JP6964424B2

JP6964424B2 - ガスタービンシステム用の異物損傷スクリーン

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Publication number: JP6964424B2
Application number: JP2017062235A
Authority: JP
Inventors: リチャード・ガーランド・ドルニエ; ジェイソン・アラン・ナッサー
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2016-04-06
Filing date: 2017-03-28
Publication date: 2021-11-10
Anticipated expiration: 2037-03-28
Also published as: JP2017198196A; EP3228846A1; CN107269393B; US10273881B2; US20170292448A1; CN107269393A; EP3228846B1

Description

本明細書中に開示した主題事項は、異物損傷（ＦＯＤ：ｆｏｒｅｉｇｎｏｂｊｅｃｔｄａｍａｇｅ）スクリーンに関し、より具体的には、ガスタービンシステム用のＦＯＤスクリーンに関する。

ガスタービンエンジンは、圧縮機と、燃焼器と、タービンとを備える。ガスは、圧縮機内で圧縮され、燃料と組み合わされ、次いで燃焼器内へ送り込まれ、この燃焼器でガス／燃料混合気が燃焼される。次いで、高温かつ高エネルギーの排気流体が、タービンへ送られ、この流体のエネルギーは、力学的エネルギーへ変換される。典型的には、ガスタービンエンジンは、ガスタービンエンジンにデブリが入るのを阻止するためにＦＯＤスクリーンを利用する。これらのＦＯＤスクリーンは、ＦＯＤスクリーンとの衝撃に耐えることに関して依存する硬質材料で製造されている。しかしながら、ＦＯＤスクリーンが堅い性質であるため、ディプロイメメントの範囲は制限される。加えて、これらのＦＯＤスクリーンは、装着および除去が困難である。さらに、ＦＯＤスクリーンの堅い性質により、ＦＯＤスクリーンがへこむまたは破損する。

米国特許第８７６３３８２号明細書

元々クレームされた主題事項と同等の範囲の広がりをもついくつかの実施形態が以下に要約される。これらの実施形態は、クレームされた主題事項の範囲を限定するものではなく、むしろこれらの実施形態は、主題事項の可能な形態の概要を与えることが意図されているものにすぎない。実際は、主題事項は、以下に記載される実施形態と同様であり得るまたはそれと異なり得る様々な形態を包含することができる。

第１の実施形態によれば、システムは、ガスタービンエンジンの吸気部の上流に配設され吸気部にデブリが入らないようにするように構成された異物損傷（ＦＯＤ）スクリーンを備える。ＦＯＤスクリーンは、吸気部を通じてガスタービンエンジンの中に延びる流体流路にわたって広がるように構成されている。ＦＯＤスクリーンは、デブリからのエネルギーを吸収および放散するように構成されている非金属材料で作製された可撓性織物を含み、可撓性織物は、２７００メガパスカル（ｍＰａ）から３７００ｍＰａの間の範囲の引張強さを備える。

第２の実施形態によれば、システムは、ガスタービンエンジンの吸気部の上流に配設され吸気部にデブリが入らないようにするように構成された異物損傷（ＦＯＤ）スクリーンを備える。ＦＯＤスクリーンは、吸気部を通じてガスタービンエンジンの中に延びる流体流路にわたって広がるように構成されている。ＦＯＤスクリーンは、パラアラミド合成繊維の目の粗いメッシュを備える。

第３の実施形態によれば、ガスタービンエンジンの吸気部にデブリが入らないようにするように構成された異物損傷（ＦＯＤ）スクリーンが提供される。ＦＯＤスクリーンは、パラアラミド合成繊維の目の粗いメッシュと、パラアラミド合成繊維の目の粗いメッシュの全周に沿って配設されたゴム引き縁部とを備える。ＦＯＤスクリーンは、ガスタービンエンジンの吸気部の上流に配設されるように構成されている。パラアラミド合成繊維の目の粗いメッシュは、吸気部を通じてガスタービンエンジンの中に延びる流体流路にわたって広がるように構成され、ゴム引き縁部は、吸気部の上流でＦＯＤスクリーンを結合することを可能にするように構成されている。

本主題事項のこれらのおよび他の特徴、態様、および利点は、添付図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読むとより良く理解されよう。図面全体にわたって、同じ符号は、同じ部分を表す。

