特許 7536513 火炎伝播管設置／取り外し方法および装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-09

(45)【発行日】2024-08-20

(54)【発明の名称】火炎伝播管設置／取り外し方法および装置

(51)【国際特許分類】

   F23R 3/48 20060101AFI20240813BHJP

【ＦＩ】

F23R3/48

【請求項の数】 13

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2020095188

(22)【出願日】2020-06-01

(65)【公開番号】P2020201033

(43)【公開日】2020-12-17

【審査請求日】2023-05-24

(31)【優先権主張番号】P.430232

(32)【優先日】2019-06-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】PL

(73)【特許権者】

【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】100129779

【弁理士】

【氏名又は名称】黒川 俊久

(74)【代理人】

【識別番号】100151286

【弁理士】

【氏名又は名称】澤木 亮一

(72)【発明者】

【氏名】ピョートル・ジェンチョウ

(72)【発明者】

【氏名】マテウシュ・ドレッキー

(72)【発明者】

【氏名】ピョートル・ウォジェハウスキー

(72)【発明者】

【氏名】シモン・ペルコウスキー

(72)【発明者】

【氏名】マレック・シュズコウスキ

【審査官】高吉 統久

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０８７５６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０９１７４３３１（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特開２０１４－１０２０６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第１０２６５８３９（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０１３７５３６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０１Ｄ ２５／００

Ｆ０２Ｃ ７／００

Ｆ２３Ｒ ３／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガスタービンエンジン（１０）の燃焼器（２５）と共に使用するための火炎伝播管設置／取り外し装置（１００）であって、当該火炎伝播管設置／取り外し装置（１００）が、
火炎伝播管アセンブリ（１１０）であって、内部に管溝（１７０、１８０）を有するスリーブ（１２０、１３０）を備える火炎伝播管アセンブリ（１１０）と、
火炎伝播管ツール（３００）であって、ばねフランジ（４４０）を有するばね（３９０）を備える火炎伝播管ツール（３００）と
を備えており、
前記ばねフランジ（４４０）が、前記管溝（１７０、１８０）に係合するサイズであり、
前記火炎伝播管ツール（３００）が、ロッキングノブ（４１０）と、前記ばね（３９０）の一端上に位置決めされたリアクションアーム（３１０）とを備えており、前記ばね（３９０）が、前記ロッキングノブ（４１０）を介して前記リアクションアーム（３１０）内で操作可能である、火炎伝播管設置／取り外し装置（１００）。

【請求項2】

前記ばね（３９０）が、管状ばね（３９０）を備える、請求項１に記載の火炎伝播管設置／取り外し装置（１００）。

【請求項3】

前記管状ばね（３９０）が、内部に複数のばねスロット（４００）を備える、請求項２に記載の火炎伝播管設置／取り外し装置（１００）。

【請求項4】

前記火炎伝播管ツール（３００）が、前記リアクションアーム（３１０）及び前記ばね（３９０）内に位置決めされた駆動ねじ（３２０）を備える、請求項１に記載の火炎伝播管設置／取り外し装置（１００）。

【請求項5】

前記火炎伝播管ツール（３００）が、前記駆動ねじ（３２０）に取り付けられたホルダ（３４０）を備える、請求項４に記載の火炎伝播管設置／取り外し装置（１００）。

【請求項6】

前記ホルダ（３４０）が、複数のホルダアーム（３５０）を備える、請求項５に記載の火炎伝播管設置／取り外し装置（１００）。

【請求項7】

前記駆動ねじ（３２０）が、前記ばねフランジ（４４０）と係合するための円錐端（５００）を備える、請求項４に記載の火炎伝播管設置／取り外し装置（１００）。

【請求項8】

前記駆動ねじ（３２０）が、前記円錐端（５００）の周りでその上に位置決めされた軸受ジャーナル（４５０）を備える、請求項７に記載の火炎伝播管設置／取り外し装置（１００）。

