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公開番号2025093874
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-24
出願番号2024199583
出願日2024-11-15
発明の名称ガスタービン排気ディフューザ、ストラットアセンブリ並びにガスタービン排気ディフューザのストラット用のトレーリング部材
出願人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,General Electric Technology GmbH
代理人個人,弁理士法人NIP&SBPJ国際特許事務所
主分類F02C 7/00 20060101AFI20250617BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】ガスタービン排気ディフューザ、ストラットアセンブリ、及びガスタービン排気ディフューザのストラット用のトレーリング部材を提供する。
【解決手段】ガスタービン排気ディフューザのストラット2用のトレーリング部材4は、上流側41と、上流側41から下流方向に沿って間隔を空けた下流端42と、上流側から下流端に延在する2つの側壁43,44とを備えている。2つの側壁間の距離は、上流側から下流側の端まで一方向に沿って減少する。トレーリング部材の長手方向範囲は、上流側41に沿って、第1の長手方向端と第2の長手方向端との間に延在している。各側壁43,44の第1の縁部431,441は、第1の長手方向端に近接して配置されている。応力除去スロットは、2つの側壁43,44の第1及び第2の側壁の少なくとも一方に設けられ、各々の側壁の第1の縁部431,441で開口する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ガスタービン排気ディフューザ（１）のストラット（２）用のトレーリング部材（４）であって、当該トレーリング部材が、上流側（４１）と、上流側（４１）から下流方向に沿って離間した下流端（４２）と、上流側から下流端まで延在する２つの側壁（４３，４４）とを備えており、２つの側壁間の距離が上流側から下流端へ向かう方向に沿って減少して、トレーリング部材（４）の断面が上流側（４１）から下流端（４２）に向かって先細になっており、トレーリング部材の長手方向範囲が、トレーリング部材の上流側に沿ってトレーリング部材の第１の長手方向端とトレーリング部材の第２の長手方向端の間に延在しており、各側壁の第１の縁部（４３１，４４１）がトレーリング部材（４）の第１の長手方向端に近接して配置されており、応力除去スロット（４７，４８）が２つの側壁（４３，４４）の第１及び第２の側壁の少なくとも一方に設けられていてその側壁の第１の縁部（４３１，４４１）で開口している、トレーリング部材。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記応力除去スロット（４７，４８）が、第１及び第２の側壁（４３，４４）の少なくとも一方に設けられていてその側壁の第１の縁部で開口しており、その側壁の第１の縁部における開口端を始点としたときに丸い応力除去穴（４７１，４８１）を終端とする、請求項１に記載のトレーリング部材。
【請求項３】
当該トレーリング部材が、第１の側壁と第２の側壁の間のカバープレート（４９）をトレーリング部材の第１の長手方向端に隣接して備えており、カバープレート（４９）が、第１及び第２の側壁の少なくとも一方に設けられた１以上の応力除去スロット（４７，４８）を横断して延在しており、追加の応力除去スロット（４９１，４９２）がカバープレートに設けられていて第１及び第２の側壁の少なくとも一方の応力除去スロット（４７，４８）に隣接したカバープレートの縁部で開口している、請求項１又は請求項２に記載のトレーリング部材。
【請求項４】
トレーリング部材の第１の長手方向端に隣接して第１の側壁と第２の側壁の間に設けられたカバープレート（４９）に、Ｕ字形切欠部（４９５）がカバープレートの上流端に近接して設けられている、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のトレーリング部材。
【請求項５】
カバープレート（４９）が第１及び第２の側壁（４３，４４）に溶接接続されており、カバープレートの上流端縁に隣接した距離に沿って溶接シームが省かれている、請求項３又は請求項４に記載のトレーリング部材。
【請求項６】
第１及び第２の側壁（４３，４４）の各々の第１の縁部（４３１，４４１）が、各々の側壁の面に対する側面図で観たときに凸状に形成されている、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のトレーリング部材。
【請求項７】
第１及び第２の側壁（４３，４４）の各々の第１の縁部（４３１，４４１）が凸状角部を含んでおり、１つの応力除去スロット（４７，４８）が凸状角部で開口している、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のトレーリング部材。
【請求項８】
各側壁（４３，４４）の第１の縁部（４３１，４４１）がトレーリング部材の上流側に隣接して窪んでいて凹部（４６）を画成している、請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のトレーリング部材。
【請求項９】
前記凹部（４６）が凹状角部を含んでいて、応力除去スロット（４７，４８）が凹状角部で開口している、請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載のトレーリング部材。
【請求項１０】
