特許 7682639 スリーブアセンブリおよびその製造方法

(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】2025-05-16

(45)【発行日】2025-05-26

(54)【発明の名称】スリーブアセンブリおよびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   F23R 3/42 20060101AFI20250519BHJP

【ＦＩ】

F23R3/42 E

F23R3/42 A

F23R3/42 Z

【請求項の数】 13

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2021024246

(22)【出願日】2021-02-18

(65)【公開番号】P2021143817

(43)【公開日】2021-09-24

【審査請求日】2024-02-01

(31)【優先権主張番号】16/814,360

(32)【優先日】2020-03-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(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】カイル・リー・キダー

(72)【発明者】

【氏名】ゾルト・ゼイル

【審査官】津田 真吾

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２６０３１６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／００６４６９３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２３Ｒ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃焼システム用のスリーブアセンブリ（１２０）であって、当該スリーブアセンブリ（１２０）が、
第１の円周方向面（１６８）を備える第１のダクト（１４８）と、
第２の円周方向面を備える第２のダクト（１４６）であって、前記第１の円周方向面（１６８）が、前記第１のダクト（１４８）および前記第２のダクト（１４６）が連続燃焼室を内部に集合的に画定するように、前記第２の円周方向面と半径方向に重なり、前記連続燃焼室が、通過して流れる高温ガスを受け入れるように構成される第２のダクト（１４６）と、
前記第１の円周方向面（１６８）に取り外し可能に結合され、前記第１の円周方向面（１６８）から半径方向に延びて前記第２の円周方向面と係合する摩耗インサート（１６６）と
を備ており、前記第１のダクト（１４８）が、前記第１の円周方向面（１６８）から半径方向に凹んだ溝（３８４）を画定し、前記摩耗インサート（１６６）が、前記溝（３８４）内に着座している、スリーブアセンブリ（１２０）。

【請求項2】

前記摩耗インサート（１６６）が、単一部品の一体構造であり、単一部品として前記第１の円周方向面（１６８）から取り外し可能である、請求項１に記載のスリーブアセンブリ（１２０）。

【請求項3】

前記第１のダクト（１４８）が、前記摩耗インサート（１６６）の第１の半径方向縁部（３７８）と係合するための第１の半径方向面（３８６）と、第２の半径方向面（３８８）とをさらに備え、前記溝（３８４）が、前記第１の半径方向面（３８６）と前記第２の半径方向面（３８８）との間に軸方向に画定され、前記第２の半径方向面（３８８）が、前記第１の半径方向面（３８６）から軸方向に間隔を置いて配置されて前記摩耗インサート（１６６）の第２の半径方向縁部（３８０）と係合し、前記溝（３８４）内での前記摩耗インサート（１６６）の軸方向移動を阻害する、請求項１に記載のスリーブアセンブリ（１２０）。

【請求項4】

前記摩耗インサート（１６６）が、複数の溶接継手（１７６）を介して前記第１の円周方向面（１６８）に取り外し可能に結合される、請求項１に記載のスリーブアセンブリ（１２０）。

【請求項5】

前記摩耗インサート（１６６）が、前記第１の円周方向面（１６８）の円周の周りに連続的に円周方向に延びる、請求項１に記載のスリーブアセンブリ（１２０）。

【請求項6】

前記第２のダクト（１４６）が、本体（１５８）と、前記本体（１５８）から軸方向に延びるシール（１６２）とをさらに備え、前記シール（１６２）が、前記第２の円周方向面を備える、請求項１に記載のスリーブアセンブリ（１２０）。

【請求項7】

前記摩耗インサート（１６６）が、前記第１の円周方向面（１６８）と前記第２の円周方向面との間の直接接触を阻害する、請求項６に記載のスリーブアセンブリ（１２０）。

【請求項8】

前記第２の円周方向面が、少なくとも部分的に、前記第１の円周方向面（１６８）内に半径方向に位置決めされている、請求項１に記載のスリーブアセンブリ（１２０）。

【請求項9】

タービンアセンブリ（１００）であって、当該タービンアセンブリ（１００）が、
圧縮機セクション（１０２）と、
前記圧縮機セクション（１０２）の下流に結合されたタービンセクション（１０６）と、
前記圧縮機セクション（１０２）と前記タービンセクション（１０６）との間の流れ連通で結合された複数の缶（１１８）を備える燃焼器（１０４）と
を備えており、前記複数の缶（１１８）の第１の缶が、
第１の円周方向面（１６８）を備える第１のダクト（１４８）、
第２の円周方向面を備える第２のダクト（１４６）であって、前記第１の円周方向面（１６８）が、前記第１のダクト（１４８）および前記第２のダクト（１４６）が連続燃焼室を内部に集合的に画定するように、前記第２の円周方向面と半径方向に重なり、前記連続燃焼室が、通過して流れる高温ガスを受け入れるように構成される第２のダクト（１４６）、ならびに
前記第１の円周方向面（１６８）に取り外し可能に結合され、前記第１の円周方向面（１６８）から半径方向に延びて前記第２の円周方向面と係合する摩耗インサート（１６６）
を備えるスリーブアセンブリ（１２０）を備える燃焼器（１０４）と
を備えており、前記第１のダクト（１４８）が、前記第１の円周方向面（１６８）から半径方向に凹んだ溝（３８４）を画定し、前記摩耗インサート（１６６）が、前記溝（３８４）内に着座している、タービンアセンブリ（１００）。

