体８０の実施形態の図２の３－３矢視断面図であり、半径方向構造体８０及び遮熱アセンブリ１４０の詳細を示す。図に示すように、遮熱材１９０は、外壁１１０の内面に沿って配置された１以上の遮熱層又はシート１９４を含んでいてもよく、遮熱層又はシート１９４は、外壁１１０の内面の実質的に全体で連続した或いはセグメント化された遮熱層とし得る。例えば、図に示す実施形態では、遮熱層又はシート１９４は、半径方向構造体８０の上流セクション１９８に遮熱材部分１９６及び半径方向構造体８０の下流セクション２０２に遮熱材部分２００を有していてもよい。これらの遮熱材部分１９６及び２００の各々は、遮熱材１９０の遮熱層又はシート１９４を集合的に画成する１以上の遮熱層又はシートを含んでいてもよい。

【0027】

遮熱材取付アセンブリ１９２は、遮熱材１９０の上に配置され、かつ複数の遮熱材マウント又は取付クリップ２０６によって保持される遮熱材カバープレート２０４を含む。取付クリップ２０６は、ステンレス鋼（例えばＳＡＥ３０４ステンレス鋼）のような金属で作成し得る。遮熱材カバープレート２０４は、ステンレス鋼（例えばＳＡＥ３０４ステンレス鋼）のような金属で作成し得る。半径方向構造体８０の外壁１１０は、ステンレス鋼（例えばＳＡＥ３４７ステンレス鋼）のような金属で作成し得る。遮熱材１９０は、セラミック繊維遮熱材、ガラス繊維遮熱材及び／又はセラミックガラス繊維遮熱材のような繊維遮熱材を含んでいてもよい。遮熱材カバープレート２０４は、半径方向構造体８０の上流セクション１９８に配置されたカバープレート部分２０８及び下流セクション２０２に配置されたカバープレート部分２１０のような１枚以上のカバープレートを含んでいてもよい。したがって、カバープレート部分２０８が上流セクション１９８の遮熱材部分１９６上に延在してもよく、カバープレート部分２１０が下流セクション２０２の遮熱材部分２００上に延在してもよい。

【0028】

取付クリップ２０６は、上流セクション１９８及び下流セクション２０２の両方で半径方向構造体８０全体に分布して、遮熱材カバープレート２０４で覆われた遮熱材１９０を保持できるようにする。以下でさらに詳しく説明する通り、取付クリップ２０６は、カバープレート部分２０８及び２１０の各々が、遮熱材１９０及び半径方向構造体８０の外壁１１０に対して、例えば外壁１１０の内面に沿った方向（例えば内面と平行）に移動（又は浮動）できるように構成されている。ある実施形態では、上流及び下流セクション１９８及び２０２の各々の遮熱材カバープレート（例えばカバープレート部分２０８及び２１０の各々における１以上のカバープレート）は、取付クリップ２０６を介して互いに独立に移動するように構成される。

【0029】

図に示す実施形態では、半径方向構造体８０の外壁１１０は、半径方向構造体８０の上流セクション１９８に配置された壁部２１２と、下流セクション２０２に配置された壁部２１４とを含んでいてもよい。上流セクション１９８の壁部２１２は、空力ハウジング１１２の湾曲ノーズ部２１６として画成してもよく、下流セクション２０２の壁部２１４は、空力ハウジング１１２の湾曲テール又は後部２１８として画成し得る。遮熱材部分１９６及びカバープレート部分２０８は、湾曲ノーズ部２１６の輪郭に概ね追従するので、湾曲ノーズ部２１６の一部として説明することができる。同様に、遮熱材部分２００及びカバープレート部分２１０は、湾曲後部２１８の輪郭に概ね追従するので、湾曲後部２１８の一部として説明することができる。外壁１１０、遮熱材１９０及び遮熱材カバープレート２０４は、集合的に、前縁１６６から後縁１６８まで空力ハウジング１１２を通る中心軸又は中心平面２２０の両側の周りで湾曲して湾曲ノーズ部及び後部２１６及び２１８を画成する。ある実施形態では、湾曲ノーズ部２１６及び湾曲後部２１８を含む空力ハウジング１１２は、中心平面２２０の周りで対称であってもよい。

【0030】

上流セクション１９８の湾曲ノーズ部２１６は、下流セクション２０２の湾曲後部２１８と継手２２２（例えば外壁１１０の両側面の継手）で結合し、継手２２２は、半径方向構造体８０の半径方向長さに沿った溶接継手（例えば溶接線）であってもよい。したがって、遮熱層又はシート１９４及び遮熱材カバープレート２０４は、上流及び下流セクション１９８及び２０２のそれぞれの遮熱材部分１９６及び２００及びカバープレート部分２０８及び２１０に示すように、継手２２２で連続して延在していてもよいし、途切れていてもよい。下流セクション２０２の湾曲後部２１８は下流の後縁１６８に向かって延在しており、後縁１６８は平坦な後壁２２４を含んでいてもよく、後壁２２４はフェアリング１７０に結合される。