トレーリング部材の上流側（４１）とトレーリング部材の下流端（４２）との間の距離が、トレーリング部材の第１の長手方向端からトレーリング部材の第２の長手方向端まで減少する、請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載のトレーリング部材。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、特許請求の範囲に記載されたガスタービン排気ディフューザのストラットのトレーリング部材に関する。本開示は、さらに、トレーリング部材を含むストラットアセンブリ並びにストラットアセンブリを含むガスタービン排気ディフューザに関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
ガスタービン排気ディフューザでは、外側ディフューザバレル内で内側ディフューザバレルがストラットによって懸架されている。内側バレルは、例えば、ガスタービンロータの後方ベアリングを含んでいることがある。こうして形成された環状流路を排気ガスが流れるが、排気ガスは５００℃を大幅に超える温度に達することがあり、ガスタービンの出力が変化すると、その温度は比較的急速な変化に付されることがある。
【０００３】
ある種のガスタービンでは、ストラットは実際には、上流のストラット本体と下流のトレーリング部材とを含むストラットアセンブリであることがある。空力形状を達成するため、トレーリング部材は後縁を形成し、後縁部材と呼ばれることもある。ストラット本体は、内側及び外側ディフューザバレルに（例えば最も一般的には溶接接続によって）取り付けられるが、特定の公知のディフューザでは、トレーリング部材の半径方向外端は外側ディフューザバレルに固定されない。フローシールドが外側ディフューザバレルに設けられ、取り付けられる。このフローシールドは、基本的にはトレーリング部材の下流端を含めてトレーリング部材の下流部分の外周の一部の周りに延在する板金のスカートであり、ストラット本体とトレーリング部材の間の継ぎ目と少なくとも本質的に同一平面（公知の実施形態では上流側）で終端する。フローシールドは、トレーリング部材の半径方向外端と外側ディフューザバレルの間の隙間への高温燃焼ガスの取込みを低減し、トレーリング部材の半径方向外端の振動の振幅を抑制する。ただし、ストラット本体及びフローシールドが外側バレルに取り付けられている箇所の近傍で、例えば幾つかの溶接シームの交差部、幾つかの部品の相互接続部、経時的な温度勾配、ガスタービンエンジンの排気ディフューザで通例起こる振動惹起機械的交互応力など、複合的要因によって亀裂が観察されることがある。そのため、頻繁な検査及びメンテナンスが必要とされる。ストラット設計及び／又はストラット－バレル接続部における解決策又は少なくとも改善が望まれている。
【発明の概要】
【０００４】
本開示の目的は、冒頭に記載したタイプの装置を提案することである。さらに具体的な態様では、技術的改善を提供する。本願で提案する技術のさらに具体的な態様では、限定されるものではないが、上述の問題を始めとして、当技術分野の課題を軽減又は回避する。
【０００５】
これは、請求項１に記載の技術によって達成される。
【０００６】
具体的には、本開示は、ガスタービン排気ディフューザのストラット用のトレーリング部材であって、当該トレーリング部材が、上流側と、上流側から下流方向に沿って離間した下流端と、上流側から下流端まで延在する２つの側壁とを備えており、２つの側壁間の距離が上流側から下流端へ向かう方向に沿って減少して、トレーリング部材の断面が上流側から下流端に向かって先細になっており、トレーリング部材の長手方向範囲が、トレーリング部材の上流側に沿ってトレーリング部材の第１の長手方向端とトレーリング部材の第２の長手方向端の間に延在しており、各側壁の第１の縁部がトレーリング部材の第１の長手方向端に近接して配置されており、応力除去スロットが２つの側壁の第１及び第２の側壁の少なくとも一方に設けられていてその側壁の第１の縁部で開口している、トレーリング部材に関する。
【０００７】
また、上記トレーリング部材を有するガスタービン排気ディフューザのストラット並びに上記ストラットを有するガスタービン排気ディフューザも提供する。
【０００８】
本開示技術のその他の効果及び利点は、明示されているか否かにかかわらず、以下の開示内容に照らして明らかとなろう。
【０００９】
ガスタービン排気ディフューザのストラット用のトレーリング部材について開示する。トレーリング部材は、上流側（さらに具体的な実施形態では上流面）から下流方向に沿って下流端まで延在している。多くの実施形態では、下流端は後縁を形成し得る。したがって、多くの実施形態では、トレーリング部材は後縁部材と呼ぶこともできる。これらの多くの実施形態では、トレーリング部材はストラットアセンブリの後縁を提供し得る。２つの側壁は上流側から下流端まで延在しており、２つの側壁間の距離は上流側から下流端まに向かう方向に沿って減少して、トレーリング部材の断面が上流側から下流端に向かって先細になっている。さらに具体的には、様々な実施形態では、２つの側壁はトレーリング部材の後縁で交わる。
【００１０】
トレーリング部材の長手方向範囲は、トレーリング部材の上流側に沿って、トレーリング部材の第１の長手方向端とトレーリング部材の第２の長手方向端の間に延在している。さらに具体的には、トレーリング部材は、第１の長手方向端が外側（すなわち半径方向外側）ディフューザバレルに近接又は隣接し、かつ第２の長手方向端が内側（すなわち半径方向内側）ディフューザバレルに近接又は隣接するストラットアセンブリの一部として排気ディフューザに取り付けるためのものである。したがって、トレーリング部材の第１の長手方向端は、トレーリング部材の半径方向外側の長手方向端と呼ぶことができ、トレーリング部材の第２の長手方向端は、トレーリング部材の半径方向内側の長手方向端と呼ぶことができる。各側壁の第１の（態様では半径方向外側の）縁部は、トレーリング部材の第１の長手方向端に近接して配置されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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