【請求項9】

前記駆動ねじ（３２０）が、前記円錐端（５００）の周りに位置決めされたスリーブ軸受（４８０）を備える、請求項８に記載の火炎伝播管設置／取り外し装置（１００）。

【請求項10】

前記火炎伝播管アセンブリ（１１０）が、一対のスリーブ（１２０、１３０）と、バイアス（１４０）とを備える、請求項１に記載の火炎伝播管設置／取り外し装置（１００）。

【請求項11】

前記スリーブ（１２０、１３０）が、内部に前記管溝（１７０、１８０）を有するフランジ（１５０、１６０）を備える、請求項１に記載の火炎伝播管設置／取り外し装置（１００）。

【請求項12】

前記火炎伝播管アセンブリ（１１０）が、前記フランジ（１５０、１６０）を収容するサイズにされたカラー（１９０、２００）を備える、請求項１１に記載の火炎伝播管設置／取り外し装置（１００）。

【請求項13】

火炎伝播管アセンブリ（１１０）を第１の燃焼器缶（２１５）と第２の燃焼器缶（２２５）との間に設置する方法であって、
請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の火炎伝播管設置／取り外し装置（１００）を用意するステップと、
前記第１の燃焼器缶（２１５）の第１の通路（２１０）を通して前記火炎伝播管ツール（３００）を挿入するステップと、
前記火炎伝播管アセンブリ（１１０）の溝（１７０）を前記火炎伝播管ツール（３００）のばねフランジ（１５０）と係合するステップと、
前記火炎伝播管アセンブリ（１１０）が係合した状態で前記火炎伝播管ツール（３００）を圧縮するステップと、
前記火炎伝播管アセンブリ（１１０）を前記第２の燃焼器缶（２２５）の第２の通路（２２０）に位置決めするステップと、
前記火炎伝播管ツール（３００）を解放するステップと
を含む、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願および結果として得られる特許は、一般に、ガスタービンエンジンに関し、より詳細には、迅速、安全かつ効率的な方式でガスタービン燃焼器の火炎伝播管を設置および取り外すための改善された方法および装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ガスタービンエンジンの隣接する燃焼器は、典型的には、火炎伝播管によって接続される。具体的には、火炎伝播管は、隣接する燃焼器のライナ、フロースリーブ、およびケーシングを通って延び、１つの燃焼器での燃焼が隣接する燃焼器に伝播し、ガスタービンエンジンのすべての燃焼器チャンバでの点火および圧力の均一化を実質的に同時に確保することを可能にすることができる。一般的に説明すると、火炎伝播管は、燃焼器の取り外しなどの前に取り外す必要がある。しかし、火炎伝播管のアセンブリおよび／または場所は、１つまたは複数の欠点を有する場合がある。例えば、現在の設置および取り外しの方法は複雑であり得、結果として火炎伝播管および関連する構成要素に損傷を与える可能性がある。

【発明の概要】

【0003】

したがって、本出願および結果として得られる特許は、ガスタービンエンジンの燃焼器と共に使用するための火炎伝播管設置／取り外し装置を提供する。火炎伝播管設置／取り外し装置は、内部に管溝を有するスリーブを有する火炎伝播管アセンブリと、ばねフランジを有するばねを有する火炎伝播管ツールとを含む。ばねフランジは、管溝に係合するサイズにされる。

【0004】

本出願および結果として得られる特許は、火炎伝播管アセンブリを第１の燃焼器缶と第２の燃焼器缶との間に設置する方法をさらに提供する。方法は、第１の燃焼器缶の第１の通路を通して火炎伝播管ツールを挿入するステップと、火炎伝播管アセンブリの溝を火炎伝播管ツールのばねフランジと係合するステップと、火炎伝播管アセンブリが係合した状態で火炎伝播管ツールを圧縮するステップと、火炎伝播管アセンブリを第２の燃焼器缶の第２の通路に位置決めするステップと、火炎伝播管ツールを解放するステップとを含む。

