特開 2025-64961 分割ラインに応力緩和開口部を有する排気ディフューザアセンブリ

(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】P2025064961

(43)【公開日】2025-04-17

(54)【発明の名称】分割ラインに応力緩和開口部を有する排気ディフューザアセンブリ

(51)【国際特許分類】

   F02C 7/00 20060101AFI20250410BHJP

   F01D 25/30 20060101ALI20250410BHJP

   F23R 3/42 20060101ALI20250410BHJP

【ＦＩ】

F02C7/00 B

F01D25/30 B

F23R3/42 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2024156970

(22)【出願日】2024-09-10

(31)【優先権主張番号】P.446257

(32)【優先日】2023-09-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】PL

(71)【出願人】

【識別番号】515322297

【氏名又は名称】ゼネラル エレクトリック テクノロジー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】Ｂｒｏｗｎ Ｂｏｖｅｒｉ Ｓｔｒａｓｓｅ ８， ５４００ Ｂａｄｅｎ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ

(74)【代理人】

【識別番号】100105588

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 博

(74)【代理人】

【識別番号】110002848

【氏名又は名称】弁理士法人ＮＩＰ＆ＳＢＰＪ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ジャミオコウスキ、ロバート

(72)【発明者】

【氏名】バドゥラ、ミハウ

(72)【発明者】

【氏名】ウィシニエフスキ、アダム

(57)【要約】      （修正有）

【課題】動作中の振動に対する分割ラインのロバスト性を高めることができる改良された排気ディフューザを提供する。
【解決手段】２つのディフューザセグメント１０２Ａ、１０２Ｂは、第２の円周方向エッジ２０８まで延在する第２のスリーブ部２０６を有する第２のディフューザセグメント１０２Ｂを含む。前記第１の円周方向エッジ２０７は、分割ライン２００において前記第２の円周方向エッジ２０８に接合される。溶接ジョイント２１０が、分割ライン２００の一部に沿って溶接端部２１２、２７２まで延在する。第１のスリーブ部２０６及び第２のスリーブ部２０８は、前記溶接ジョイント２１０の溶接端部２１２、２７２に少なくとも部分的に配置された応力緩和開口部２１４、２７０Ａ、２７０Ｂを画定する。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

排気ディフューザアセンブリ（１００）であって、前記排気ディフューザアセンブリ（１００）は、
互いに結合された少なくとも２つのディフューザセグメント（１０２Ａ、１０２Ｂ）であって、全体として、前方端部（７６）から後方端部（７８）まで延在する排気ディフューザ（３４）を形成する少なくとも２つのディフューザセグメント（１０２Ａ、１０２Ｂ）を含み、前記少なくとも２つのディフューザセグメント（１０２Ａ、１０２Ｂ）は、
第１の円周方向エッジ（２０７）まで延在する第１のスリーブ部（２０２）を有する第１のディフューザセグメント（１０２Ａ）、及び
第２の円周方向エッジ（２０８）まで延在する第２のスリーブ部（２０６）を有する第２のディフューザセグメント（１０２Ｂ）であって、前記第１の円周方向エッジ（２０７）は、分割ライン（２００）において前記第２の円周方向エッジ（２０８）に接合される、第２のディフューザセグメント（１０２Ｂ）
を含み、
溶接ジョイント（２１０）が、分割ライン（２００）の一部に沿って溶接端部（２１２、２７２）まで延在しており、第１のスリーブ部（２０６）及び第２のスリーブ部（２０８）は、前記溶接ジョイント（２１０）の溶接端部（２１２、２７２）に少なくとも部分的に配置された応力緩和開口部（２１４、２７０Ａ、２７０Ｂ）を画定する、排気ディフューザアセンブリ（１００）。

【請求項2】

前記第１のスリーブ部（２０６）及び前記第２のスリーブ部（２０８）のうちの少なくとも一方のスリーブ部は、前記応力緩和開口部（２１４）と前記溶接ジョイント（２１０）との間に画定されたタブ（２２８Ａ、２２８Ｂ）を含み、前記タブ（２２８Ａ、２２８Ｂ）が前記溶接ジョイント（２１０）の溶接端部（２１２）における端壁（２３０Ａ、２３０Ｂ）から前記タブ（２２８Ａ、２２８Ｂ）の基部（２３２Ａ、２３２Ｂ）まで軸方向に延びていくにつれて、前記タブ（２２８Ａ、２２８Ｂ）の幅が広がっていく、請求項１に記載の排気ディフューザアセンブリ（１００）。

【請求項3】

前記溶接端部（２１２、２７２）は、前記排気ディフューザ（３４）の前方端部（７６）と後方端部（７８）との間に配置された第１の溶接端部（２１２）であり、前記応力緩和開口部（２１４）は、前記排気ディフューザ（３４）の前方端部（７６）から前記第１の溶接端部（２１２）まで前記分割ライン（２００）に沿って延在するスロット部（２１６）を含む、請求項１に記載の排気ディフューザアセンブリ（１００）。

【請求項4】

前記応力緩和開口部（２１４）は、更に、前記溶接ジョイント（２１０）から間隔を空けて配置された本体部（２２０Ａ、２２０Ｂ）であって、前記溶接ジョイント（２１０）の第１の溶接端部（２１２）の近くにおいて軸方向に広がる本体部（２２０Ａ、２２０Ｂ）を含む、請求項３に記載の排気ディフューザアセンブリ（１００）。

【請求項5】

前記スロット部（２１６）は、第１の幅（２２３）を有する第１のセグメント（２２２）と、第２の幅（２２５）を有する第２のセグメント（２２４）とを含み、前記第２の幅（２２５）は前記第１の幅（２２３）よりも広い、請求項３に記載の排気ディフューザアセンブリ（１００）。

【請求項6】

前記第１の円周方向エッジ（２０７）及び前記第２の円周方向エッジ（２０８）は、前記スロット部（２１６）を画定するように互いに間隔をあけて配置されている、請求項３に記載の排気ディフューザアセンブリ（１００）。

【請求項7】

前記スロット部（２１６）に配置された接続ブロック（２４０）であって、前記第１のスリーブ部（２０２）及び前記第２のスリーブ部（２０６）に結合された接続ブロック（２４０）を更に含む、請求項３に記載の排気ディフューザアセンブリ（１００）。

【請求項8】

前記接続ブロック（２４０）は、前記第１のスリーブ部（２０２）の第１の外側（２５５）及び前記第２のスリーブ部（２０６）の第２の外側（２５９）に配置された第１の壁（２５６）と、前記スロット部（２１６）を貫通するクロスバー（２６０）と、前記第１のスリーブ部（２０２）の第１の内側（２５７）及び前記第２のスリーブ部（２０６）の第２の内側（２６１）に配置された第２の壁（２５８）とを含む、請求項７に記載の排気ディフューザアセンブリ（１００）。

【請求項9】

前記接続ブロック（２４０）は、第１のチャネル（２６２）及び第２のチャネル（２６４）を画定し、前記第１のスリーブ部（２０２）は、前記第１のチャネル（２６２）内に延在し、前記第２のスリーブ部（２０６）は、前記第２のチャネル（２６４）内に延在する、請求項７に記載の排気ディフューザアセンブリ（１００）。

【請求項10】

前記応力緩和開口部（２１４）は、第１の応力緩和開口部であり、前記溶接ジョイント（２１０）は、前記排気ディフューザ（３４）の後方端部（７８）における第２の溶接端部（２７２）まで延在しており、前記第２の溶接端部（２７２）の近くにおいて、前記排気ディフューザ（３４）の後方端部（７８）に第２の応力緩和開口部（２７０Ａ、２７０Ｂ）が配置されている、請求項７に記載の排気ディフューザアセンブリ（１００）。