【請求項10】

前記第１のダクト（１４８）が、前記第２のダクト（１４６）と前記タービンセクション（１０６）との間に延びる、請求項９に記載のタービンアセンブリ（１００）。

【請求項11】

前記摩耗インサート（１６６）が、単一部品の一体構造であり、単一部品として前記第１の円周方向面（１６８）から取り外し可能である、請求項９に記載のタービンアセンブリ（１００）。

【請求項12】

前記第１のダクト（１４８）が、前記摩耗インサート（１６６）の第１の半径方向縁部（３７８）と係合するための第１の半径方向面（３８６）と、第２の半径方向面（３８８）とをさらに備え、前記溝（３８４）が、前記第１の半径方向面（３８６）と前記第２の半径方向面（３８８）との間に軸方向に画定され、前記第２の半径方向面（３８８）が、前記第１の半径方向面（３８６）から軸方向に間隔を置いて配置されて前記摩耗インサート（１６６）の第２の半径方向縁部（３８０）と係合し、前記溝（３８４）内での前記摩耗インサート（１６６）の軸方向移動を阻害する、請求項９に記載のタービンアセンブリ（１００）。

【請求項13】

燃焼システム用のスリーブアセンブリ（１２０）を組み立てる方法（４００）であって、
第１の円周方向面（１６８）を含む第１のダクト（１４８）であって前記第１の円周方向面（１６８）から半径方向に凹んだ溝（３８４）を画定する第１のダクト（１４８）を提供すること（４０２）と、
摩耗インサート（１６６）が前記溝（３８４）内に着座するように前記摩耗インサート（１６６）を前記第１の円周方向面（１６８）に取り外し可能に結合すること（４０４）と、
前記第１の円周方向面（１６８）が第２の円周方向面と半径方向に重なり、前記摩耗インサート（１６６）が前記第２の円周方向面と係合するように、前記第２の円周方向面を含む第２のダクト（１４６）を前記第１のダクト（１４８）に隣接して位置決めすること（４０６）であって、前記第１のダクト（１４８）および前記第２のダクト（１４６）が、通過して流れる高温ガスを受け入れるように構成された連続燃焼室を内部に集合的に画定すること（４０６）と
を含む、方法（４００）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の分野は、一般に、スリーブアセンブリに関し、より詳細には、燃焼器と共に使用するためのスリーブアセンブリに関する。

【背景技術】

【0002】

少なくともいくつかの既知のタービンアセンブリは、直列流れ配置で共に結合された圧縮機、燃焼器、およびタービンを含む。圧縮機に流入するガスは圧縮されて燃焼器内に吐出され、そこで燃料と混合される。得られた混合物は点火されて燃焼ガスを生成し、燃焼ガスは燃焼器からタービンを通して送られる。ガスはタービンを駆動し、次にタービンはタービンに結合された発電機に電力を供給することができる。

【0003】

少なくともいくつかの既知の燃焼器は、燃焼室を集合的に画定するライナおよび移行ダクトを含むスリーブアセンブリを含み、燃焼室では、燃料と圧縮ガスの混合物が移行ダクトに結合されたタービンに供給される前に点火される。既知のスリーブアセンブリは、一般に、動作中の熱膨張／移動に対応するために、互いに対する移行ダクトとライナとの間の軸方向移動を許容する。結果として、少なくともいくつかのそのようなアセンブリは、ライナと移行ダクトとの間に画定されたインターフェースで摩耗しやすい場合がある。

【0004】

スリーブアセンブリ内の移動の影響を低減するために、少なくともいくつかの既知のスリーブアセンブリは、移行ダクトおよび／またはライナに適用される耐摩擦性の摩耗コーティングを含む。より具体的には、少なくともいくつかの既知の摩耗コーティングが、スプレーコーティングの形で適用される。しかし、これらのスプレーコーティングを適用することは、一般に、スプレーコーティングが適用される前に、コーティングを受ける表面のかなりの準備を必要とする。さらに、メンテナンスがライナまたは移行ダクトのいずれかで必要な場合、新しい摩耗コーティングが適用され得る前にコーティングを手動で除去する必要がある。このようなコーティングを除去することは、時間と労力のかかる作業であり得る。