【0005】

本出願および結果として得られる特許は、ガスタービンエンジンの燃焼器と共に使用するための火炎伝播管設置／取り外し装置をさらに提供する。火炎伝播管設置／取り外し装置は、バイアスを有する一対のスリーブを有し、各スリーブが内部に管溝を有する火炎伝播管アセンブリと、ばねフランジを有する管状ばねを有する火炎伝播管ツールとを含む。ばねフランジは、管溝に係合するサイズにされる。

【0006】

本出願および結果として得られる特許のこれらのおよび他の特徴および改良は、いくつかの図面および添付の特許請求の範囲と併せて、以下の詳細な説明を検討することにより当業者には明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】圧縮機、燃焼器、タービン、および負荷を示すガスタービンエンジンの概略図である。

【図2】例示的な燃焼器の概略図である。

【図3】隣接する燃焼器缶の間に位置決めされた火炎伝播管アセンブリを有する、本明細書で説明され得るような例示的な火炎伝播管設置／取り外し装置の側断面図である。

【図4】図３の火炎伝播管設置／取り外し装置の斜視図である。

【図5】図３の火炎伝播管設置／取り外し装置の側面図である。

【図6】図５の線６－６に沿った、図３の火炎伝播管設置／取り外し装置の断面図である。

【図7】図５の線７－７に沿った、図３の火炎伝播管設置／取り外し装置の断面図である。

【図8】隣接する燃焼器缶の間に位置決めされた火炎伝播管アセンブリと共に使用される火炎伝播管設置／取り外し装置の側面図である。

【図9】隣接する燃焼器缶の間に位置決めされた火炎伝播管アセンブリと共にさらに使用される火炎伝播管設置／取り外し装置の側面図である。

【図10】隣接する燃焼器缶の間に位置決めされた火炎伝播管アセンブリと共にさらに使用される火炎伝播管設置／取り外し装置の側面図である。

【図11】隣接する燃焼器缶の間に位置決めされた火炎伝播管アセンブリと共にさらに使用される火炎伝播管設置／取り外し装置の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

ここで図面を参照すると、いくつかの図を通して同一の符号が同一の要素を指し、図１は、本明細書で使用され得るようなガスタービンエンジン１０の概略図を示す。ガスタービンエンジン１０は、圧縮機１５を含むことができる。圧縮機１５は、流入する空気２０の流れを圧縮する。圧縮機１５は、圧縮された空気２０の流れをいくつかの燃焼器缶２５に送達する。燃焼器缶２５は、圧縮された空気２０の流れを加圧された燃料３０の流れと混合し、混合物に点火して高温燃焼ガス３５の流れを生成する。単一の燃焼器缶２５のみが示されているが、ガスタービンエンジン１０は、円周方向アレイなどで位置決めされた任意の数の燃焼器缶２５を含むことができる。次に、高温燃焼ガス３５の流れは、タービン４０に送達される。高温燃焼ガス３５の流れは、機械的仕事を発生するようにタービン４０を駆動する。タービン４０で発生された機械的仕事は、シャフト４５および発電機などの外部負荷５０を介して圧縮機１５を駆動する。

【0009】

ガスタービンエンジン１０は、天然ガス、様々なタイプの合成ガス、液体燃料、および／または他のタイプの燃料ならびにそれらのブレンドを使用することができる。ガスタービンエンジン１０は、限定はしないが、７または９シリーズのヘビーデューティガスタービンエンジンなどのエンジンを含む、ニューヨーク州スケネクタディのゼネラルエレクトリック社が提供する多数の異なるガスタービンエンジンのうちの任意の１つであってもよい。ガスタービンエンジン１０は、異なる構成を有してもよく、他のタイプの構成要素を使用してもよい。本明細書では、他のタイプのガスタービンエンジンもまた使用されてもよい。複数のガスタービンエンジン、他のタイプのタービン、および他のタイプの発電機器もまた、共に本明細書で使用されてもよい。