【請求項11】

ガスタービン（１０）であって、
圧縮機部（１２）、
前記圧縮機部（１２）の下流に位置する燃焼部（１８）、
前記燃焼部（１８）の下流に位置するタービン部（２２）、及び
請求項１～１０のうちのいずれか一項に記載の排気ディフューザアセンブリ（１００）
を含む、ガスタービン（１０）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、一般に、分割ラインにおいて接合された１つ又は複数のセグメントを有する排気ディフューザに関する。特に、本開示は、分割ラインにおける局所的な応力を低減する構造及び開口部に関する。

【背景技術】

【0002】

ターボ機械は、エネルギー伝達を目的として様々な産業や用途で利用されている。例えば、ガスタービンエンジンは、一般に、圧縮機部、燃焼部、タービン部、及び排気部を含んでいる。圧縮機部は、ガスタービンエンジンに流入する作動流体の圧力を徐々に上昇させ、この圧縮された作動流体を燃焼部に供給する。圧縮された作動流体と燃料（天然ガスなど）は燃焼部内で混合し、燃焼室内で燃焼して高圧高温の燃焼ガスを発生させる。燃焼ガスは燃焼部からタービン部に流入し、タービン部で膨張して仕事を生み出す。例えば、タービン部で燃焼ガスが膨張すると、例えば発電機に接続されたローターシャフトが回転し、電気を発生することができる。その後、燃焼ガスは、タービン部から、タービン部の下流に位置する排気ディフューザを流れて排気される。

【0003】

排気ディフューザは、ディフューザを通る排気流路を形成するために、典型的には、内側ライナと、内側ライナから半径方向に分離された外側ライナとを含んでいる。１つ又は複数の概ねエアフォイル形状のディフューザ支柱は、排気流路内において内側ライナと外側ライナとの間に延在し、外側ライナ及び／又はシャフトを支持するアフトベアリングを構造的に支持することができる。排気ディフューザは、典型的には、分割ラインにおいて（例えば、溶接ジョイントによって）接合される１つ以上のセグメント（上部セグメント及び下部セグメントなど）を含む。

【0004】

発電用のターボ機械を運転すると、排気ディフューザ内で周波数振動（すなわち、圧力脈動又は圧力振動）が生じる恐れがあり、この周波数振動によって、排気ディフューザの様々な構成要素に経時的な損傷が生じる、又はターボ機械が予定外に又は早期に停止してしまう恐れがある。例えば、分割ラインはこのような振動に晒され、上部セグメントと下部セグメントとを接続する溶接ジョイントを損傷する恐れがある。特に、既存の分割ラインの設計では、ターボ機械の運転により、上部セグメントと下部セグメントとの間の接合部において高い応力を受ける恐れがある。

【0005】

したがって、分割ラインにおいて１つ又は複数の構造及び／又は開口部を有し、動作中の振動に対する分割ラインのロバスト性を高めることができる改良された排気ディフューザが望まれており、当該技術分野において評価されると考えられる。

【発明の概要】

【0006】

本開示による排気ディフューザアセンブリ及びガスタービンの態様及び利点は、以下の記載において部分的に説明される、又は以下の記載から明らかになる、又は技術を実施することを通じて学ぶことができる。

【0007】

一実施形態によれば、排気ディフューザアセンブリが提供される。前記排気ディフューザアセンブリは、互いに結合された少なくとも２つのディフューザセグメントであって、全体として、前方端部から後方端部まで延在する排気ディフューザを形成する少なくとも２つのディフューザセグメントを含む。み、前記少なくとも２つのディフューザセグメントは、前記少なくとも２つのディフューザセグメントのうちの第１のディフューザセグメントであって、第１の円周方向エッジまで延在する第１のスリーブ部を有する第１のディフューザセグメントを含む。２つのディフューザセグメントは、更に、第２の円周方向エッジまで延在する第２のスリーブ部を有する第２のディフューザセグメントを含む。前記第１の円周方向エッジは、分割ラインにおいて前記第２の円周方向エッジに接合される。溶接ジョイントが、分割ラインの一部に沿って溶接端部まで延在する。第１のスリーブ部及び第２のスリーブ部は、前記溶接ジョイントの溶接端部に少なくとも部分的に配置された応力緩和開口部を画定する。

【0008】

別の実施形態によれば、ガスタービンが提供される。ガスタービンは、圧縮機部、前記圧縮機部の下流に位置する燃焼部、及び前記燃焼部の下流に位置するタービン部を含んでいる。前記ガスタービン部は、更に、前記タービン部の下流に位置する排気ディフューザを有する排気ディフューザアセンブリを含んでいる。前記排気ディフューザアセンブリは、互いに結合された少なくとも２つのディフューザセグメントであって、全体として、前方端部から後方端部まで延在する排気ディフューザを形成する少なくとも２つのディフューザセグメントを含む。み、前記少なくとも２つのディフューザセグメントは、前記少なくとも２つのディフューザセグメントのうちの第１のディフューザセグメントであって、第１の円周方向エッジまで延在する第１のスリーブ部を有する第１のディフューザセグメントを含む。２つのディフューザセグメントは、更に、第２の円周方向エッジまで延在する第２のスリーブ部を有する第２のディフューザセグメントを含む。前記第１の円周方向エッジは、分割ラインにおいて前記第２の円周方向エッジに接合される。溶接ジョイントが、分割ラインの一部に沿って溶接端部まで延在する。第１のスリーブ部及び第２のスリーブ部は、前記溶接ジョイントの溶接端部に少なくとも部分的に配置された応力緩和開口部を画定する。

【0009】

排気ディフューザアセンブリ及びガスタービンのこれらの特徴、態様及び利点並びに他の特徴、態様及び利点は、以下の記載及び特許請求の範囲を参照することにより、更に理解される。図面は、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成するものであり、本技術の実施形態を図示し、本明細書と共に本技術の原理を説明するのに役立つものである。

【図面の簡単な説明】

【0010】

排気ディフューザアセンブリ及びガスタービンを十分に実施できるようにするための当業者を対象とした開示（本システムを製造し、本システム及び本方法を使用する最良のモードを含む）は、明細書に記載されており、明細書では以下の図が参照される。

【図1】本開示の実施形態によるターボ機械の概略図である。

【図2】本開示の実施形態による排気ディフューザアセンブリの拡大断面図を概略的に示す。

【図3】本開示の実施形態による排気ディフューザの部分分解断面図である。

【図4】本開示の実施形態による図３に示す排気ディフューザの組立断面図を示す。

【図5】本開示の実施形態による、排気ディフューザを有する排気ディフューザアセンブリの等角図を示す。

【図6】本開示の実施形態による分割ラインを含む排気ディフューザアセンブリの排気ディフューザの拡大図を示す。

【図7】本開示の別の例示的な実施形態による分割ラインを含む排気ディフューザアセンブリの排気ディフューザの拡大図を示す。

【図8】本開示の実施形態による、分割ラインに配置された接続ブロックを有する排気ディフューザアセンブリの排気ディフューザの拡大図を示す。

【図9】本開示の実施形態による、図８に示す排気ディフューザアセンブリの線９－９から見た断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

次に、排気ディフューザアセンブリ及びガスタービンの実施形態を詳細に言及し、その１つ又は複数の例を図面に例示する。各例は、技術を限定するのではなく、説明をする目的で提供されている。実際、当業者には、特許請求される技術の範囲又は趣旨から逸脱することなく、本技術を修正及び変形できることは明らかである。例えば、ある実施形態の一部として図示された又は記載された特徴は、別の実施形態とともに使用して、更に別の実施形態を得ることができる。したがって、本開示は、特許請求の範囲及びその均等物の範囲内に含まれるような修正及び変形をカバーすることが意図される。