【0031】

遮熱材取付アセンブリ１９２は、取付クリップ２０６を介して遮熱材カバープレート２０４を移動できるようにしつつ、遮熱材１９０を外壁１１０の内面に保持するように構成されている。例えば、取付クリップ２０６の１以上を、固定式又は取外し自在な継手（例えば溶接継手又はねじ部品）を介して外壁１１０の複数の部分に結合させて、取付クリップ２０６を外壁１１０に対して静止位置に保持しつつ、取付クリップ２０６及び外壁１１０に対して遮熱材カバープレート２０４を移動できるようにしてもよい。対照的に、取付クリップ２０６は、遮熱材カバープレート２０４に固定結合されていなくてもよく、遮熱材カバープレート２０４は、外壁１１０の内面に沿った方向（例えば平行）に移動できる。代替的に又は追加的に、取付クリップ２０６の１以上を、固定式又は取外し自在な継手（例えば溶接継手又はねじ部品）を介して遮熱材カバープレート２０４の複数の部分に結合させて、取付クリップ２０６を遮熱材カバープレート２０４に対して静止位置に保持しつつ、取付クリップ２０６と外壁１１０との間の可動継手（例えば雄／雌レール接続、スロット内の拡大ヘッド、スロット内のフック、雄／雌ダブテール継手など）を介して外壁１１０に対して遮熱材カバープレート２０４を移動できるようにしてもよい。遮熱材取付アセンブリ１９２の実施形態は、遮熱材カバープレート２０４（例えばカバープレート部分２０８及び２１０の１枚以上のカバープレート）を移動できるようにするための上述の構成の各々に配置した１以上の取付クリップ２０６を含んでいてもよい。

【0032】

いずれの構成においても、取付クリップ２０６は半径方向構造体８０の内部全体に分布しており、取付クリップ２０６は遮熱材カバープレート２０４の外縁部及び／又は内側領域に沿って（例えばカバープレート部分２０８及び２１０の外縁部及び／又は内奥部など）に配置し得る。ある実施形態では、取付クリップ２０６は、遮熱材カバープレート２０４の各縁（例えば矩形遮熱材カバープレートの４辺の各々）に沿った１所、２箇所、３箇所、４箇所、５箇所、６箇所、７箇所、８箇所、９箇所、１０箇所又はそれ以上の位置並びに遮熱材カバープレート２０４の１以上の内奥部で、遮熱材カバープレート２０４（例えばカバープレート部分２０８及び２１０）に結合させてもよい。遮熱アセンブリ１４０の追加の詳細については、以下でさらに詳しく説明する。

【0033】

図４は、図１～図３の半径方向構造体８０の実施形態の図３の４－４矢視断面内部側面図であり、外壁１１０の内面２３０に沿って配置された遮熱アセンブリ１４０を、分かり易いようにストラット１０８を取り外した状態で示す。図に示すように、外壁１１０の壁部２１２及び２１４は、上流セクション１９８と下流セクション２０２との間の継手２２２に沿って互いに結合し、継手２２２は、外壁１１０の半径方向外側縁又は上縁２３４と半径方向内側縁又は下縁２３６との間で線２３２（例えば溶接線）上に延在する溶接継手であってもよい。継手２２２は、継手２２２の溶接線２３２に沿って延在する支持片２３８を含んでいてもよい。例えば、支持片２３８は、継手２２２に沿った溶接を容易にするように構成されていてもよく、外壁１１０と適合性の適切な溶接材料（例えばＳＡＥ３０４ステンレス鋼）を含んでいてもよい。継手２２２の両側で、上流セクション１９８は、遮熱材部分１９６の上方に配置され、かつ複数の取付クリップ２０６で保持されるカバープレート部分２０８を有しており、取付クリップ２０６は、半径方向外側縁又は上縁２３４に沿って、支持片２３８に沿って、さらに半径方向内側縁又は下縁２３６に沿って配置される。同様に、下流セクション２０２は、遮熱材部分２００の上方に配置され、かつ複数の取付クリップ２０６で保持されるカバープレート部分２１０を有しており、取付クリップ２０６は、半径方向外側又は上縁２３４に沿って、支持片２３８に沿って、さらに半径方向内側又は下縁２３６に沿って配置される。