【0005】

したがって、より単純かつ堅牢であり、そしてより容易に交換可能な摩耗インサートを可能にするスリーブアセンブリを提供することが望ましいであろう。

【発明の概要】

【0006】

一態様では、燃焼システム用のスリーブアセンブリが提供される。スリーブアセンブリは、第１の円周方向面を含む第１のダクトと、第２の円周方向面を含む第２のダクトとを含む。第１の円周方向面は、第１のダクトおよび第２のダクトが連続燃焼室を内部に集合的に画定するように、第２の円周方向面と半径方向に重なる。連続燃焼室は、通過して流れる高温ガスを受け入れるように構成される。スリーブアセンブリは、第１の円周方向面に取り外し可能に結合され、第１の円周方向面から半径方向に延びて第２の円周方向面と係合する摩耗インサートをさらに含む。

【0007】

別の態様では、タービンアセンブリが提供される。タービンアセンブリは、圧縮機セクションと、圧縮機セクションの下流に結合されたタービンセクションと、燃焼器とを含む。燃焼器は、圧縮機セクションとタービンセクションとの間の流れ連通で結合された複数の缶を含む。複数の缶の第１の缶は、スリーブアセンブリを含む。スリーブアセンブリは、第１の円周方向面を含む第１のダクトと、第２の円周方向面を含む第２のダクトとを含む。第１の円周方向面は、第１のダクトおよび第２のダクトが連続燃焼室を内部に集合的に画定するように、第２の円周方向面と半径方向に重なる。連続燃焼室は、通過して流れる高温ガスを受け入れるように構成される。スリーブアセンブリは、第１の円周方向面に取り外し可能に結合され、第１の円周方向面から半径方向に延びて第２の円周方向面と係合する摩耗インサートをさらに含む。

【0008】

さらに別の態様では、燃焼システム用のスリーブアセンブリを組み立てる方法が提供される。方法は、第１の円周方向面を含む第１のダクトを提供することを含む。方法はまた、摩耗インサートを第１の円周方向面に取り外し可能に結合することを含む。方法は、第１の円周方向面が第２の円周方向面と半径方向に重なり、摩耗インサートが第２の円周方向面と係合するように、第２の円周方向面を含む第２のダクトを第１のダクトに隣接して位置決めすることをさらに含む。第１のダクトおよび第２のダクトは、通過して流れる高温ガスを受け入れるように構成された連続燃焼室を内部に集合的に画定する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】例示的なタービンアセンブリの概略図である。

【図2】図１に示すタービンアセンブリと共に使用することができる例示的なスリーブアセンブリの概略図である。

【図3】図２に示すスリーブアセンブリの一部の概略分解図である。

【図4】図３に示すスリーブアセンブリの概略断面図である。

【図5】図１の例示的なタービンアセンブリと共に使用することができる代替のスリーブアセンブリの一部の断面図である。

【図6】図２に示すスリーブアセンブリなどのスリーブアセンブリを組み立てる例示的な方法の流れ図である。

【0010】

特に明記のない限り、本明細書で提供する図面は、本開示の実施形態の特徴を例示することを意味する。これらの特徴は、本開示の１つまたは複数の実施形態を含む多種多様なシステムに適用可能であると考えられる。したがって、図面は、本明細書に開示する実施形態の実践のために必要とされる当業者に知られている従来の特徴をすべて含むことを意味しない。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本明細書に記載の例示的なシステムおよび方法は、スリーブアセンブリの少なくとも１つのダクトに取り外し可能に結合され、スリーブアセンブリ内のスライドインターフェースにおける耐摩擦性の低減を容易にする摩耗インサートを提供することによって、既知のスリーブアセンブリの少なくともいくつかの欠点を克服する。より具体的には、本明細書に記載の実施形態は、第１の円周方向面を有する第１のダクトと、第２の円周方向面を有する第２のダクトと、２つのダクト表面の間で円周方向に延びる摩耗インサートとを含む。より具体的には、第１の円周方向面は、第１のダクトおよび第２のダクトが連続燃焼室を内部に集合的に画定するように、第２の円周方向面と半径方向に重なる。一実施形態では、摩耗インサートは、第１の円周方向面に取り外し可能に結合され、第１の円周方向面から半径方向に延びて第２の円周方向面と係合する。いくつかの実施形態では、摩耗インサートは、単一部品の一体構造である。いくつかの実施形態では、第１のダクトは、第１の円周方向面から半径方向に凹んだ溝を含み、摩耗インサートは、溝内に着座している。