【0012】

本明細書において、「例示的」という用語は、「例、事例、あるいは例示」という意味で用いられている。本明細書において「例示的」であるとされる実装形態は、必ずしも他の実装形態よりも好適である又は有利であると解釈されるべきではない。更に、特に特定されない限り、本明細書に記載されるすべての実施形態は、例示的であると考えるべきである。

【0013】

発明を実施するための形態では、図面中の特徴を参照するための数字及び文字の符号が使用されている。図面及び説明における同様又は類似の符号は、本発明の同様又は類似の部品を表すために使用されている。本明細書において、「第１」、「第２」、及び「第３」という用語は、１つの構成要素を別の構成要素から区別するために交換可能に使用することができ、個々の構成要素の位置又は重要性を意味することを意図するものではない。

【0014】

「流体」という用語は、気体であってもよいし液体であってもよい。「流体連通」という用語は、流路を規定する２つ以上の領域が互いに結合されて、規定された領域間を流体が結び付ける（即ち、流れる）ことができることを意味する。

【0015】

本明細書において、「上流の（へ）」（又は「前方の（へ）」）及び「下流の（へ）」（又は「後方の（へ）」）という用語は、流体経路における流体の流れに関する相対方向を表す。例えば、「上流の（へ）」は、流体が流れて来る方向を表し、「下流の（へ）」は、流体が流れて行く方向を表す。したがって、「前方の（へ）」という用語は一般にガスタービンエンジンの圧縮機端部を表し、「後方の（へ）」という用語はガスタービンエンジンの排気端部を表す。

【0016】

「半径方向に」という用語は、特定の構成要素の軸中心線に対して実質的に垂直な相対方向を表し、「軸方向に」という用語は、特定の構成要素の軸中心線に対して実質的に平行及び／又は同軸の相対方向を表し、「周方向に」という用語は、特定の構成要素の軸中心線の周りに延在する相対方向を表す。

【0017】

近似を表す用語（「およそ」、「約」、「概ね」、「実質的に」など）は、指定された正確な値に限定されるものではない。少なくとも一部の例では、近似を表す文言は、値を測定するための計器の精度、又は構成要素及び／又はシステムを構築する若しくは製造するための方法若しくは機械の精度に対応する場合がある。少なくとも一部の例では、近似を表す文言は、値を測定するための計器の精度、又は構成要素及び／もしくはシステムを構築もしくは製造するための方法もしくは機械の精度に対応する場合がある。例えば、近似を表す文言は、個々の値、値の範囲、及び／又は値の範囲を規定する端の値のいずれかにおいて、１％、２％、４％、５％、１０％、１５％、又は２０％のマージン内にあることを表す場合がある。近似を表す用語は、角度又は方向の文脈で使用される場合、記載された角度又は方向よりも１０度大きい又は小さい範囲を含む。例えば、「概ね垂直」は、垂直から、任意の方向（例えば、時計回り又は反時計回り）に１０度以内の方向を含む。

【0018】

「結合された」、「固定された」、「に取り付けられた」などの用語は、本明細書で特に規定しない限り、直接的な結合、固定、又は取り付け、ならびに１つ又は複数の中間構成要素又は中間部を介在させた間接的な結合、固定、又は取り付けの両方を表す。「直接結合された」、「直接固定された」、「に直接取り付けられた」などの用語は、２つの構成要素が互いに接触して結合され、中間構成要素又は中間部が存在しないことを意味する。

【0019】

本明細書において、「備える、備えている、含む、含んでいる、有する、有している」、又はそれらの他の変形を表す用語は、非排他的な包含をカバーすることを意図している。例えば、複数の特徴を含むプロセス、方法、物品、又は装置は、必ずしもそれらの特徴のみに限定されるものではなく、明示的に列挙されていない他の特徴、又はそのようなプロセス、方法、物品、又は装置に固有の他の特徴を含むことができる。更に、明示的に反対の記載がない限り、「及び／又は」は、以下のいずれかによって満たされる条件を表す：Ａは真であり（又は存在し）Ｂは偽である（又は存在しない）、Ａは偽であり（又は存在せず）Ｂは真である（又は存在する）、及びＡとＢの両方が真である（又は存在する）。

【0020】

本明細書及び特許請求の範囲全体を通じて、範囲限定が組み合わされ、交換される場合、そのような範囲は、文脈又は文言が示していない限り、特定され、その範囲に含まれるすべてのサブ範囲を含む。例えば、本明細書で開示されるすべての範囲は端の値を含み、端の値は互いに独立して組み合わせ可能である。

【0021】

ここで図面を参照すると、図１は、ターボ機械の一実施形態の概略図を示し、ターボ機械は、図示の実施形態ではガスタービンエンジン１０である。本明細書では、産業用又は陸上用のガスタービンエンジンが図示され、記載されているが、本開示は、特許請求の範囲に別段の規定がない限り、産業用又は陸上用のガスタービンエンジンに限定されることはない。例えば、本明細書で説明する本発明は、任意の種類のターボ機械（蒸気タービン、航空機用ガスタービン、又は船舶用ガスタービンなどであるが、これらに限定されることはない）で使用することができる

【0022】

図に示すように、ガスタービンエンジン１０は一般に圧縮機部１２を含んでいる。圧縮機部１２は圧縮機１４を含んでいる。圧縮機部１２は、ガスタービンエンジン１０の上流端に配置される入口１６を含んでいる。ガスタービンエンジン１０は、更に、圧縮機部１２の下流に配置された１つ又は複数の燃焼器２０を有する燃焼部１８を含んでいる。ガスタービンエンジン１０は、更に、燃焼部１８の下流にあるタービン部２２を含んでいる。シャフト２４は、ガスタービンエンジン１０を軸方向に概ね貫通している。

【0023】

圧縮機部１２は、一般に、複数のロータディスク２１と、複数のロータブレード２３であって、各ロータディスク２１から半径方向外側に延在し、各ロータディスク２１に接続された複数のロータブレード２３とを含むことができる。各ロータディスク２１は、順に、シャフト２４の、圧縮機部１２を貫通する部分に結合されてもよいし、シャフト２４の当該部分を形成してもよい。圧縮機部１２のロータブレード２３は、エアフォイル形状（例えば、前縁、後縁、及び前縁と後縁との間に延在する側壁を有する形状）を画定するターボ機械エアフォイルを含むことができる。更に、圧縮機部１２は、一連の圧縮機段を画定するために、ロータブレード２３とロータブレード２３との間に配置されたステータベーンを含んでいる。ステータベーンは、圧縮機ケーシングから延在し、圧縮機ケーシングに結合することができる。

【0024】

タービン部２２は、一般に、複数のロータディスク２７と、複数のロータブレード２８であって、各ロータディスク２７から半径方向外側に延在し、各ロータディスク２７に相互接続された複数のロータブレード２８とを含むことができる。各ロータディスク２７は、順に、シャフト２４の、タービン部２２を貫通する部分に結合されてもよいし、シャフト２４の当該部分を形成してもよい。タービン部２２は、更に、シャフト２４の当該部分及びロータブレード２８を円周方向に取り囲む外側ケーシング３２を含む。タービン部２２は、外側ケーシング３２から半径方向内側に延在する静止ノズル２６を含むことができる。ロータブレード２８及び静止ノズル２６は、ガスタービン１０の軸方向中心線３０に沿って交互に複数の段に配置することができる。ロータブレード２８と静止ノズル２６の両方は、エアフォイル形状（例えば、前縁、後縁、及び前縁と後縁との間に延在する側壁を有する形状）を画定するターボ機械エアフォイルを含むことができる。