【0010】

図２は、上記および他の場所で説明したガスタービンエンジン１０と共に使用され得るような燃焼器缶２５の例の概略図を示す。燃焼器缶２５は、タービン４０の周りでヘッドエンドのエンドキャップ５２から後端のトランジションピース５４に延びることができる。いくつかの燃料ノズル５６が、エンドキャップ５２の周りに位置決めされてもよい。ライナ５８は、燃料ノズル５６からトランジションピース５４に向かって延びることができ、内部に燃焼ゾーン６０を画定し得る。ライナ５８は、フロースリーブ６２によって囲まれていてもよい。ライナ５８およびフロースリーブ６２は、圧縮機１５または他の場所からの空気２０の流れのために、それらの間に流路６４を画定し得る。燃焼器缶２５はまた、火炎伝播管アセンブリ６６を含むことができる。上述のように、火炎伝播管アセンブリは、隣接する燃焼器缶２５の間に延びることができる。本明細書で説明する燃焼器缶２５は、例示のみを目的とする。本明細書では、他の構成要素および他の構成を有する燃焼器缶２５が使用されてもよい。

【0011】

図３は、本明細書で説明され得るような火炎伝播管アセンブリ１１０の例を有する火炎伝播管設置／取り外し装置１００を示す。上述のように、各火炎伝播管アセンブリ１１０は、２つの隣接する燃焼器缶２５の間に延びる。本明細書では、任意の数の火炎伝播管アセンブリ１１０が使用されてもよい。

【0012】

一般的に説明すると、火炎伝播管アセンブリ１１０は、一対の入れ子式スリーブ、第１のスリーブ１２０および第２のスリーブ１３０を有することができる。第１のスリーブ１２０および第２のスリーブ１３０は、互いにスライド係合するようなサイズにされ得る。１つまたは複数のばね１４０または他のタイプの付勢要素は、第１のスリーブ１２０および第２のスリーブ１３０と連通していてもよい。ばね１４０は、第１のスリーブ１２０および第２のスリーブ１３０の少なくとも一部を円周方向に囲む圧縮ばねなどであってもよい。第１のスリーブ１２０は、その一端に第１のフランジ１５０を有することができ、第２のスリーブ１３０は、その反対側の端部に第２のフランジ１６０を有することができる。第１のフランジ１５０は、内面上に第１の溝１７０を有することができ、第２のフランジ１６０は、その上に同様の第２の溝１８０を有することができる。

【0013】

火炎伝播管アセンブリ１１０は、一対の火炎伝播管カラー、第１の火炎伝播管カラー１９０および第２の火炎伝播管カラー２００をさらに含むことができる。第１の火炎伝播管カラー１９０は、第１の燃焼器缶２１５のライナ５８およびフロースリーブ６２を通る第１の環状通路２１０を通って延び、第２の火炎伝播管カラー２００は、隣接する第２の燃焼器缶２２５のライナ５８およびフロースリーブ６２を通る第２の環状通路２２０を通って延びる。第１の火炎伝播管カラー１９０は、第１のライナカラー２３０内の摩擦嵌合などのためのサイズにされ得、第２の火炎伝播管カラー２００は、第２のライナカラー２４０内の摩擦嵌合のためのサイズにされ得る。第１の火炎伝播管カラー１９０は、第１のカラーフランジ２５０を有することができ、第２の火炎伝播管カラー２００は、第２のカラーフランジ２６０を有することができる。カラーフランジ２５０、２６０は、スリーブフランジ１５０、１６０を収容するサイズにされ得る。火炎伝播管アセンブリ１１０全体のサイズ、形状、および構成は、異なる場合がある。本明細書では、他の構成要素および他の構成が使用されてもよい。