【0034】

ある実施形態では、取付クリップ２０６の各々は、溶接継手その他の固定式又は取外し自在な継手継手によって、外壁１１０に結合させることができる。ただし、取付クリップ２０６は、カバープレート部分２０８及び２１０には固定結合されていないので、カバープレート部分２０８及び２１０は、壁部２１２及び２１４の内面２３０に沿った方向（例えば内面２３０と平行）に移動できる。取付クリップ２０６は、壁部２１２及び２１４の内面２３０と交差する方向（例えば垂直方向）へのカバープレート部分２０８及び２１０の移動を阻止し、カバープレート部分２０８及び２１０を内面２３０に沿って遮熱材部分１９６及び２００に対して保持する。したがって、カバープレート部分２０８及び２１０は、半径方向構造体８０の各種部品の熱膨張及び収縮に応じて、内面２３０に沿って浮動又は移動できる。

【0035】

以下でさらに詳しく説明する通り、取付クリップ２０６は、半径方向外側又は上縁２３４、支持片２３８及び半径方向内側又は下縁２３６に沿って、カバープレート部分２０８又は２１０の外縁部又は外周部２４０と係合しており、カバープレート部分２０８及び２１０を遮熱材部分１９６及び２００上に保持することができる。さらに、取付クリップ２０６は、カバープレート部分２０８及び２１０の１以上の内奥部２４２に配置して、カバープレート部分２０８及び２１０の中央領域を外壁１１０のそれぞれの壁部２１２及び２１４に保持してもよい。これらの取付クリップ２０６の各々は、縁部２４０に沿って配置するか内奥部２４２に配置するかにかかわらず、半径方向構造体８０の部品の熱膨張及び収縮に応じたカバープレート部分２０８及び２１０の移動を可能にするように構成される。以下、これらの取付クリップ２０６及びその取付け位置について、図５～図１１を参照してさらに詳しく説明する。

【0036】

図５は、図１～図４の半径方向構造体の実施形態の図４の５－５矢視部分断面図であり、外壁１１０の内側の遮熱材１９０上の遮熱材カバープレート２０４の縁部２４０に沿って配置された取付クリップ２０６を示す。例えば、図に示す実施形態は、遮熱材カバープレート２０４のカバー部２０８及び２１０の縁部２４０に沿って配置された取付クリップ２０６の各々における遮熱材取付アセンブリ１９２の詳細が記載されている。図に示すように、遮熱アセンブリ１４０は、外壁１１０の内面２３０に沿って配置された遮熱材１９０と、遮熱材１９０及び外壁１１０の上方に配置された遮熱材カバープレート２０４と、遮熱材カバープレート２０４の一部の上に配置されかつ外壁１１０に結合した取付クリップ２０６とを有する。

【0037】

特に、遮熱材カバープレート２０４は、外周プレート部分又は境界部２５２で囲まれた中央プレート部分２５０を有しており、外周プレート部分２５２は、遮熱材カバープレート２０４の縁部２４０まで延在していて拡大境界部２５４を含む。例えば、ある実施形態では、拡大境界部２５４は、遮熱材カバープレート２０４の内側２５８に取り付けられた追加のスペーサ部分２５６のように、中央プレート部分２５０に比して増加した厚さを有していてもよい。例えば、スペーサ部分２５６は、遮熱材カバープレート２０４の連続片、遮熱材カバープレート２０４上に付加された追加片、遮熱材カバープレート２０４の屈曲部、又はそれらの組合せであってもよい。図に示す実施形態では、遮熱材カバープレート２０４は、縁部２４０での遮熱材カバープレート２０４の屈曲部又は折畳部２６０を含んでいて、スペーサ部分２５６を有する拡大境界部２５４を画成する。例えば、屈曲部又は折畳部２６０は、外周プレート部分２５２の縁部２４０に沿ったヘムフランジの一部であってもよい。スペーサ部分２５６は、遮熱アセンブリ１４０を組み立てる前の遮熱材１９０の厚さと等しいか又はそれよりも薄い厚さを有していてもよい。例えば、スペーサ部分２５６は、遮熱材カバープレート２０４と外壁１１０との間の遮熱材１９０を遮熱材カバープレート２０４によって少なくとも部分的に圧縮（例えば少なくとも２０％、３０％、４０％、５０％又はそれ以上の圧縮）できるようにするために、減少させた厚さを有していてもよい。例えば、遮熱材カバープレート２０４を遮熱材１９０の上に取り付けたとき、遮熱材１９０は厚さが４ｍｍから２ｍｍへと圧縮されてもよい。