【0025】

動作においては、周囲空気３６又は他の作動流体が圧縮機１４の入口１６に吸入され、徐々に圧縮されて圧縮空気３８が燃焼部１８に供給される。圧縮空気３８は燃焼部１８に流入し、燃料と混合されて可燃混合気を形成する。可燃混合気は燃焼器２０の燃焼室４０内で燃焼され、これにより燃焼ガス４２が生成され、燃焼室４０からタービン部２２に流入する。エネルギー（運動エネルギー及び／又は熱エネルギー）は、燃焼ガス４２からロータブレード２８に伝達され、シャフト２４を回転させて機械的な仕事を生じさせる。

【0026】

ガスタービン１０は、軸方向中心線３０に沿って延在する軸方向Ａと、軸方向中心線３０に垂直な半径方向Ｒと、軸方向中心線３０の周りに延在する円周方向Ｃとを有する円筒座標系を定義することができる。

【0027】

燃焼ガス４２は、タービン部２２を出て、排気ディフューザ３４を流れ、排気ディフューザ３４内に配置された複数のストラット４４を横切っていく。ガスタービンエンジン１０の様々な運転状態の間（部分負荷運転中など）、タービン部２２から排気ディフューザ３４に流入する燃焼ガス４２は、回転するタービンロータブレード２８によって引き起こされる高レベルの旋回運動が与えられる。このような旋回流は、圧力変動、周波数振動、又は音響振動を引き起こす恐れがある。

【0028】

図２は、本開示の実施形態による、（排気ディフューザ３４を含む）排気ディフューザアセンブリ１００の断面図を示す。図示されるように、排気ディフューザ３４は、一般に、内側ライナ４６と、内側ライナ４６から半径方向に間隔を空けて配置された外側ライナ４８とを含んでいる。内側ライナ４６は、排気ディフューザ３４の軸方向中心線５０に沿って概ね軸方向に延在することができる。排気ディフューザ３４の軸方向中心線５０は、ガスタービンエンジン１０の軸方向中心線３０と同軸とすることができる。内側ライナ４６は一般に環状であり、回転部品を少なくとも部分的に取り囲むことができる。例えば、内側ライナ４６は、シャフト２４の一部を取り囲んでもよいし、完全に包んでもよい。

【0029】

多くの実施形態では、外側ライナ４８は、内側ライナ４６と外側ライナ４８との間に排気流路５２が画定されるように、内側ライナ４６から半径方向に離れている。特定の実施形態では、内側ライナ４６は、外側ライナ４８内に、軸方向中心線５０に対して同心かつ同軸に配置される。特定の実施形態では、ディフューザケーシング５６は、外側ライナ４８から半径方向に間隔を空けて配置され、外側ライナ４８を環状に取り囲むことができ、ディフューザケーシング５６と外側ライナ４８との間に流体プレナム５８が画定されるようになっている。圧縮空気（又は他の作動流体）の流れは、流体プレナム５８内を流れて、排気ディフューザ３４の様々な構成要素（外側ライナ４８及びストラット４４など）を冷却することができる。複数の支持リンク３００は、流体プレナム５８内において円周方向に間隔を空けて配置することができ、ディフューザケーシング５６を外側ライナ４８に結合する。本開示は、特許請求の範囲に記載されている場合を除き、内側ライナ４６、外側ライナ４８、及び／又はディフューザケーシング５６の特定のサイズ、形状、材料、又は他の物理的特性に限定されることはない。

【0030】

ディフューザのストラット４４の各々は、内側ライナ４６と外側ライナ４８との間、且つライナの間に画定された排気流路５２内に延在することができる。ディフューザのストラット４４は、内側ライナ４６の円周方向に間隔を空けて配置され、ディフューザのストラット４４は、外側ライナ４８内で内側ライナ４６の向きを合わせ、整列させ、又は他の方法でセンタリングすることができる。更に、ディフューザのストラット４４によって、内側ライナ４６と外側ライナ４８との間が構造的に支持されるようにすることができる。図１に示すように、ディフューザのストラット４４は、ガスタービンエンジン１０のタービン部２２から流れる使用済み燃焼ガス４２の流れの方向６０に対して配置される。図３に示すように、ディフューザの各ストラット４４は、一般に、内側ライナ４６に接続されたルート部６２と、ルート部６２から半径方向に離れた先端部６４であって、外側ライナ４８に接続された先端部６４とを含んでいる。

【0031】

図３は、本開示の実施形態による排気ディフューザ３４の部分断面分解図を示し、図４は、本開示の実施形態による排気ディフューザ３４の断面組み立て図を示す。図示されるように、排気ディフューザ３４は、少なくとも２つのディフューザセグメント１０２Ａ、１０２Ｂを含んでおり、少なくとも２つのディフューザセグメント１０２Ａ、１０２Ｂは、互いに結合され、全体として排気ディフューザ３４を形成する。図示されるように、少なくとも２つのディフューザセグメント１０２Ａ、１０２Ｂは、第１のディフューザセグメント１０２Ａ（又は上部ディフューザセグメント）及び第２のディフューザセグメント１０２Ｂ（又は下部ディフューザセグメント）を含むことができる。

【0032】

図３及び図４は、２つのディフューザセグメント１０２Ａ、１０２Ｂを有する排気ディフューザ３４を示しているが、排気ディフューザ３４は、本明細書に記載される同様の構造及び技術を使用して接合された３つ以上のディフューザセグメントを有してもよいことが理解されるべきである。本開示は、特許請求の範囲に特に記載されていない限り、２つのディフューザセグメントに特に限定されるべきではない。

【0033】

少なくとも２つのディフューザセグメント１０２Ａ、１０２Ｂの各々は、スリーブ部（例えば、内側スリーブ部１０４Ａ、１０４Ｂ及び外側スリーブ部１０６Ａ、１０６Ｂ）を含むことができる。内側スリーブ部１０４Ａ、１０４Ｂは内側分割ライン１０８において互いに接合されて内側スリーブ４６を形成することができ、外側スリーブ部１０６Ａ、１０６Ｂは外側分割ライン１１０において互いに接合されて外側スリーブ４８を形成することができる。具体的には、図示されているように、第１のディフューザセグメント１０２Ａは第１の内側スリーブ部１０４Ａ及び第１の外側スリーブ部１０６Ａを含むことができる。同様に、第２のディフューザセグメント１０２Ｂは、第２の内側スリーブ部１０４Ｂ及び第２の外側スリーブ部１０６Ｂを含むことができる。

【0034】

第１の内側スリーブ部１０４Ａは、内側分割ライン１０８において第２の内側スリーブ部１０４Ｂに結合することができ、第１の外側スリーブ部１０６Ａは、外側分割ライン１１０において第２の外側スリーブ部１０６Ｂに結合することができる。より具体的には、第１の内側スリーブ部１０４Ａは、第１の内側円周方向エッジ１１２の間を円周方向に延在し、第２の内側スリーブ部１０４Ｂは第２の内側円周方向エッジ１１４の間を円周方向に延在することができる。第１の内側円周エッジ１１２の各々は、内側分割ライン１０８においてそれぞれの第２の内側円周エッジ１１４に接合することができる。同様に、第１の外側スリーブ部１０６Ａは、第１の外側円周方向エッジ１１６の間を円周方向に延在することができ、第２の外側スリーブ部１０６Ｂは、第２の外側円周方向エッジ１１８の間を円周方向に延在することができる。第１の外側円周方向エッジ１１６の各々は、外側分割ライン１１０においてそれぞれの第２の外側円周方向エッジ１１８に接合することができる。

【0035】

図５は、排気ディフューザ３４を有する排気ディフューザアセンブリ１００の等角図を示す。上述したように、排気ディフューザ３４は、内側ライナ４６と、外側ライナ４８と、内側ライナ４６と外側ライナ４８との間に延在する（例えば、半径方向に延在する）複数のストラット４４とを含むことができる。排気ディフューザ３４は、第１のディフューザセグメント１０２Ａ及び第２のディフューザセグメント１０２Ｂを含むことができ、これらのディフューザセグメントは内側分割ライン１０８及び外側分割ライン１１０において互いに接合される。更に、排気ディフューザ３４は、前方端部７６と後方端部７８との間を軸方向に延在することができる。