【0014】

図３～図７は、火炎伝播管設置／取り外し装置１００の火炎伝播管ツール３００の例を示す。火炎伝播管ツール３００は、リアクションアーム３１０を含む。リアクションアーム３１０は、実質的に管状の形状であり得、鋼または他のタイプの実質的に剛性の材料から作製され得る。リアクションアーム３１０は、リアクションアーム３１０を通って延びる駆動ねじ３２０を有することができる。駆動ねじ３２０は、鋼または他のタイプの実質的に剛性の材料から作製され得る。駆動ねじ３２０は、その上にいくつかの駆動ねじスレッド３３０を有し得る。駆動ねじ３２０は、任意の適切なサイズ、形状、または構成を有してもよい。

【0015】

火炎伝播管ツール３００はまた、リアクションアーム３１０の一端に位置決めされたいくつかのホルダアーム３５０を有するホルダ３４０を含む。ホルダ３４０は、ステンレス鋼または他のタイプの実質的に剛性の材料から作製され得る。ホルダ３４０は、その中に内部駆動ねじ開口３６０を有することができる。駆動ねじ開口３６０は、いくつかのホルダスレッド３７０を有することができる。駆動ねじ開口３６０は、共に移動するためにねじ係合で内部に駆動ねじ３２０を収容するサイズにされ得る。また、ホルダ止めねじ３８０が使用されてもよい。ホルダアーム３５０は、所望に応じて、火炎伝播管ツール３００の駆動ねじ３２０を操作するようなサイズにされて位置決めされてもよい。

【0016】

火炎伝播管ツール３００は、リアクションアーム３１０の内部および他端に部分的に位置決めされた管状ばね３９０を有することができる。管状ばね３９０は、実質的に管状の形状であり得、鋼または他のタイプの実質的に剛性の材料から作製され得る。管状ばね３９０は、管状ばね３９０に適切な量の圧縮性を与えるように、内部に形成されたいくつかのばねスロット４００を有することができる。ばねスロット４００のサイズ、形状、および構成は、異なる場合がある。管状ばね３９０は、リアクションアーム３１０のロッキングノブ開口４２０内に位置決めされたロッキングノブ４１０を介してリアクションアーム３１０内で操作可能であってもよい。ロッキングノブ４１０は、ステンレス鋼または他のタイプの実質的に剛性の材料から作製され得る。ロッキングノブ開口４２０は、火炎伝播管アセンブリ１１０の挿入または取り外しのためにロッキングノブ４１０および管状ばね３９０を適所にロックするように、内部に形成されたいくつかのロッキングスロット４３０を有することができる。管状ばね３９０は、その反対側の端部上にばねフランジ４４０を有し得る。ばねフランジ４４０は、上述のように火炎伝播管アセンブリ１１０の溝１７０、１８０と係合するサイズにされ得る。

【0017】

火炎伝播管ツール３００は、駆動ねじ３２０の一端に取り付けられた軸受ジャーナル４５０を有することができる。軸受ジャーナル４５０は、駆動ねじ３２０とねじ係合するために、その上にいくつかの軸受ジャーナルスレッド４６０を有し得る。また、軸受ジャーナル止めねじ４７０が使用されてもよい。軸受ジャーナル４５０は、鋼または他のタイプの実質的に剛性の材料から作製され得る。スリーブ軸受４８０が、軸受ジャーナル４５０を囲んでもよい。スリーブ軸受４８０は、真鍮または他のタイプの実質的に剛性の材料から作製され得る。軸受ジャーナル４５０およびスリーブ軸受４８０は、六角ナット４９０または同様のタイプのクロージャを介して駆動ねじ３２０上の適所に保持され得る。円錐端５００などが、軸受ジャーナル４５０およびスリーブ軸受４８０を取り囲んでもよい。円錐端５００は、鋼および同様のタイプの実質的に剛性の材料から作製され得る。本明細書では、他の構成要素および他の構成が使用されてもよい。