【0012】

別途指定のない限り、本明細書で使用される「一般に」、「実質的に」、および「およそ」などの近似を表す文言は、そのように修飾された用語が、絶対的または完全な程度ではなく、当業者によって認識されるようなおおよその程度にのみ適用され得ることを示している。したがって、「およそ」、「約」、および「実質的に」などの用語で修飾された値は、明記された厳密な値に限定されるものではない。少なくともいくつかの例では、近似を表す文言は、値を測定するための機器の精度に対応することができる。ここで、ならびに本明細書および特許請求の範囲の全体を通じて、範囲の限界が特定されてもよい。このような範囲は、組み合わせおよび／または置き換えが可能であり、文脈または文言が特に指示しない限り、本明細書に含まれるすべての部分範囲を含む。加えて、別途指定のない限り、「第１の」、「第２の」、などの用語は、本明細書において単に標識として使用されているにすぎず、これらの用語が言及する項目について順序、位置、または階層上の要件を加えることを意図するものではない。さらに、例えば、「第２の」項目への言及は、例えば、「第１の」もしくはより小さい番号の項目、または「第３の」もしくはより大きい番号の項目の存在を要求するものではなく、または排除するものでもない。

【0013】

図１は、例示的なタービンアセンブリ１００の概略図である。例示的な実施形態では、タービンアセンブリ１００は、中心線軸１１０に沿ってケーシング１０８内で互いに直列流れ連通で結合された圧縮機セクション１０２、燃焼器セクション１０４、およびタービンセクション１０６を含む産業用ガスタービンアセンブリである。動作中、作動ガス１１２が圧縮機セクション１０２に流入し、そこで圧縮された後、燃焼器セクション１０４内に送られる。圧縮ガス１１４は、燃料（図示せず）と混合され、燃焼器セクション１０４で点火されて燃焼ガス１１５を生成し、燃焼ガス１１５はタービンセクション１０６を通して送られた後、排気ガス１１６としてタービンセクション１０６から吐出される。

【0014】

例示的な実施形態では、燃焼器セクション１０４は、複数の燃焼缶１１８を含む。各燃焼缶１１８は、燃焼室１２２を画定するスリーブアセンブリ１２０を有する。燃料送達システム１２４が、各燃焼缶１１８に結合され、燃焼缶１１８の前端に位置する燃料噴射器１２６を含む。燃料と圧縮ガスの混合物は、燃料噴射器１２６を介して軸方向に燃焼室１２２内に噴射される。

【0015】

図２は、タービンアセンブリ１００と共に使用することができる例示的なスリーブアセンブリ１２０の概略図である。例示的な実施形態では、スリーブアセンブリ１２０は、圧縮機吐出ケーシング１０１（図１に示す）に結合された前端１３４と、タービンセクション１０６のノズル１０９（図１に示す）と流れ連通で結合された反対側の後端１３６とを有する。スリーブアセンブリ１２０は、それぞれ前端１３４と後端１３６との間に燃焼室１２２を画定する。

【0016】

例示的な実施形態では、クロスファイア管１３８がスリーブアセンブリ１２０に結合される。クロスファイア管１３８は、管１３８が燃焼室１２２の燃焼ゾーン１４０内に延びるように、スリーブアセンブリ１２０に結合される。代替の実施形態では、クロスファイア管１３８は、燃焼室１２２内に画定された任意の他のゾーン内に延びることができる。例示的な実施形態では、タービンアセンブリ１００の動作中、燃料と圧縮ガスの混合物が、燃料噴射器１２６を介して燃焼室１２２内に噴射される。混合物は、燃焼室１２２の燃焼ゾーン１４０で点火され、それによってタービンセクション１０６（図１に示す）を通って流れる燃焼ガス１１５を生成する。

【0017】

例示的な実施形態では、スリーブアセンブリ１２０は、燃焼室１２２内で軸方向１４２および円周方向１４４に延びる。本明細書で使用する場合、「軸方向」（またはその任意の変形）という用語は、任意の適切な形状（例えば、正方形、長方形、三角形など）の中心に沿って延びる寸法を指し、円形形状の中心に沿って延びる寸法に限定されない。同様に、本明細書で使用する場合、「半径」（またはその任意の変形）という用語は、任意の適切な形状（例えば、正方形、長方形、三角形など）の中心から外側に延びる寸法を指し、円形形状の中心から外側に延びる寸法に限定されない。加えて、本明細書で使用する場合、「円周」（またはその任意の変形）という用語は、任意の適切な形状（例えば、正方形、長方形、三角形など）の中心の周りに延びる寸法を指し、円形形状の中心の周りに延びる寸法に限定されない。

【0018】

例示的な実施形態では、スリーブアセンブリ１２０は、移行ダクト１４８、またはより広義には、第１のダクトと、ライナ１４６、またはより広義には、第２のダクトとを含む。例示的な実施形態では、移行ダクト１４８は、単一部品の一体構造であり、ライナ１４６に隣接する前端１５２から反対側の後端１５４に延びる外面１５０を含む。特に、例示的な実施形態では、移行ダクト１４８は、ライナ１４６の少なくとも一部に外接するように位置決めされる。代替の実施形態では、ライナ１４６は、移行ダクト１４８の少なくとも一部に外接するように位置決めされる。別の代替の実施形態では、移行ダクト１４８は、任意の他の適切なプロセスを使用して製造され、スリーブアセンブリ１２０が本明細書に記載のように機能することを可能にする任意の適切な数の部品を含み得る（例えば、移行ダクト１４８は、単一部品の一体構造でなくてもよい）。移行ダクト１４８は、任意の適切なレベルの剛性または柔軟性であり得る。