【0036】

図５に示すように、複数の支持リンクアセンブリ３００が外側ライナ４８に取り付けられており、複数の支持リンクアセンブリ３００のうちの一部の支持リンクアセンブリを、円周方向グループ３１０（例えば、３つの支持リンクアセンブリからなるグループ）として配置することができる。支持リンクアセンブリ３００の１つのグループ３１０の各支持リンクアセンブリ３００は、グループ３１０の他の支持リンク３００から円周方向に略等間隔（例えば、±５％）に配置することができる。図５に示すように、複数のストラット４４の各ストラット４４は、外側ライナ４８に画定された外側開口部８８と内側ライナ４６に画定された内側開口部９０との間に広がる内部８６を画定する。このような実施形態において、外側ライナ４８に取り付けられる支持リンクアセンブリ３００は、円周方向に隣接する外側開口部８８の間に配置することができる。特に、２つの隣接する外側開口部８８の間に、１つ又は複数のグループ３１０を円周方向に配置することができる。更に、外側分割ライン１１０と外側分割ライン１１０に最も近い外側開口部８８との間に、単一の分割ライン支持リンクアセンブリ３００を配置することができる。円周方向グループ３１０は、３つの支持リンクアセンブリ３００を有するものとして示されているが、他の数の支持リンクアセンブリ３００が使用されてもよい（例えば、２つ以上の支持リンクアセンブリ）。

【0037】

ここで図６及び図７を参照すると、本開示の実施形態による、分割ライン２００（分割ライン２００は、図４及び図５を参照して上述した内側分割ライン１０８又は外側分割ライン１１０とすることができる）を有する排気ディフューザアセンブリ１００の排気ディフューザ３４の拡大図が示されている。図示されるように、排気ディフューザ３４は、少なくとも２つのディフューザセグメント１０２Ａ、１０２Ｂを含むことができる。少なくとも２つのディフューザセグメント１０２Ａ、１０２Ｂは、互いに結合されており、全体として前方端部７６から後方端部７８まで延在している。少なくとも２つのディフューザセグメント１０２Ａ、１０２Ｂは、少なくとも２つのディフューザセグメントのうちの、第１の円周方向エッジ２０７まで延在する第１のスリーブ部２０２を有する第１のディフューザセグメント１０２Ａを含むことができる。第１のスリーブ部２０２は、図３及び図４を参照して上述した第１の内側スリーブ部１０４Ａ及び／又は第１の外側スリーブ部１０６Ａのうちの１つのスリーブとすることができる。

【0038】

更に、少なくとも２つのディフューザセグメント１０２Ａ、１０２Ｂは、第２の円周方向エッジ２０８まで延在する第２のスリーブ部２０６を有する第２のディフューザセグメント１０２Ｂを更に含むことができる。第１の円周方向エッジ２０７は、分割ライン２００において第２の円周方向エッジ２０８に接合することができる。例えば、溶接ジョイント２１０は、分割ライン２００の一部に沿って、第１の（又は前方の）溶接端部２１２から第２の（又は後方の）溶接端部２７２まで延在することができる。更に、第１のスリーブ部２０２と第２のスリーブ部２０６は、第１の溶接端部２１２において少なくとも部分的に配置された前方応力緩和開口部２１４を画定することができる。前方応力緩和開口部２１４は、排気ディフューザ３４の前方端部７６から溶接ジョイント２１０の第１の溶接端部２１２まで延在する（部分的に第１の溶接端部２１２を越えて延在する）ことができる。

【0039】

分割ライン２００は、第１のスリーブ部２０２と第２のスリーブ部２０６との間の接合部で画定される軸方向に延在する想像線（溶接ジョイント２１０においては、少なくとも部分的に見ることができる）とすることができる。例示的な実施形態では、前方応力緩和開口部２１４は、排気ディフューザ３４の前方端部７６から分割ライン２００に沿って延在するスロット部２１６を含む。第１の円周方向エッジ２０７は、スロット部２１６が画定されるように、第２の円周方向エッジ２０８から間隔を空けて配置されており、第１の円周方向エッジ２０７及び第２の円周方向エッジ２０８は、協働してスロット部２１６を画定する。換言すれば、スロット部２１６は、第１の円周方向エッジ２０７と第２の円周方向エッジ２０８との間において、分割ライン２００に沿うように、排気ディフューザの前方部分に画定することができる。

【0040】

一部の実施形態では、図６及び図７に示すように、前方応力緩和開口部２１４は、ブランチ部２１８Ａ、２１８Ｂ及び本体部２２０Ａ、２２０Ｂを含むことができる。ブランチ部２１８Ａ、２１８Ｂは、スロット部２１６から本体部２２０Ａ、２２０Ｂまで（概ね垂直に）延在することができる。具体的には、第１のスリーブ部２０２は、溶接ジョイント２１０の第１の溶接端部２１２におけるスロット部２１６から第１の本体部２２０Ａまで概ね垂直に延在する第１のブランチ部２１８Ａを画定することができる。同様に、第２のスリーブ部２０６は、溶接ジョイント２１０の第１の溶接端部２１２におけるスロット部２１６から第２の本体部２２０Ｂまで延在する第２のブランチ部２１８Ｂを画定することができる。

【0041】

第１の本体部２２０Ａ及び第２の本体部２２０Ｂの各々は、溶接ジョイント２１０から間隔を空けて配置することができ、溶接ジョイント２１０の前方部分と並んで軸方向に延在することができる。図示されるように、第１の本体部２２０Ａ及び第２の本体部２２０Ｂの各々は、例示的な実施形態では、円又は楕円の形状とすることができる。しかしながら、他の実施形態では、第１の本体部２２０Ａ及び第２の本体部２２０Ｂは、任意の適切な形状（矩形、正方形、三角形、又は他の多角形など）を有していてもよい。いくつかの実施形態では、第１の本体部２２０Ａ及び第２の本体部２２０Ｂは、分割ライン２００に対して対称に配置された合同の形状である。図６に示すように、第１の本体部２２０Ａ及び第２の本体部２２０Ｂの各々は円形状とすることができ、ブランチ部２１８Ａ、２１８Ｂは、それぞれの円形状の本体部から分岐することができる。例えば、第１のブランチ部２１８Ａは、第１の本体部２２０Ａの最も前方から分岐することができ、第２のブランチ部２１８Ｂは、第２の本体部２２０Ｂの最も前方から分岐することができる。このようにして、第１の本体部２２０Ａ及び第２の本体部２２０Ｂは、第１のブランチ部２１８Ａ及び第２のブランチ部２１８Ｂの後方において軸方向に広がることができる。

【0042】

例えば、第１のスリーブ部２０２及び第２のスリーブ部２０６のうちの少なくとも一方のスリーブ部（両方のスリーブなど）は、応力緩和開口部２１４と溶接ジョイント２１０との間に画定されたタブ２２８Ａ、２２８Ｂ（例えば前方タブ）を含んでいる。具体的には、第１のスリーブ部２０２は、前方応力緩和開口部２１４と溶接ジョイント２１０との間に第１のタブ２２８Ａを画定することができ、第２のスリーブ部２０６は、前方応力緩和開口部２１４と溶接ジョイント２１０との間に第２のタブ２２８Ｂを画定することができる。