【0038】

取付クリップ２０６は、遮熱材カバープレート２０４の一部の上に縁部２４０を越えて延在している。図に示すように、取付クリップ２０６は、縁部２４０を越えて端部２６２と端部２６４の間に延在しており、取付クリップ２０６は、端部２６２に隣接して配置される拡大ヘッド２６６と、拡大ヘッド２６６から端部２６４まで延在する長尺矩形体２６８とを有する。拡大ヘッド２６６は、拡大ヘッド２６６が遮熱材カバープレート２０４の外周プレート部分又は境界部２５２の厚さを越えて延在し、かつ外壁１１０の内面２３０に接触するように、長尺矩形体２６８に比して増加した厚さを有することができる。さらに、拡大ヘッド２６６は、遮熱材カバープレート２０４の縁部２４０に面する平坦な内側ストップ２７０と、取付クリップ２０６と外壁１１０との接合を容易にするように構成されたテーパ部２７２とを含んでいてもよい。例えば、平坦な内側ストップ２７０は、遮熱材カバープレート２０４の縁部２４０に対する当接面又はストップ構造をもたらすように構成される。拡大ヘッド２６６は、継手２７４（例えば取付クリップ２０６の材料を外壁１１０の材料に接合する溶接継手など）を介して外壁１１０の内面２３０に固定結合してもよい。テーパ部２７２は、継手２７４（例えば溶接継手）に沿った接合を容易にするため、拡大ヘッド２６６と外壁１１０との間に傾斜陥凹領域２７６をもたらす。長尺矩形体２６８は、遮熱材カバープレート２０４の外面２８０に面する平坦な内面２７８を有する平板であってもよい。

【0039】

作動時に、長尺矩形体２６８は、例えば半径方向構造体８０の熱膨張及び収縮に応答して、表面２７８及び２８０並びに外壁１１０の内面２３０に沿った第１の方向（例えば平行方向２８２）に遮熱材カバープレート２０４が移動できるようにする。図に示す実施形態では、取付クリップ２０６は継手２７４を介して外壁１１０に結合しているが、取付クリップ２０６は遮熱材カバープレート２０４には固定結合されていない。取付クリップ２０６は、内面２３０及び表面２７８及び２８０に対する第２の方向（例えば垂直方向のような交差方向２８４）への遮熱材カバープレート２０４の移動を阻止するが、第１の方向（例えば平行方向２８２）への移動は可能にするように構成されている。取付クリップ２０６及び遮熱材取付アセンブリ１９２の追加の詳細については、以下でさらに詳しく説明する。

【0040】

図６は、図３～図５の取付クリップ２０６の一実施形態の斜視図であり、拡大ヘッド２６６及び長尺矩形体２６８の詳細を示す。図に示すように、長尺矩形体２６８は、端部２６４から平坦な内側ストップ２７０まで延在しており、長尺矩形体２６８は、平坦な内側ストップ２７０からオフセットしかつ内側ストップ２７０と平行な端壁２９０を含む。長尺矩形体２６８は、互いに平行で、かつ端壁２９０及び平坦な内側ストップ２７０に垂直な両側の側壁２９２及び２９４を含む。長尺矩形体２６８は、端壁２９０と、平坦な内側ストップ２７０と両側の側壁２９２及び２９４との間に延在する内側平面２７８を含む。長尺矩形体２６８は、内側平面２７８と互いに平行な反対側の外側平面２９６も含む。ある実施形態では、長尺矩形体２６８は、上記で詳しく説明したように遮熱材カバープレート２０４の移動を可能にするように構成された他の形状又は幾何形状を有していてもよい。拡大ヘッド２６６は、両側の側壁２９２及び２９４間に延在する傾斜表面２９８を有するテーパ部２７２を含み、傾斜表面２９８は、平坦な内側ストップ２７０と端部２６２の端壁３００との間にも延在している。傾斜表面２９８は、平坦な内側ストップ２７０に対して、約２０度、３０度、４０度、５０度、６０度又は７０度以下の角度をなしていてもよい。さらに、平坦な内側ストップ２７０は、内側平面２７８に対して約９０度の角度をなしていてもよい。

【0041】

図７は、図１～図４の半径方向構造体８０の実施形態の図４の７－７矢視部分断面図であり、支持片２３８を有する継手２２２の両側のカバープレート部分２０８及び２１０の上に配置される一対の取付クリップ２０６を示す。特に、図に示す実施形態は、上流セクション１９８と下流セクション２０２の間の継手２２２に沿った遮熱材取付アセンブリ１９２の詳細を示している。図７に示すように、支持片２３８は、外壁１１０の壁部２１２及び２１４間の継手２２２の上に継手２２２に沿って配置されており、支持片２３８は、溶接、ろう付け又は他の適切な締結手段によって壁部２１２及び２１４にさらに固定してもよい。継手２２２の両側には、取付クリップ２０６がカバープレート部分２０８及び２１０上に配置されており、カバープレート部分２０８及び２１０自体はそれぞれの遮熱材部分１９６及び２００の上に配置される。図示した取付クリップ２０６、カバープレート部分２０８及び２１０並びに遮熱材部分１９６及び２００の配置の各々は、上記で図５を参照して詳しく説明したものと実質的に同じである。換言すると、図５を参照して上述した取付けの詳細は、図７に示すように継手２２２の両側で用いることができる。ある実施形態では、取付クリップ２０６は、カバープレート部分２０８及び２１０の縁部２４０と直接整列した平坦な内側ストップ２７０を有し得る。ただし、実施形態によっては、取付クリップ２０６の拡大ヘッド２６６は、カバープレート部分２０８及び２１０の縁部２４０に対して部分的に凹んでいてもよい。