【0019】

例示的な実施形態では、ライナ１４６は、前端１５６と、隣接する燃料噴射器１２６と、移行ダクト１４８内に受け入れられるサイズの後端（図示せず）とを有する単一部品の一体構造である。例示的な実施形態では、ライナ１４６は、本体１５８を含み、本体１５８は、外面１６０と、外面１６０に結合し、本体１５８から軸方向に移行ダクト１４８内に延びるシール１６２とを有する。例示的な実施形態では、ライナ１４６は、概して円筒形である。代替の実施形態では、ライナ１４６は、ライナ１４６が本明細書に記載のように機能することを可能にする任意の他の形状であってもよい。

【0020】

図３は、図２に示すスリーブアセンブリ１２０の一部の概略分解図である。図４は、図３に示すスリーブアセンブリ１２０の一部の概略断面図である。例示的な実施形態では、移行ダクト１４８は、インターフェースアセンブリ１６４を介してライナ１４６に結合される。インターフェースアセンブリ１６４は、シール１６２と、移行ダクト１４８がライナ１４６に結合されたときにシール１６２と直接接触するようなサイズのインサート１６６とを含む。より具体的には、例示的な実施形態では、シール１６２は、シールが移行ダクト１４８内に軸方向に延びるように、ライナ１４６の外面１６０に固定可能に固着される。代替の実施形態では、シール１６２は、スリーブアセンブリ１２０が本明細書に記載のように機能することを可能にする任意の方式で、ライナ１４６と移行ダクト１４８との間に軸方向に延びる。例えば、限定はしないが、いくつかの代替の実施形態では、シール１６２は、ライナ１４６または移行ダクト１４８と一体的に形成されてもよい。例示的な実施形態では、シール１６２は、移行ダクト１４８とスライド可能に係合し、ライナ１４６および／または移行ダクト１４８の他方に対する相対的な軸方向移動および／または膨張（例えば、動作中の熱膨張による）を許容する。各実施形態において、シール１６２は、スリーブアセンブリ１２０が本明細書に記載のように機能することを可能にする任意の方式で、ライナ１４６を移行ダクト１４８に結合することを容易にする。

【0021】

例示的な実施形態では、移行ダクト１４８は、ライナ１４６から燃焼ガス１１５（図２に示す）を受け入れるようにサイズ決定および配向された移行ダクト１４８の内部空洞１７０を画定する内面１６８（またはより広義には、第１の円周方向面）を含む。代替の実施形態では、スリーブアセンブリ１２０は、１つまたは複数の内側スリーブ（図示せず）を含み、内側スリーブは、燃焼ガス１１５（図２に示す）を送るために使用され、移行ダクト１４８とライナ１４６との間（例えば、内側スリーブから半径方向外側）に延びる１つまたは複数の冷却経路（図示せず）を画定する。例えば、いくつかのそのような実施形態では、冷却流（図示せず）が、１つまたは複数の冷却経路（図示せず）を通って流れて内面１６８の冷却を容易にし、燃焼ガス１１５（図２に示す）は、移行ダクト１４８の内面１６８と接触しない。

【0022】

例示的な実施形態では、シール１６２は、ライナ１４６が移行ダクト１４８に結合されたとき（例えば、図４に示すように）、シール１６２がライナ１４６と移行ダクト１４８との間に軸方向に延び、移行ダクト１４８の内面１６８の少なくとも一部と半径方向に重なるように、軸方向長さでサイズ決定される。代替の実施形態では、シール１６２は、移行ダクト１４８に固定可能に固着され、軸方向に延びてライナ１４６の外面１６０の一部と半径方向に重なる。例示的な実施形態では、シール１６２は、スプリングシール、またはより具体的には、フラシールである。シール１６２は、ライナ１４６と移行ダクト１４８との間に画定されたインターフェースで実質的に気密シールを提供する。シール１６２は、シール１６２の周りに円周方向に間隔を置いて配置された、内部に画定された複数の軸方向に延びるスリット１７２を含む。スリット１７２は、移行ダクト１４８がライナ１４６に結合されたとき、移行ダクト１４８がシール１６２と係合してシール１６２を圧縮し、それによってスリット１７２を圧迫またはシールして気密シール１６２を提供するように、シール１６２の収縮および膨張を可能にする。より具体的には、例示的な実施形態では、インサート１６６は、ライナ１４６が移行ダクト１４８に結合されたときにシール１６２を圧縮する。例示的な実施形態では、シール１６２は、フラシール１６２である。代替の実施形態では、シール１６２は、スリーブアセンブリ１２０が本明細書に記載のように機能することを可能にする任意の他のシールである。