吸気部の上流に可撓性の非金属の異物損傷（ＦＯＤ）スクリーンを有するタービンシステムの一実施形態のブロック図である。互いに結合され、入口消音器と図１の吸気部の間に配設された（例えば、ＦＯＤスクリーンの外縁部を凹所内に配設させた）ＦＯＤスクリーンを有する入口消音器および吸気部の一実施形態の断面側面図である。図２の線３−３でとったハウジング壁へＦＯＤスクリーンを結合する取り付け機構の一実施形態の断面側面図である。図１の吸気部の上流に配設されているＦＯＤスクリーンの一実施形態の断面側面図である。図１のＦＯＤスクリーンの一実施形態の正面図である。エンジンベルマウスの上に固定されそこに結合された図１のＦＯＤスクリーンの一実施形態の断面側面図である。エンジンベルマウスの上に固定されそこに結合され、ノーズコーンに結合された細長い延長部を有する図１のＦＯＤスクリーンの一実施形態の断面側面図である。図６および図７の線８−８内でとった、（例えば、ステッチによって接合された）ＦＯＤスクリーンの縁部でのループの一実施形態の断面側面図である。図６および図７の線８−８内でとった、（例えば、融合によって接合された）ＦＯＤスクリーンの縁部でのループの一実施形態の断面側面図である。図６および図７の線８−８内でとった、（例えば、ステッチおよび融合によって接合された）ＦＯＤスクリーンの縁部でのループの一実施形態の断面側面図である。エンジンベルマウスの上に固定された図１のＦＯＤスクリーンの一実施形態の断面側面図である。

以下、本主題事項の１つまたは複数の特定の実施形態を説明する。これらの実施形態の正確な説明を行おうとして、実際の実施についての全ての特徴を本明細書中に記載することはできない。任意のそのような実際の実施の開発において、いずれの工学のプロジェクトにもあるように、多数の実施特有の決定がシステム関連の制約およびビジネス関連の制約の尊守など開発者の特定の目標を実現するためになされなければならず、これは実施により異なり得ることを理解されたい。さらに、そのような開発努力は、複雑で時間がかかり得るが、それにもかかわらずこの開示の利益を有する当業者にとっては製作および製造の日常的な仕事であることを理解されたい。

本主題事項の様々な実施形態の要素を導入するとき、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、および「ｓａｉｄ」は、要素のうち１つまたは複数の要素が存在することを意味するものであり、用語「備える、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む、備える（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」は、挙げられた要素以外のさらなる要素が存在し得ることを含めこれを意味するものである。

開示した実施形態は、（例えば、吸気部を介して）ガスタービンエンジンに入るデブリを阻止するように構成されている可撓性の非金属材料製のＦＯＤスクリーンの方へ向けられている。ＦＯＤスクリーン材料の可撓性の性質は、材料が衝撃で移動するときにデブリと相互作用するより大きい表面積を用意することによってデブリからのエネルギーを吸収および放散するように構成されている。詳細には、可撓性の非金属材料は、高い引張強さを（例えば、約２７００メガパスカル（ｍＰａ）から３７００ｍＰａの間）および高い弾性率（例えば、約１３０から１８０ギガパスカル（ｇＰａ）の間）を有する材料で作製された織りメッシュとすることができる。加えて、この材料は、化学的に不活性である。いくつかの実施形態では、この材料は、パラアラミド合成繊維（例えば、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）、Ｔｗａｒｏｎ（登録商標）など）で作製することができる。いくつかの実施形態では、ＦＯＤスクリーンは、ガスタービンエンジンのための吸気部の上流に配設されている。例えば、ＦＯＤスクリーンは、吸気部の上流で１つまたは複数の壁に結合することができる。詳細には、ＦＯＤスクリーンは、入口消音器を格納するハウジングの壁に結合することができ、ＦＯＤスクリーンは、入口消音器と吸気部の間に位置する。他の実施形態では、ＦＯＤスクリーンは、吸気部の上流でガスタービンエンジンのベルマウスの上に配設するおよび／またはそれに結合することができる。ＦＯＤスクリーンの可撓性の非金属材料は、ＦＯＤスクリーンの結合の軸方向位置（例えば、１つまたは複数の壁）に対して軸方向に移動するように構成されている。ＦＯＤスクリーンの開示した実施形態は、（例えば、金属製の）典型的なＦＯＤスクリーンによって受ける振動消耗および腐食を防ぐ。加えて、開示した実施形態は、ＦＯＤスクリーンの装着および除去を簡単にする。さらに、開示したＦＯＤスクリーンの材料の可撓性の性質により、ＦＯＤスクリーンが典型的には装着が非現実的または困難とみなされる領域内に装着されることが可能となる。