【0042】

図８は、図１～図４の半径方向構造体８０の実施形態の図７の８－８矢視上面図であり、カバープレート部分２０８及び２１０のそれぞれの凹部３１０及び３１２に配置された一対の取付クリップ２０６を示す。取付クリップ２０６は、遮熱材部分１９６及び２００の上に配置されたカバープレート部分２０８及び２１０と係合し、かつそれらの上に部分的に延在している。図に示す実施形態では、カバープレート部分２０８は、取付クリップ２０６を収容するため縁部２４０から離れて内側に延在する凹部３１０を含む。同様に、カバープレート部分２１０は、取付クリップ２０６を収容するために縁部２４０から離れて内側に延在する凹部３１２を含む。例えば、凹部３１０は、縁部２４０及び支持片２３８と実質的に平行な凹部縁３１４を有するカバープレート部分２０８の切抜部を含んでいてもよく、取付クリップ２０６の拡大ヘッド２６６は少なくとも部分的に又は完全に凹部３１０内に配置し得る。同様に、凹部３１２は、縁部２４０及び支持片２３８と実質的に平行な凹部縁３１６を有するカバープレート部分２１０の切抜部を含んでいてもよく、取付クリップ２０６の拡大ヘッド２６６は少なくとも部分的に又は完全に凹部３１２内に配置し得る。

【0043】

図に示すように、カバープレート部分２０８上の取付クリップ２０６の拡大ヘッド２６６の平坦な内側ストップ２７０は、カバープレート部分２０８が外壁１１０に沿って平行方向２８２に移動する空間をもつように、凹部縁３１４からのオフセット距離をおいて凹部３１０内に配置される。同様に、カバープレート部分２１０上の取付クリップ２０６の拡大ヘッド２６６の平坦な内側ストップ２７０は、カバープレート部分２１０が外壁１１０に沿って平行方向２８２に移動する空間をもつように、凹部縁３１６からのオフセット距離をおいて凹部３１２内に配置される。さらに、凹部３１０及び３１２は、カバープレート部分２０８及び２１０の縁部２４０を支持片２３８に近づけて配置できるようにし、カバープレート部分２０８及び２１０が遮熱材部分１９６及び２００を支持する位置を支持片２３８に近づけることができる。

【0044】

図示した凹部３１０及び３１２を有するカバープレート部分２０８及び２１０の構成は、半径方向構造体８０の半径方向外側又は上縁２３４及び半径方向内側又は下縁２３６に沿った縁部２４０を始めとして、カバープレート部分２０８及び２１０に沿った任意の位置に配置することができる。したがって、図８に示す凹部３１０及び３１２及び取付クリップ２０６の構成は、図７に示すような支持片２３８に沿った構成に限定されるものではない。凹部内の取付クリップ２０６は、遮熱材カバープレート２０４の取付け及び相対移動を容易にするための任意の位置での使用が予定される。

【0045】

図９は、図１～図４の半径方向構造体８０の実施形態の図４の９－９矢視部分断面図であり、外壁１１０上の遮熱材カバープレート２０４の内奥部２４２に配置された取付クリップ２０６を示す。図に示す実施形態では、取付クリップ２０６は、拡大ヘッド３２４にステム又はシャフト３２２を結合した中央取付クリップ３２０とし得る。例えば、ステム又はシャフト３２２は円筒形シャフトであってもよく、拡大ヘッド３２４は円形ヘッドであってもよい。例えば、拡大ヘッド３２４は、ステム又はシャフト３２２に結合した隆起中央部３２６と、隆起中央部３２６の周囲に周方向に延在するテーパ状環状部３２８と、テーパ状環状部３２８の周りに延在する円形の外周３３０とを含んでいてもよい。さらに、拡大ヘッド３２４は、遮熱材カバープレート２０４の外面２８０に面するように構成される内側平面３３２（例えば環状平面）を含んでいてもよい。図に示す実施形態では、ステム又はシャフト３２２は、遮熱材カバープレート２０４の開口部３３４、遮熱材１９０の開口部３３６及び外壁１１０のボア３３８を貫通して延在している。ある実施形態では、ステム又はシャフト３２２は、溶接継手のような継手３４０によって外壁１１０に固定結合されるが、次いで外壁１１０の表面と面一になるように機械加工してもよい。