【0043】

タブ２２８Ａ、２２８Ｂの各タブは、溶接ジョイント２１０の第１の溶接端部２１２における端壁２３０Ａ、２３０Ｂから、前方応力緩和開口部２１４の軸方向端部における基部２３２Ａ、２３２Ｂ（破線で示す）まで軸方向に延在することができる。例えば、第１のタブ２２８Ａは、第１の端壁２３０Ａから第１の基部２３２Ａまで（例えば、軸方向に）延在することができ、第２のタブ２２８Ｂは、第２の端壁２３０Ｂから第２の基部２２０Ｂまで（例えば、軸方向に）延在することができる。第１の端壁２３０Ａ及び第２の端壁２３０Ｂは、分割ライン２００に対して概ね垂直とすることができ、互いに一直線に並んでおり（例えば、軸方向に）、第１の端壁２３０Ａ及び第２の端壁２３０Ｂは単一の連続面（面一とすることができる、又はバンプ／突起がない面とすることができる）を形成する。

【0044】

例示的な実施形態では、タブ２２８Ａ、２２８Ｂの各々は、タブ２２８Ａ、２２８Ｂが、溶接ジョイント２１０の第１の溶接端部２１２におけるそれぞれの端壁２３０Ａ、２３０Ｂから、基部２３２Ａ、２３２Ｂまで、軸方向に延びていくにつれて、幅が広がるようにすることができる。例えば、タブ２２８Ａ、２２８Ｂの各々は、端壁２３０Ａ、２３０Ｂにおいて第１の幅２３４を画定し、基部２３２Ａ、２３２Ｂにおいて第２の幅２３６を画定することができる。第１の幅２３４は、端壁２３０Ａ、２３０Ｂにおいて、溶接ジョイント２１０と前方応力緩和開口部２１４（具体的には、本体部２２０Ａ、２２０Ｂ）との間に画定することができる。第２の幅２３６は、基部２３２Ａ、２３２Ｂにおいて、溶接ジョイント２１０と前方応力緩和開口部２１４（具体的には、本体部２２０Ａ、２２０Ｂの後方端部）との間に画定することができる。第２の幅２３６は、第１の幅２３４より広くする（例えば、２０％大きくする、又は５０％大きくするなど）ことができる。タブ２２８Ａ、２２８Ｂの各々は、タブが端壁２３０Ａ、２３０Ｂから基部２３２Ａ、２３２Ｂまで軸方向に延びていくにつれて、第１の幅２３４から第２の幅２３６まで幅が広がるようにすることができる。

【0045】

図６に示すように、スロット部２１６は、前方端部７６とブランチ部２１８Ａ、２１８Ｂとの間において、ガスタービン１０の円周方向Ｃに均一な幅２１７を有することができる。しかしながら、一部の実施形態では、図７に示すように、スロット部２１６は、前方端部７６とブランチ部２１８Ａ、２１８Ｂとの間において、幅が変化するようにしてもよい。具体的には、図７に示すように、スロット部２１６は、第１の幅２２３を有する第１のセグメント２２２と、第１の幅２２３よりも大きい第２の幅２２５を有する第２のセグメント２２４と、第２の幅２２５と第１の幅２２３との間で次第に狭くなるテーパセグメント２２６とを含むことができる。第１のセグメント２２２は、前方端部７６からテーパセグメント２２６まで分割ライン２００に沿って延在することができる。テーパセグメント２２６は、第１のセグメント２２２から第２のセグメント２２４まで分割ライン２００に沿って延在することができる。第２のセグメント２２４は、テーパセグメント２２６からブランチ部２１８Ａ、２１８Ｂまで分割ライン２００に沿って延在することができる。

【0046】

図６及び図７に示すように、排気ディフューザアセンブリ１００は、前方応力緩和開口部２１４に加えて、後方端部７８に後方応力緩和開口部２７０Ａ、２７０Ｂを含むことができる。溶接ジョイント２１０は、第１の溶接端部２１２から溶接ジョイント２１０の後方端部２７２まで分割ライン２００に沿って連続的に延在することができる。図示のように、第１の後方応力緩和開口部２７０Ａは第１のスリーブ部２０２に画定することができ、第２の後方応力緩和開口部２７０Ｂは第２のスリーブ部２０６に画定することができる。後方応力緩和開口部２７０Ａ、２７０Ｂの各々は、後方タブ２７４Ａ、２７４Ｂを画定することができる。第１の後方タブ２７４Ａは、溶接ジョイント２１０、後方端部７８、及び第１の後方応力緩和開口部２７０Ａの間に画定することができる。同様に、第２の後方タブ２７４Ｂは、溶接ジョイント２１０、後方端部７８、及び第２の後方応力緩和開口部２７０Ｂの間に画定することができる。後方応力緩和開口部２７０Ａ、２７０Ｂの各々は、タブが軸方向に延びていくにつれて幅が狭くなっており、これにより、有利なことに、溶接ジョイント２１０における応力を低減することができる。例示的な実施形態では、図示のように、後方応力緩和開口部２７０Ａ、２７０Ｂは、半円形又は半楕円形の形状を有することができるが、他の実施形態では、後方応力緩和開口部２７０Ａ、２７０Ｂは、他の形状を有していてもよい。

【0047】

ここで図８を参照すると、本開示の実施形態による、分割ライン２００（図４及び図５を参照して上述した内側分割ライン１０８でもよいし、外側分割ライン１１０であってもよい）を有する排気ディフューザアセンブリ１００の排気ディフューザ３４の拡大図が示されている。特に、図８は、図７を参照して示され説明された実施形態と同じ実施形態とすることができるが、図８に示された実施形態は、スロット部２１６に配置された接続ブロック２４０であって、第１のスリーブ部２０２及び第２のスリーブ部２０６に結合された接続ブロック２４０を含んでいる。

【0048】

接続ブロック２４０は、第１の（又は前方の）端部２４２と第２の（又は後方の）端部２４４との間において、軸方向に延在することができる。接続ブロック２４０は軸方向Ａが最も長く、接続ブロック２４０はスロット部２１６内に延在することができ、接続ブロック２４０の第１の部分は、排気ディフューザ３４の半径方向内側表面に配置され、接続ブロック２４０の第２の部分は排気ディフューザ３４の半径方向外側表面に配置される。例えば、接続ブロック２４０は、スロット部２１６の第２のセグメント２２４内（及び／又は、一部の実施形態では、少なくとも部分的にテーパセグメント２２６内）に延在することができる。更に、接続ブロック２４０は、応力緩和開口部２１４の１つ又は複数の部分と少なくとも部分的に重なることができる。例えば、図示のように、接続ブロック２４０は、スロット部２１６の第２のセグメント２２４と重なることができる（例えば、完全に重なることができる）。更に、接続ブロック２４０は、前方応力緩和開口部２１４の本体部２２０Ａ、２２０Ｂと少なくとも部分的に重なることができる。

【0049】

図８に示すように、接続ブロック２４０は、第２の端部２４４においてＶ字形開口部を含むことができる。Ｖ字形開口部は、第１の傾斜壁２４８と第２の傾斜壁２５０とによって画定することができ、これらの傾斜壁は両方とも、第１の傾斜壁２４８と第２の傾斜壁２５０とが接続する接続部又は頂部２５２まで延在することができる。頂部２５２は、第１の傾斜壁２４８と第２の傾斜壁２５０との間の湾曲した境界部分のピークに位置しており、多くの実施形態では、分割ライン２００に沿って位置することができる。第１の傾斜壁２４８及び第２の傾斜壁２５０は、軸方向Ａに対して、分割ライン２００に対して、及び第１の傾斜壁２４８及び第２の傾斜壁２５０に繋がっている壁に対して傾斜することができる。頂部２５２は、端壁２３０Ａ、２３０Ｂから軸方向に間隔を空けて離れることができ、これは、接続ブロック２４０を分離することなく、溶接ジョイント２１０にアクセスし、後方端部７８から第１の溶接端部２１２まで溶接できる点で有利である。加えて、更に詳細に後述するように、ダウエルピン２５４は、接続ブロック２４０及び第２のスリーブ部２０６を貫通し、接続ブロック２４０を第２のスリーブ部２０６に結合して、接続ブロック２４０を第２のスロット部２１６内に位置決めすることができる。