【0018】

図８～図１１は、動作中の火炎伝播管装置１００を示す。図８において、火炎伝播管ツール３００は、第１の燃焼器缶２１５のライナ５８およびフロースリーブ６２内の第１の環状通路２１０を通して挿入され得る。次に、火炎伝播管アセンブリ１１０は、２つの隣接する燃焼器缶２１５、２２５間の火炎伝播管ツール３００上に載置することができる。図９において、火炎伝播管ツール３００は、管状ばね３９０のばねフランジ４４０が火炎伝播管アセンブリ１１０の第２のスリーブ１３０の第２のフランジ１６０における第２の溝１８０に係合するように圧縮され得る。円錐端５００は、管状ばね３９０の直径を拡張し、ばねフランジ４４０を適所にロックするように構成されてもよい。図１０において、火炎伝播管ツール３００は、火炎伝播管アセンブリ１１０を圧縮するように、駆動ねじ３２０およびホルダ３４０を介してさらに圧縮され得る。図１１において、火炎伝播管アセンブリ１１０の第２のカラー２００は、第２の燃焼器缶２２５の第２の通路２２０内に位置決めされ得る。次に、火炎伝播管アセンブリ１１０の第２のスリーブ１３０を第２のカラー２００に押し込むように、火炎伝播管ツール３００の圧縮を解放することができる。火炎伝播管ツール３００は、次いで取り外すことができる。同様に、火炎伝播管アセンブリ１１０は、大部分は反対の様式で取り外されてもよい。本明細書では、他の構成要素および他の構成が使用されてもよい。

【0019】

したがって、火炎伝播管ツール３００は、ばねフランジ４４０および円錐端５００の使用を前提として、正確な載置のために火炎伝播管アセンブリ１１０の溝１７０、１８０内で適所にロックすることができる。同様に、管状ばね３９０は、駆動ねじ３２０を介して機械的に圧縮することができる。このように、火炎伝播管設置／取り外し装置１００は、火炎伝播管アセンブリ１１０の正確かつ時宜を得た設置および取り外しを可能にする。

【0020】

上記は、本出願および結果として得られる特許の特定の実施形態のみに関するものであることは明らかである。当業者であれば、以下の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される本発明の一般的な趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書において数多くの変更および修正を行うことができる。

【符号の説明】

【0021】

１０ ガスタービンエンジン
１５ 圧縮機
２０ 空気
２５ 燃焼器缶
３０ 燃料
３５ 高温燃焼ガス
４０ タービン
４５ シャフト
５０ 外部負荷
５２ エンドキャップ
５４ トランジションピース
５６ 燃料ノズル
５８ ライナ
６０ 燃焼ゾーン
６２ フロースリーブ
６４ 流路
６６ 火炎伝播管アセンブリ
１００ 火炎伝播管設置／取り外し装置
１１０ 火炎伝播管アセンブリ
１２０ 第１のスリーブ、スリーブフランジ
１３０ 第２のスリーブ、スリーブフランジ
１４０ ばね
１５０ 第１のフランジ、スリーブフランジ
１６０ 第２のフランジ、スリーブフランジ
１７０ 第１の溝
１８０ 第２の溝
１９０ 第１の火炎伝播管カラー
２００ 第２の火炎伝播管カラー
２１０ 第１の環状通路
２１５ 第１の燃焼器缶
２２０ 第２の環状通路
２２５ 第２の燃焼器缶
２３０ 第１のライナカラー
２４０ 第２のライナカラー
２５０ 第１のカラーフランジ
２６０ 第２のカラーフランジ
３００ 火炎伝播管ツール
３１０ リアクションアーム
３２０ 駆動ねじ
３３０ 駆動ねじスレッド
３４０ ホルダ
３５０ ホルダアーム
３６０ 内部駆動ねじ開口
３７０ ホルダスレッド
３８０ ホルダ止めねじ
３９０ 管状ばね
４００ ばねスロット
４１０ ロッキングノブ
４２０ ロッキングノブ開口
４３０ ロッキングスロット
４４０ ばねフランジ
４５０ 軸受ジャーナル
４６０ 軸受ジャーナルスレッド
４７０ 軸受ジャーナル止めねじ
４８０ スリーブ軸受
４９０ 六角ナット
５００ 円錐端

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】