【0046】

図９にさらに示すように、遮熱材取付アセンブリ１９２は、遮熱材カバープレート２０４と外壁１１０の間でステム又はシャフト３２２の周りに配置されたワッシャ３４２を含んでいてもよい。ワッシャ３４２は、外壁１１０と遮熱材カバープレート２０４との間に所望の間隔を与えるように構成された厚さを有することができ、それによって外壁１１０と遮熱材カバープレート２０４との間での遮熱材１９０の圧縮を制御する。例えば、ワッシャ３４２の厚さは、遮熱材１９０の上に中央取付クリップ３２０を介して遮熱材カバープレート２０４を取り付けたときに、遮熱材１９０を少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、３０％、４０％又は５０％圧縮するように選択し得る。

【0047】

中央取付クリップ３２０は、カバープレート部分２０８及び２１０の内奥部２４２の保持をもたらすため、カバープレート部分２０８及び２１０の各々の１箇所以上の位置に配置し得る。また、実施形態によっては、中央取付クリップ３２０は、カバープレート部分２０８及び２１０の保持をもたらすため、縁部２４０に沿って又は縁部２４０の少なくとも近傍で使用してもよい。遮熱材カバープレート２０４の開口部３３４は、ステム又はシャフト３２２の直径よりも十分に大きい寸法であり、それにより図５を参照して上述したような遮熱材カバープレート２０４の平行方向２８２への横移動が可能となる。さらに、拡大ヘッド３２４は、開口部３３４よりも大きい直径（例えば１．５倍、２倍、２．５倍又は３倍）を有しており、それにより外壁１１０の内面２３０に対する遮熱材カバープレート２０４の交差方向２８４（例えば垂直方向）への移動を阻止する。

【0048】

図１０は、遮熱材カバープレート２０４に対して遮熱材１９０を（例えば図２及び図３の空力ハウジング１１２の前縁１６６又は後縁１６８に沿って）保持するように構成された遮熱材取付クリップ３５０の実施形態の斜視図である。遮熱材取付クリップ３５０は、Ｕ字型クリップ３５４から延在又はＵ字型クリップ３５４に結合した長尺遮熱材ホルダ又はアーム３５２を含む。長尺遮熱材ホルダ３５２は、相対する平行面３５６及び３５８を有する矩形板のような長尺平板を含んでいてもよい。長尺遮熱材ホルダ３５２は、中間屈曲部３６０を介してＵ字型クリップ３５４に連結してもよく、中間屈曲部３６０は、以下でさらに詳しく説明する通り、遮熱材１９０を収容するための厚さの調整に用いることができる。Ｕ字型クリップ３５４は、互いに離間して、屈曲部３６６を介して互いに結合した対向する壁３６２及び３６４を含んでいてもよい。例えば、壁３６２及び３６４は、矩形平板部分のような平行な矩形壁であってもよい。屈曲部３６６は、壁３６２と３６４の間で約１８０度曲げられた折板部であってもよい。

【0049】

ある実施形態では、遮熱材取付クリップ３５０全体が板金で構成されていてもよく、遮熱材取付クリップ３５０の全体が、均一な厚さを有する単一の連続金属片であってもよい。ただし、ある実施形態では、遮熱材取付クリップ３５０は、複数の部分片から構成されていてもよく、厚さは均一であっても又は変化していてもよく、材料は均質であっても変化していてもよい。Ｕ字型クリップ３５４は、遮熱材取付クリップ３５０を遮熱材カバープレート２０４に取り付けるように構成され、長尺遮熱材ホルダ３５２は、遮熱材カバープレート２０４に対して遮熱材１９０を保持するように構成されている。ある実施形態では、遮熱材取付クリップ３５０は、図３に示すように、外壁１１０の前縁１６６及び／又は後縁１６８に使用し得る。

【0050】

図１１は、図１～図４の半径方向構造体８０の実施形態の部分断面図であり、図１０の遮熱材取付クリップ３５０によってて遮熱材カバープレート２０４に対して保持された遮熱材１９０を有する遮熱アセンブリ１４０を示す。図に示す実施形態では、遮熱材取付クリップ３５０は、半径方向構造体８０の前縁１６６又は後縁１６８に配置されている。ただし、遮熱材取付クリップ３５０は、遮熱材カバープレート２０４に対して遮熱材１９０を保持するために半径方向構造体８０の任意の位置に配置し得る。図に示すように、Ｕ字型クリップ３５４は、遮熱材カバープレート２０４の外周部又は縁部３７０を包み込んでおり、屈曲部３６０は、遮熱材１９０を収容するための長尺遮熱材ホルダ３５２の高さを調整する。