【0050】

ここで図９を参照すると、本開示の実施形態による、線９－９から見た排気ディフューザアセンブリ１００の断面図が示されている。図示されるように、接続ブロック２４０は、第１のスリーブ部２０２の第１の外側２５５及び第２のスリーブ部２０６の第２の外側２５９に配置された（例えば、接触するように配置された）第１の壁２５６を含むことができる。更に、接続ブロック２４０は、第１のスリーブ部２０２の第１の内側２５７及び第２のスリーブ部２０６の第２の内側２６１に配置された（例えば、接触するように配置された）第２の壁２５８を含むことができる。更に、接続ブロック２４０は、スロット部２１６を貫通するクロスバー２６０を含むことができる。特に、クロスバー２６０は、第１の壁２５６から第２の壁２５８まで、スロット部２１６の第２のセグメント２２４を貫通することができ、それによって、接続ブロック２４０は概ねＨ字形の断面となる。第１の壁２５６及び第２の壁２５８は、クロスバー２６０に対して概ね垂直とすることができる。更に、図示のように、ダウエルピン２５４は、第１の壁２５６、第２のスリーブ部２０６、及び第２の壁２５８を貫通することができる。ダウエルピン２５４は、第１の壁２５６及び／又は第２の壁２５８を完全に貫通し、ダウエルピン２５４のそれぞれの端部が第１の壁２５６及び第２の壁２５８のうちの少なくとも一方の壁から外側に延在してもよい。あるいは、ダウエルピン２５４は、第１の壁２５６及び第２の壁２５８を部分的に貫通してもよい（すなわち、ダウエルピン２５４は、第１の壁２５６及び第２の壁２５８の内側で終端してもよい）。多くの実施形態において、ダウエルピン２５４は、一端部又は両端部が接続ブロック２４０に溶接されてもよい。例えば、ダウエルピン２５４は、溶接ジョイント２８０（溶接ジョイント２８０はダウエルピン２５４の周りに環状に設けられるようにすることができる）によって接続ブロック２４０の第２の壁２５８に溶接することができる。更に、図９に示すように、ダウエルピン２５４は、弧状外壁２６８と面一である傾斜端部２８２を含むことができ、これにより、接続ブロック２４０の空気力学的効率が向上する。傾斜端部２８２は、（例えば、グラインダー又は他の手段を用いて）弧状外壁２６０と面一に研磨することができる。

【0051】

例示的な実施形態では、図示されるように、接続ブロック２４０は、第１のチャネル２６２及び第２のチャネル２６４を画定することができる。第１のチャネル２６２は、第１の壁２５６と第２の壁２５８との間において、クロスバー２６０の第１の側に画定することができる。第２のチャネル２６４は、第１の壁２５６と第２の壁２５８との間において、クロスバー２６０の第２の側に画定することができる。第１のチャネル２６２及び第２のチャネル２６４の各々は、Ｕ字形の断面を有している。第１のスリーブ部２０２は第１のチャネル２６２内に延在しており、第２のスリーブ部２０６は第２のチャネル２６４内に延在している。

【0052】

接続ブロック２４０の第２の壁２５８は、排気ガス流内に（例えば、図２を参照して上述した排気流路５２内に）配置することができる。そのような実施形態において、第２の壁２５８は弧状外壁２６８を含むことができ、弧状外壁２６８は第１のテーパ面及び第２のテーパ面を含み、各テーパ面は頂部まで延在することができる。弧状外壁２６８は、排気流路５２内の物体によって引き起こされる恐れのある流れ渦（flow vortice）を防止することによって、排気ディフューザ３４の空力効率を有利に向上させることができる。

【0053】

本明細書では、実施例を用いて、本発明（最良の態様を含む）を開示し、また、実施例を用いることによって、当業者であれば誰でも本発明を実施すること（例えば、任意の装置又はシステムを製造する及び使用すること、並びに組み込まれた任意の方法を実行すること）ができる。本発明の特許可能な範囲は特許請求の範囲によって定義され、当業者に思いつく他の実施例を含むことができる。そのような他の実施例は、特許請求の範囲の文言と異ならない構造要素を含む場合、又は特許請求の範囲の文言と実質的に異ならない等価な構造要素を含む場合、特許請求の範囲に含まれることが意図される。