【0023】

図４を参照すると、例示的な実施形態では、インサート１６６は、内面１６８に固定可能に固着され、内面１６８から半径方向に延びてシール１６２の外面１６３（またはより広義には、第２の円周方向面）と係合し、動作中の移行ダクト１４８およびシール１６２への摩耗保護を容易にする。図４に示すように、インサート１６６は、明確化の目的で拡大されている。特に、例示的な実施形態では、インサート１６６は、移行ダクト１４８の内面１６８から半径方向高さＨ_１に延び、これは例示的な実施形態では、およそ１／１０００インチ～およそ１／１０インチである。より具体的には、例示的な実施形態では、Ｈ_１は、概しておよそ１０／１０００インチ～およそ１５／１０００インチである。代替の実施形態では、インサート１６６の高さＨ_１は、スリーブアセンブリ１２０が本明細書に記載のように機能することを可能にする任意のサイズであり得る。

【0024】

例示的な実施形態では、インサート１６６は、移行ダクト１４８の内面１６８の周りに円周方向に延びる単一部品の一体構造である。インサート１６６は、軸方向長さＬ_１に延びる。長さＬ_１は、動作中、シール１６２がインサート１６６に直接接触し、移行ダクト１４８の内面１６８に直接接触しないように、シール１６２から内面１６８を遮蔽する（すなわち、直接阻害する）のに十分であるように選択される。特に、動作中、シール１６２と移行ダクト１４８の内面１６８との間のスライド接触は、互いに対するライナ１４６または移行ダクト１４８の少なくとも１つの膨張および／または移動の結果として起こり得る。そのようなスライド接触は、時間の経過と共に内面１６８の摩耗（すなわち、材料の劣化）をもたらす場合がある。例示的な実施形態では、シール１６２は、インサート１６６にスライド接触し、移行ダクト１４８の内面１６８にスライド接触しない。言い換えれば、例示的な実施形態では、移行ダクト１４８ではなくインサート１６６が、ライナ１４６と移行ダクト１４８との間の摩擦接触から生じる摩耗を被る。代替の実施形態では、例えば、上述のように、シール１６２が移行ダクト１４８に固定可能に結合される場合、インサート１６６は、ライナ１４６の内面１７４に結合し、内面１７４とシール１６２との間に半径方向に延びる。さらなる代替の実施形態では、インサート１６６は、スリーブアセンブリ１２０が本明細書に記載のように機能することを可能にする任意の他の方式で、ライナ１４６または移行ダクト１４８のいずれかに結合され得る。

【0025】

例示的な実施形態では、インサート１６６は、複数の溶接継手１７６を介して移行ダクト１４８の内面１６８に固定可能に固着される。より具体的には、インサート１６６は、インサート１６６の第１の半径方向縁部１７８に沿って、および第２の半径方向縁部１８０に沿って、溶接継手１７６を介して内面１６８にスポット溶接される。例示的な実施形態では、溶接継手１７６は、第１の半径方向縁部１７８に沿って、および第２の半径方向縁部１８０に沿って、インサート１６６の円周の周りに実質的に等間隔に配置される。代替の実施形態では、インサート１６６は、スリーブアセンブリ１２０が本明細書に記載のように機能することを可能にする任意の方式で、内面１６８に固定可能に固着される。例えば、限定はしないが、いくつかの代替の実施形態では、移行ダクト１４８は、移行ダクト１４８の内面１６８と外面１８２との間に延びる（例えば、移行ダクト１４８を通して半径方向に穴を開けることによって）、内部に画定された少なくとも１つの開口（図示せず）を含む。そのような実施形態では、インサート１６６は、少なくとも１つの開口を介して移行ダクト１４８に溶接される。

【0026】

例示的な実施形態では、溶接継手１７６は、内面１６８からのインサート１６６を単一部品のユニットとして容易に取り外すことが可能である（すなわち、インサート１６６を取り外し、単一ユニットとして実質的に完全なままにすることができる）。例えば、スプレー式摩耗コーティングを使用する既知の他のスリーブアセンブリとは対照的に、例示的な実施形態では、例えば、インサート１６６を交換するためのメンテナンス作業中、オペレータは、溶接継手１７６を切断するだけで内面１６８からインサート１６６を容易に取り外せる。

【0027】

図５は、タービンアセンブリ１００（図１に示す）と共に使用するための代替のスリーブアセンブリ３２０の一部の断面図である。例示的な実施形態では、スリーブアセンブリ３２０は、以下に記載されることを除いて、図１～図４に関して上述したスリーブアセンブリ１２０と実質的に同じである。より具体的には、例示的な実施形態では、スリーブアセンブリ１２０の移行ダクト３４８は、移行ダクト３４８の内面３６８に対して半径方向に凹んだ溝３８４を画定する。より具体的には、例示的な実施形態では、溝３８４は、内面３６８に対して凹んでおり、内面３６８から半径方向外側に位置決めされる。代替の実施形態では、溝３８４は、シール３６２および／またはライナ３４６上に画定され、半径方向内側に凹んでいる。