【0051】

長尺遮熱材ホルダ３５２は、遮熱材１９０に沿って長手方向に延在しており、遮熱材カバープレート２０４に対して遮熱材１９０を圧縮し得る。したがって、遮熱材取付クリップ３５０は遮熱材カバープレート２０４と共に遮熱材１９０を保持しており、外壁１１０に対して遮熱材カバープレート２０４が動くと、遮熱材１９０も遮熱材カバープレート２０４と共に移動できるようにする。矢印３７２で示すように、遮熱材カバープレート２０４は、遮熱材取付クリップ３５０及び遮熱材１９０と共に、半径方向構造体８０の熱膨張及び収縮の際に、外壁１１０に近づいたり遠ざかったりする。したがって、遮熱材取付クリップ３５０は、遮熱材１９０を、外壁１１０ではなく遮熱材カバープレート２０４に対して保持する。加えて、遮熱材１９０は、矢印３７４で示すように遮熱材カバープレート２０４及び遮熱材取付クリップ３５０に対して横方向には自由に移動できるが、遮熱材１９０は矢印３７６で示す垂直方向には移動できない。

【0052】

開示された実施形態の技術的効果は、排気ディフューザの部品のための遮熱アセンブリを含み、遮熱アセンブリは、排気ディフューザを通過する排気ガスによる熱膨張及び収縮に対応するように構成された遮熱材取付アセンブリを含む。特に、遮熱材取付アセンブリは、複数の取付クリップによって、半径方向構造体（例えば翼形部）の内部のような排気ディフューザの壁の表面に沿って遮熱材上に保持される遮熱材カバープレートを含む。取付クリップは、壁に対する遮熱材カバープレートの垂直運動を阻止するが、平行運動は可能にして、熱膨張及び収縮に適応しながら、壁に対する遮熱材の位置を遮熱材カバープレート維持するようにする。取付クリップは、遮熱材カバープレートの縁部及び／又は内奥部に沿って配置できる。