【0054】

本発明のさらなる態様は、以下の実施形態によって提供される。
［実施形態１］
排気ディフューザアセンブリであって、前記排気ディフューザアセンブリは、
互いに結合された少なくとも２つのディフューザセグメントであって、全体として、前方端部から後方端部まで延在する排気ディフューザを形成する少なくとも２つのディフューザセグメントを含み、前記少なくとも２つのディフューザセグメントは、少なくとも２つのディフューザセグメントのうちの第１のディフューザセグメントであって、第１の円周方向エッジまで延在する第１のスリーブ部を有する第１のディフューザセグメント、及び第２の円周方向エッジまで延在する第２のスリーブ部を有する第２のディフューザセグメントであって、前記第１の円周方向エッジは、分割ラインにおいて前記第２の円周方向エッジに接合される、第２のディフューザセグメントを含み、溶接ジョイントが、分割ラインの一部に沿って溶接端部まで延在しており、第１のスリーブ部及び第２のスリーブ部は、前記溶接ジョイントの溶接端部に少なくとも部分的に配置された応力緩和開口部を画定する、排気ディフューザアセンブリ。
［実施形態２］
前記第１のスリーブ部及び前記第２のスリーブ部のうちの少なくとも一方のスリーブ部は、前記応力緩和開口部と前記溶接ジョイントとの間に画定されたタブを含み、前記タブが前記溶接ジョイントの溶接端部における端壁から前記タブの基部まで軸方向に延びていくにつれて、前記タブの幅が広がっていく、実施形態１に記載の排気ディフューザアセンブリ。
［実施形態３］
前記溶接端部は、前記排気ディフューザの前方端部と後方端部との間に配置された第１の溶接端部であり、前記応力緩和開口部は、前記排気ディフューザの前方端部から前記第１の溶接端部まで前記分割ラインに沿って延在するスロット部を含む、実施形態１又は２に記載の排気ディフューザアセンブリ。
［実施形態４］
前記応力緩和開口部は、更に、前記溶接ジョイントから間隔を空けて配置された本体部であって、前記溶接ジョイントの第１の溶接端部の近くにおいて軸方向に広がる本体部を含む、実施形態１～３のうちのいずれかの実施形態に記載の排気ディフューザアセンブリ。
［実施形態５］
前記本体部は対称的な円形形状を有する、実施形態１～４のうちのいずれかの実施形態に記載の排気ディフューザアセンブリ。
［実施形態６］
前記本体部は、円形形状及び楕円形形状のうちの一方の形状を有する、実施形態１～５のうちのいずれかの実施形態に記載の排気ディフューザアセンブリ。
［実施形態７］
前記スロット部は、第１の幅を有する第１のセグメントと、第２の幅を有する第２のセグメントとを含み、前記第２の幅は前記第１の幅よりも広い、実施形態１～６のうちのいずれかの実施形態に記載の排気ディフューザアセンブリ。
［実施形態８］
前記第１の円周方向エッジ及び前記第２の円周方向エッジは、前記スロット部を画定するように互いに間隔をあけて配置されている、実施形態１～７のうちのいずれかの実施形態に記載の排気ディフューザアセンブリ。
［実施形態９］
前記スロット部に配置された接続ブロックであって、前記第１のスリーブ部及び前記第２のスリーブ部に結合された接続ブロックを更に含む、実施形態１～８のうちのいずれかの実施形態に記載の排気ディフューザアセンブリ。
［実施形態１０］
前記接続ブロックは、前記第１のスリーブ部の第１の外側及び前記第２のスリーブの第２の外側に配置された第１の壁と、前記スロットを貫通するクロスバーと、前記第１のスリーブ部の第１の内側及び前記第２のスリーブ部の第２の内側に配置された第２の壁とを含む、実施形態１～８のうちのいずれかの実施形態に記載の排気ディフューザアセンブリ。
［実施形態１１］
前記接続ブロックは、第１のチャネル及び第２のチャネルを画定し、前記第１のスリーブ部は、前記第１のチャネル内に延在し、前記第２のスリーブ部は、前記第２のチャネル内に延在する、実施形態１～１０のうちのいずれかの実施形態に記載の排気ディフューザアセンブリ。
［実施形態１２］
前記応力緩和開口部は、第１の応力緩和開口部であり、前記溶接ジョイントは、前記排気ディフューザの後方端部における第２の溶接端部まで延在しており、前記第２の溶接端部の近くにおいて、前記排気ディフューザの後方端部に第２の応力緩和開口部が配置されている、実施形態１～１１のうちのいずれかの実施形態に記載の排気ディフューザアセンブリ。
［実施形態１３］
前記第２の応力緩和開口部は、部分的に丸い形状を有している、実施形態１～１２のうちのいずれかの実施形態に記載の排気ディフューザアセンブリ。
［実施形態１４］
前記第２の応力緩和開口部は、半円形形状又は半スタジアム形状を含む、実施形態１～１３のうちのいずれかの実施形態に記載の排気ディフューザアセンブリ。
［実施形態１５］
圧縮機部と、前記圧縮機部の下流に位置する燃焼部と、前記燃焼部の下流に位置するタービン部と、前記タービン部の下流に位置する排気ディフューザを有する排気ディフューザアセンブリとを含むガスタービンであって、前記排気ディフューザアセンブリは、互いに結合された少なくとも２つのディフューザセグメントであって、全体として、前方端部から後方端部まで延在する排気ディフューザを形成する少なくとも２つのディフューザセグメントを含み、前記少なくとも２つのディフューザセグメントは、少なくとも２つのディフューザセグメントのうちの第１のディフューザセグメントであって、第１の円周方向エッジまで延在する第１のスリーブ部を有する第１のディフューザセグメント、及び第２の円周方向エッジまで延在する第２のスリーブ部を有する第２のディフューザセグメントであって、前記第１の円周方向エッジは、分割ラインにおいて前記第２の円周方向エッジに接合される、第２のディフューザセグメントを含み、溶接ジョイントが、分割ラインの一部に沿って溶接端部まで延在しており、第１のスリーブ部及び第２のスリーブ部は、前記溶接ジョイントの溶接端部に少なくとも部分的に配置された応力緩和開口部を画定する、ガスタービン。
［実施形態１６］
前記第１のスリーブ部及び前記第２のスリーブ部のうちの少なくとも一方のスリーブ部は、前記応力緩和開口部と前記溶接ジョイントとの間に画定されたタブを含み、前記タブが前記溶接ジョイントの溶接端部における端壁から前記タブの基部まで軸方向に延びていくにつれて、前記タブの幅が広がっていく、実施形態１５に記載のガスタービン。
［実施形態１７］
前記溶接端部は、前記排気ディフューザの前方端部と後方端部との間に配置された第１の溶接端部であり、前記応力緩和開口部は、前記排気ディフューザの前方端部から前記第１の溶接端部まで前記分割ラインに沿って延在するスロット部を含む、実施形態１５又は１６に記載のガスタービン。
［実施形態１８］
前記応力緩和開口部は、更に、前記溶接ジョイントから間隔を空けて配置された本体部であって、前記溶接ジョイントの第１の溶接端部の近くにおいて軸方向に広がる本体部を含む、実施形態１５～１７のうちのいずれかの実施形態に記載のガスタービン。
［実施形態１９］
前記スロット部は、第１の幅を有する第１のセグメントと、第２の幅を有する第２のセグメントとを含み、前記第２の幅は前記第１の幅よりも広い、実施形態１５～１８のうちのいずれかの実施形態に記載のガスタービン。
［実施形態２０］
前記第１の円周方向エッジ及び前記第２の円周方向エッジは、前記スロット部を画定するように互いに間隔をあけて配置されている、実施形態１５～１９のうちのいずれかの実施形態に記載のガスタービン。
［実施形態２１］
前記スロット部に配置された接続ブロックであって、前記第１のスリーブ部及び前記第２のスリーブ部に結合された接続ブロックを更に含む、実施形態１５～２０のうちのいずれかの実施形態に記載のガスタービン。
［実施形態２２］
前記接続ブロックは、前記第１のスリーブ部の第１の外側及び前記第２のスリーブ部の第２の外側に配置された第１の壁と、前記スロット部を貫通するクロスバーと、前記第１のスリーブ部の第１の内側及び前記第２のスリーブ部の第２の内側に配置された第２の壁とを含む、実施形態１５～２１のうちのいずれかの実施形態に記載のガスタービン。
［実施形態２３］
前記接続ブロックは、第１のチャネル及び第２のチャネルを画定し、前記第１のスリーブ部は、前記第１のチャネル内に延在し、前記第２のスリーブ部は、前記第２のチャネル内に延在する、実施形態１５～２２のうちのいずれかの実施形態に記載のガスタービン。
［実施形態２４］
前記応力緩和開口部は、第１の応力緩和開口部であり、前記溶接ジョイントは、前記排気ディフューザの後方端部における第２の溶接端部まで延在しており、前記第２の溶接端部の近くにおいて、前記排気ディフューザの後方端部に第２の応力緩和開口部が配置されている、実施形態１５～２３のうちのいずれかの実施形態に記載のガスタービン。

【符号の説明】

【0055】

１２ 圧縮機部
１４ 圧縮機
１６ 入口
１８ 燃焼部
２０ 燃焼器
２１ ロータディスク
２２ タービン部
２３ ロータブレード
２４ シャフト
２６ 静止ノズル
２７ ロータディスク
３０ 軸方向中心線
３２ 外側ケーシング
３４ 排気ディフューザ
３６ 周囲空気
３８ 圧縮空気
４０ 燃焼室
４４ ストラット
５０ 軸方向中心線
５２ 排気流路
５６ ディフューザケーシング
５８ 流体プレナム
６０ 方向
６２ ルート部
６４ 先端部
７６ 前方端部
７８ 後方端部
８６ 内部
９０ 内側開口部
１００ 排気ディフューザアセンブリ
１０２Ａ ディフューザセグメント
１０２Ａ 第１のディフューザセグメント
１０２Ｂ 第２のディフューザセグメント
１０８ 内側分割ライン
１１０ 外側分割ライン
１１６ 第１の外側円周方向エッジ
１１８ 第２の外側円周方向エッジ
２００ 分割ライン
２０２ 第１のスリーブ部
２０６ 第２のスリーブ部
２０７ 第１の円周方向エッジ
２０８ 第２の円周方向エッジ
２１０ 溶接ジョイント
２１７ 幅
２２２ 第１のセグメント
２２３ 第１の幅
２２４ 第２のセグメント
２２５ 第２の幅
２２６ テーパセグメント
２３４ 第１の幅
２３６ 第２の幅
２４０ 接続ブロック
２４２ 端部
２４８ 第１の傾斜壁
２５０ 第２の傾斜壁
２５２ 頂部
２５４ ダウエルピン
２５５ 第１の外側
２５６ 第１の壁
２５７ 第１の内側
２５８ 第２の壁
２５９ 第２の外側
２６１ 第２の内側
２６２ 第１のチャネル
２６４ 第２のチャネル
２６８ 弧状外壁
２８０ 溶接ジョイント
２８２ 傾斜端部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【外国語明細書】