【0028】

例示的な実施形態では、インサート３６６が、溝３８４内に受け入れられる。インサート３６６は、以下に記載されることを除いて、図３および図４に関して上述したインサート１６６と実質的に同じである。より具体的には、例示的な実施形態では、インサート３６６は、溝３８４から、内面３６８の半径方向内側（すなわち、上）にインサート１６６（図４に示す）とほぼ同じ高さＨ_１に延びる。言い換えれば、例示的な実施形態では、インサート３６６は、インサート１６６の全半径方向高さＨ_１よりも大きい、Ｈ_２で示されるより大きな全半径方向高さに延び、内面３６８から半径方向内側に延びる。例示的な実施形態では、溝３８４は、インサート３６６が溝３８４内に着座したとき、インサート３６６がシール３６２と係合するようにサイズ決定される。代替の実施形態では、溝３８４およびインサート３６６は、スリーブアセンブリ３２０が本明細書に記載のように機能することを可能にする任意の方式で、サイズ決定される。

【0029】

例示的な実施形態では、インサート３６６は、溝３８４を介して移行ダクト３４８に結合される。より具体的には、図１～図４に関して上述したスリーブアセンブリ１２０とは異なり、例示的な実施形態では、インサート３６６は、移行ダクト３４８に溶接されていない。むしろ、例示的な実施形態では、溝３８４は、第１の半径方向側壁３８６と、第２の半径方向側壁３８８とを含む。第１の半径方向側壁３８６は、インサート３６６の第１の半径方向縁部３７８と係合し、第２の半径方向側壁３８８は、インサート３６６の第２の半径方向縁部３８０と係合し、それによりインサート４６６が溝３８４内に受け入れられたとき、内部のインサート３６６の軸方向移動が阻害される。さらに、例示的な実施形態では、シール３６２は、シール３６２が溝３８４内にインサート３６６を固着するように、ライナ３４６が移行ダクト３４８に結合されたときに半径方向外側の力をインサート３６６に加える。結果として、例示的な実施形態では、インサート３６６は、固定可能なカップリング（例えば、図４に示す溶接継手１７６）なしで移行ダクト３４８上の所定の位置に固着され、例えば、メンテナンス作業中などにより容易に取り外して交換することができる。代替の実施形態では、インサート３６６は、スリーブアセンブリ３２０が本明細書に記載のように機能することを可能にする任意の方式で、移行ダクト３４８に結合される。例えば、限定はしないが、いくつかの代替の実施形態では、インサート３６６は、インサート３６６が溝３８４に着座した後に移行ダクト３４８に溶接される。さらなる代替の実施形態では、インサート３６６および溝３８４のうちの１つは、インサート３６６を移行ダクト３４８に解放可能に結合することを容易にするための係合特徴（例えば、ラッチおよびキャッチ）を含む。

【0030】

図６は、スリーブアセンブリ１２０（図２に示す）などのスリーブアセンブリを組み立てる方法の例示的な方法の流れ図である。方法４００は、第１の円周方向面（例えば、図４に示す内面１６８）を含む第１のダクト（例えば、図４に示す移行ダクト１４８）を提供すること４０２を含む。方法は、摩耗インサート面（例えば、図４に示すインサート１６６）を第１の円周方向面に取り外し可能に結合すること４０４をさらに含む。方法はまた、第１の円周方向面が第２の円周方向面（例えば、図４に示す外面１６３）と半径方向に重なり、摩耗インサートが第２の円周方向面と係合するように、第２の円周方向面を含む第２のダクト（例えば、図４に示すライナ１４６）を第１のダクトに隣接して位置決めすること４０６であって、第１のダクトおよび第２のダクトは、通過して流れる高温ガス（例えば、図２に示す燃焼ガス１１５）を受け入れるように構成された連続燃焼室（例えば、図２に示す燃焼室１２２）を内部に集合的に画定すること４０６を含む。

【0031】

上述のスリーブアセンブリは、燃焼器のダクト間の熱膨張／移動を可能にすると同時に、そのようなダクトをより容易に保守することを可能にする。特に、上述のスリーブアセンブリは、スリーブアセンブリの少なくとも１つのダクトに取り外し可能に結合され、スリーブアセンブリ内のスライドインターフェースにおける耐摩擦性の低減を容易にする摩耗インサートを含む。摩耗インサートは、第１のダクトの第１の円周方向面に取り外し可能に結合され、第２のダクトの第２の円周方向面に半径方向に延びる。いくつかの実施形態では、摩耗インサートは、複数の溶接継手を介して第１のダクトに取り外し可能に結合される。他の実施形態では、第１のダクトは、溝を内部に画定し、摩耗インサートは、溝に着座している。結果として、スリーブアセンブリは、タービンアセンブリの動作中に第１のダクトおよび第２のダクトの表面での摩耗を阻害する。むしろ、摩耗インサートは、第１のダクトおよび第２のダクトの一方の他方に対するスライド移動に起因する材料の摩耗を吸収する。