図１は、ＦＯＤスクリーン１１を有するタービンシステム１０（例えば、航空機または工業用発電所に利用される航空機エンジンなどのガスタービンエンジン）の一実施形態のブロック図である。以下に詳細に示されるように、開示したＦＯＤスクリーン１１は、可撓性の非金属材料の織りメッシュを含む。ＦＯＤスクリーン１１のメッシュの可撓性の性質は、エネルギーを吸収および放散しつつタービンシステム１０の吸気部２６にデブリまたは異物が入るのを阻止する。詳細には、（例えば、ＦＯＤスクリーン１１の取り付け点に対して）織りメッシュが軸方向に移動するとき、メッシュのより多くの表面積が、デブリと相互作用するまたはデブリに接触してエネルギーを放散する。メッシュを形成する材料は、約２７００と３７００ｍＰａの間の範囲の高い引張強さを有する。具体的には、引張強さは、約２７００から３０００ｍＰａ、３０００から３４００ｍＰａ、または３４００から３７００ｍＰａの間およびそれらの間の全ての部分範囲に及ぶことができる。例えば、引張強さは、約２７００、２８００、２９００、３０００、３１００、３２００、３３００、３４００、３５００、３６００、または３７００ｍＰａとすることもできる。また、メッシュを形成する材料は、約１３０から１８０ｇＰａの間の範囲の高い弾性率を有する。具体的には、弾性率は、約１３０から１５５ｇＰａの間、１５５から１８０ｇＰａの間、１３０から１４５ｇＰａの間、または１４５から１６０ｇＰａの間、または１６０から１８０ｇＰａの間、およびそれらの間の全ての部分範囲に及ぶことができる。例えば、弾性率は、約１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、または１８０ｇＰａであり得る。さらに、メッシュを形成する材料は、約１．４０から１．４５グラム毎立方センチメートル（ｇ／ｃｍ³）の間の範囲の密度を有する。例えば、密度は、約１．４０、１．４１、１．４２、１．４３、１．４４、または１．４５ｇ／ｃｍ³とすることができる。したがって、ＦＯＤスクリーン１１は、異物またはデブリを阻止する能力を犠牲にすることなく典型的なＦＯＤスクリーンよりも軽い。メッシュを形成する材料は、やはり化学的に不活性である。いくつかの実施形態では、ＦＯＤスクリーン１１の可撓性の非金属材料は、パラアラミド合成繊維（例えば、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）、Ｔｗａｒｏｎ（登録商標）など）で作製することができる。ＦＯＤスクリーン１１の可撓性の性質は、スクリーンのへこみまたは破損、ならびに振動による損耗を最小にする。したがって、ＦＯＤスクリーン１１は、典型的なＦＯＤスクリーン１１よりも長い製品寿命を有する。

タービンシステム１０は、タービンシステム１０を駆動するために天然ガスおよび／または水素リッチ合成ガスなどの液体燃料または気体燃料を使用することができる。図示されるように、燃料ノズル１２は、燃料供給１４を取り込み、燃料と空気を混合し、最適な燃焼、放出、燃料消費、および発電出力について適した比で燃料空気混合気を燃焼器１６に分配する。タービンシステム１０は、１つまたは複数の燃焼器１６内部に位置する燃料ノズル１２を備えることができる。燃料空気混合気は、燃焼器１６内のチャンバで燃焼し、それによって高温の加圧された排ガスを生み出す。燃焼器１６は、排ガスをタービン１８を通じて排気出口２０へ向ける。排ガスがタービン１８を通過するとき、ガスがタービンブレードを押して、タービンシステム１０の軸に沿ってシャフト２２を回転させる。例示したように、シャフト２２は、圧縮機２４を含むタービンシステム１０の様々なコンポーネントに接続することができる。圧縮機２４は、シャフト２２に結合されたブレードを備えることもできる。シャフト２２が回転するとき、圧縮機２４内のブレードも回転し、それによって空気を吸気部２６から圧縮機２４を通じて燃料ノズル１２および／または燃焼器１６の中に圧縮する。いくつかの実施形態では、シャフト２２は、（例えば、タービンシステム１０の両側に結合された）負荷２８に接続することもでき、これは、例えば、発電所内の発電機または航空機のプロペラなどの自動車または定常負荷であり得る。負荷２８は、タービンシステム１０の回転出力によって電力が供給することができる任意の適切な装置を含み得る。いくつかの実施形態では、タービンシステム１０は、負荷２８に結合されてなくてもよい。