【0053】

以上詳細に説明してきた技術は、以下に記載する１以上の実施態様として規定し得る。

【0054】

［実施態様１］
システムは、燃焼システムの排気ディフューザの部品内に遮熱材を取り付けるように構成された遮熱材取付アセンブリを備える。前記遮熱材取付アセンブリは、部品の壁上の遮熱材を覆うように構成された遮熱材カバープレートと、遮熱プレート上に部分的に延在するとともに部品の壁に結合するように構成された複数の取付クリップとを備える。複数の取付クリップの各クリップは、壁の表面に沿った第１の方向への遮熱材カバープレートの移動を可能にするが、壁の表面と交差する第２の方向への遮熱材カバープレートの移動を阻止するように構成されている。
［実施態様２］
遮熱材取付アセンブリの遮熱材カバープレートで覆われた遮熱材を有する遮熱アセンブリを含む、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様３］
遮熱アセンブリを有する排気ディフューザの部品を含む、実施態様１又は実施態様２に記載のシステム。
［実施態様４］
中央ハブと外側ケーシングとの間に延在する複数の半径方向構造体を有する排気ディフューザを含み、複数の半径方向構造体が、中央ハブと外側ケーシングとの間の排気流路に沿って配置される、実施態様１乃至実施態様３のいずれか１項に記載のシステム。
［実施態様５］
タービンセクションの下流に排気ディフューザを有するガスタービンシステムを含む、実施態様１乃至実施態様４のいずれか１項に記載のシステム。
［実施態様６］
部品が、キャビティの周りに配置された壁を有する半径方向構造体を含み、前記表面が壁の内面であり、遮熱アセンブリが、前記内面に沿ってキャビティ内に配置される、実施態様１乃至実施態様のいずれか１項に記載のシステム。
［実施態様７］
半径方向構造体が、ストラットの周りに配置された壁を有する翼形ハウジングと、前記壁の内面とストラットとの間に配置される冷却流路とを有する、実施態様１乃至実施態様６のいずれか１項に記載のシステム。
［実施態様８］
複数の取付クリップが翼形ハウジングの壁に固定されており、かつ複数の取付クリップが、遮熱材カバープレートの１以上の縁部及び／又は内奥部で遮熱材カバープレート上に部分的に延在している、実施態様１乃至実施態様７のいずれか１項に記載のシステム。
［実施態様９］
複数の取付クリップの少なくとも１つの取付クリップが、遮熱材カバープレートの縁部に沿って取り付けられるように構成されている、実施態様１乃至実施態様８のいずれか１項に記載のシステム。
［実施態様１０］
少なくとも１つの取付クリップは、遮熱材カバープレートの縁部に沿った凹部に取り付けられるように構成されている、実施態様１乃至実施態様９のいずれか１項に記載のシステム。
［実施態様１１］
少なくとも１つの取付クリップは、遮熱材カバープレートに沿って配置された平面を有する本体に結合した拡大ヘッドを含んでおり、拡大ヘッドが、壁に溶接されるように構成されたテーパ部を含む、実施態様１乃至実施態様１０のいずれか１項に記載のシステム。
［実施態様１２］
遮熱材カバープレートが、縁部に沿って拡大境界部を含んでおり、拡大境界部が、壁と遮熱材カバープレートとの間の遮熱材のための間隔を画成するように構成されたスペーサ部分を含む、実施態様１乃至実施態様１１のいずれか１項に記載のシステム。
［実施態様１３］
複数の取付クリップの少なくとも１つの取付クリップが、遮熱材カバープレートの内奥部に取り付けられるように構成されており、かつ少なくとも１つの取付クリップが、遮熱材カバープレート上の少なくとも一部に配置されるヘッドと、遮熱材カバープレート、遮熱材及び壁の開口部を貫通するシャフトとを含んでおり、シャフトが継手で壁に結合している、実施態様１乃至実施態様１２のいずれか１項に記載のシステム。
［実施態様１４］
少なくとも１つの取付クリップのシャフトの周りに配置されたスペーサ部分を含んでおり、スペーサ部分が、壁と遮熱材カバープレートとの間の遮熱材の間隔を画成するように構成される、実施態様１乃至実施態様１３のいずれか１項に記載のシステム。
［実施態様１５］
Ｕ字型クリップに結合した遮熱材ホルダを有する遮熱材取付クリップを含んでおり、Ｕ字型クリップが、遮熱材カバープレートに結合するように構成されており、遮熱材ホルダが、遮熱材カバープレートに対して遮熱材を保持するように構成されている、実施態様１乃至実施態様１４のいずれか１項に記載のシステム。
［実施態様１６］
システムは、中央ハブと、中央ハブの周りに配置される排気流路と、排気流路の周りに配置される外壁と、中央ハブと外壁との間に延在する複数の半径方向構造体とを有する排気ディフューザ装置を含む。複数の半径方向構造体の各半径方向構造体は、キャビティの周りに配置される壁と、壁の内面上に配置される遮熱層と、遮熱層の上に配置される遮熱材カバープレートと、壁に結合した複数の取付クリップとを含む。複数の取付クリップの各クリップは、内面に沿った第１の方向への遮熱材カバープレートの移動を可能にし、内面と交差する第２の方向への遮熱材カバープレートの移動を阻止する。
［実施態様１７］
複数の取付クリップが壁に溶接されている、実施態様１６に記載のシステム。
［実施態様１８］
複数の取付クリップが、遮熱材カバープレートの縁部に配置される１以上の取付クリップ、遮熱材カバープレートの内奥部に配置される１以上の取付クリップ、又はそれらの組合せを含む、実施態様１６又は実施態様１７に記載の項のシステム。
［実施態様１９］
壁が、キャビティの周囲に配置された翼形ハウジングを画成しており、翼形ハウジングが、継手で下流セクションに結合した上流セクションを含んでおり、遮熱材カバープレートが、上流セクション及び下流セクションにおいて複数の取付クリップを介して取り付けられたカバープレート部分を含んでいる、請求項１６乃至請求項１８のいずれか１項に記載のシステム。
［実施態様２０］
方法は、燃焼システムの排気ディフューザの部品の壁上に遮熱層を覆うように遮熱材カバープレートを配置するステップと、遮熱材カバープレートの上に複数の取付クリップを部分的に延在させることを含む。本方法は、複数の取付クリップを部品の壁に結合するステップも含む。複数の取付クリップの各クリップは、壁の表面に沿った第１の方向への遮熱材カバープレートの移動を可能にするが、壁の表面と交差する第２の方向への遮熱材カバープレートの移動を阻止するように構成されている。

【0055】

本明細書では、本発明を最良の形態を含めて開示するとともに、装置又はシステムの製造・使用及び方法の実施を始め、本発明を当業者が実施できるようにするため、例を用いて説明してきた。本発明の特許性を有する範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者に自明な他の例も包含する。かかる他の例は、特許請求の範囲と文言上の差のない構成要素を有しているか、或いは特許請求の範囲の文言と実質的な差のない均等な構成要素を有していれば、特許請求の範囲に記載された技術的範囲に属する。

【符号の説明】

【0056】

１０ 燃焼システム
２６ 排気ディフューザ
８０ 部品
８０ 半径方向構造体
８２ 中央ハブ
８４ 外側ケーシング
１１０ 外壁
１４０ 遮熱アセンブリ
１９０ 遮熱材
１９２ 遮熱材取付アセンブリ
２０４ 遮熱材カバープレート
２０６ 遮熱材取付クリップ
２３０ 外壁の内面
２８２ 第１の方向
２８４ 第２の方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【外国語明細書】