【0032】

さらに、時間の経過と共に除去および交換しなければならないスプレー式摩耗コーティングを含み得るいくつかの既知のスリーブアセンブリとは異なり、上述のスリーブアセンブリの摩耗インサートは、必要に応じてオペレータによって容易に交換することができる。例えば、摩耗インサートを第１のダクトに結合する溶接継手を含む上述のスリーブアセンブリの摩耗インサートを取り外すために、オペレータは、溶接継手を切り離すだけで摩耗インサートを取り外せる。さらに、摩耗インサートを受け入れるサイズの溝を含む上述のスリーブアセンブリの摩耗インサートを取り外すために、オペレータは、溝から摩耗インサートを手動で取り外すことができる。したがって、スリーブアセンブリは、スリーブアセンブリを修理および保守するために必要な時間および費用を削減する。

【0033】

本明細書に記載の方法、システム、および装置の例示的な技術的効果は、（ａ）スリーブアセンブリの耐久性の改善、（ｂ）スリーブアセンブリの修理に必要なメンテナンス時間の短縮、（ｃ）スリーブアセンブリを組み立てる際の材料費の削減、および（ｄ）スリーブアセンブリの寿命の改善の少なくとも１つを含む。

【0034】

タービンアセンブリ用のスリーブアセンブリの例示的な実施形態、およびスリーブアセンブリを組み立てる方法は、上で詳細に説明されている。スリーブアセンブリは、本明細書に記載の特定の実施形態に限定されるものではなく、むしろ、スリーブアセンブリの要素は、本明細書に記載した他の要素とは独立して別々に利用することができる。例えば、スリーブアセンブリの要素はまた、他のタービンアセンブリと組み合わせて使用されてもよく、本明細書に記載されるような産業用ガスタービンアセンブリのみでの実践に限定されない。むしろ、例示的な実施形態は、多くの他のタービンアセンブリ用途と関連して実現および利用することができる。

【0035】

様々な実施形態の具体的な特徴がいくつかの図面には示されており、他の図面には示されていない場合があるが、これは単に便宜上のものである。さらに、上記の説明における「一実施形態」への言及は、記載した特徴も組み込んだ付加的な実施形態の存在を除外するものと解釈されることを意図しない。本開示の原理によれば、図面の任意の特徴は、任意の他の図面の任意の特徴と組み合わせて参照および／または特許請求することができる。

【0036】

本明細書は、あらゆるデバイスまたはシステムの製作および使用ならびにあらゆる関連の方法の実施を含む本開示の実践を当業者にとって可能にするために、最良の態様を含むいくつかの実施例を使用している。本開示の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到する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の差がない構造要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言との実質的な差がない等価の構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることを意図している。

【符号の説明】

【0037】

１００ タービンアセンブリ
１０１ 圧縮機吐出ケーシング
１０２ 圧縮機セクション
１０４ 燃焼器セクション、燃焼器
１０６ タービンセクション
１０８ ケーシング
１０９ ノズル
１１０ 中心線軸
１１２ 作動ガス
１１４ 圧縮ガス
１１５ 燃焼ガス
１１６ 排気ガス
１１８ 燃焼缶
１２０ スリーブアセンブリ
１２２ 燃焼室
１２４ 燃料送達システム
１２６ 燃料噴射器
１３４ 前端
１３６ 後端
１３８ クロスファイア管
１４０ 燃焼ゾーン
１４２ 軸方向
１４４ 円周方向
１４６ ライナ／第２のダクト
１４８ 移行ダクト／第１のダクト
１５０ 外面
１５２ 前端
１５４ 後端
１５６ 前端
１５８ 本体
１６０ 外面
１６２ 気密シール／フラシール
１６３ 外面／第２の円周方向面
１６４ インターフェースアセンブリ
１６６ インサート／摩耗インサート
１６８ 内面／第１の円周方向面
１７０ 内部空洞
１７２ スリット
１７４ 内面
１７６ 溶接継手
１７８ 第１の半径方向縁部
１８０ 第２の半径方向縁部
１８２ 外面
３２０ スリーブアセンブリ
３４６ ライナ
３４８ 移行ダクト
３６２ シール
３６６ インサート
３６８ 内面
３７８ 第１の半径方向縁部
３８０ 第２の半径方向縁部
３８４ 溝
３８６ 第１の半径方向側壁／第１の半径方向面
３８８ 第２の半径方向側壁／第２の半径方向面
４００ 方法
４０２ ステップ
４０４ ステップ
４０６ ステップ
Ｈ_１ 半径方向高さ
Ｈ_２ 半径方向高さ
Ｌ_１ 軸方向長さ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】