いくつかの実施形態では、吸気部２６へ供給される空気は、吸気部２６に入る前に入口消音器３０を通過することができる。入口消音器３０は、吸気部２６の隣から発する空気伝搬騒音を減少させる。ＦＯＤスクリーン１１は、（いくつかの実施形態では、入口消音器と吸気部２６の間で）吸気部２６の上流に配設され、吸気部２６（およびいくつかの実施形態では、入口消音器）を通じてタービンシステム１０（例えば、ガスタービンエンジン）の中に延びる流体流路３２（例えば、気流経路）にわたって広がる。いくつかの実施形態では、ＦＯＤスクリーン１１は、吸気部２６の上流に位置する１つまたは複数の壁に結合される。例えば、ＦＯＤスクリーン１１は、入口消音器を有するハウジングの壁（例えば、環状壁）に結合することができる。いくつかの実施形態では、ＦＯＤスクリーン１１は、吸気部２６の上流で１つまたは複数の壁（入口消音器のハウジングの一部ではない）に結合される。他の実施形態では、ＦＯＤスクリーン１１は、吸気部２６を画定するエンジンベルマウスの上流端に結合されそれにわたって広がる。ＦＯＤスクリーン１１の開示した実施形態は、（例えば、金属製の）典型的なＦＯＤスクリーンが受ける振動消耗および腐食を防ぐ。加えて、開示した実施形態は、ＦＯＤスクリーン１１の装着および除去を簡単にする。さらに、開示したＦＯＤスクリーン１１の材料の可撓性の性質により、ＦＯＤスクリーン１１が、典型的には装着が非現実的または困難とみなされる領域内に装着されることが可能となる。いくつかの実施形態では、（ＦＯＤスクリーン１１よりも）より細かいメッシュを有する仮のスクリーンが、ＦＯＤスクリーン１１の上流に配設されてもよいことに留意されたい。

図２は、互いに結合され、入口消音器３０と図１の吸気部２６の間に配設されたＦＯＤスクリーン１１を有する入口消音器３０および吸気部２６の一実施形態の断面側面図である。記号によって示されるように、矢印３４は軸方向軸または軸方向を示し、矢印３６は半径方向軸または半径方向を示し、矢印３８は周方向軸または周方向を示す。図示されるように、入口消音器３０は、ガスタービンエンジン１０の吸気部２６に結合されたハウジング４０内に配設される。ハウジング４０の壁４２（例えば、環状壁）は、ガスタービンエンジン１０から（例えば、半径方向３６に）延びる壁４４へ延びて結合する。壁４４は、吸気部２６を画定するベルマウス４６に隣接して配設される。いくつかの実施形態では、ガスタービンエンジン１０は、入口消音器３０に結合されなくてもよい。実際には、１つまたは複数の壁４２（入口消音器３０のハウジング４０またはその一部と関連せず）は、ＦＯＤスクリーン１１と結合するために壁４４から延びることができる。図示されるように、ＦＯＤスクリーン１１は、ハウジング４０の壁４２に結合される。ＦＯＤスクリーン１１は、入口消音器３０の下流および吸気部２６の上流に配設される。ＦＯＤスクリーン１１は、異物またはデブリが吸気部２６を介してガスタービンエンジン１０に入るのを防ぐ。ＦＯＤスクリーン１１は、上述したような可撓性の非金属材料（例えば、パラアラミド合成繊維）製の織りメッシュ４８を備える。織りメッシュ４８は、入口消音器３０と吸気部２６の両方を通じてガスタービンエンジン１０の中に延びる流体流路３２にわたって（例えば、半径方向３６に）広がる。いくつかの実施形態では、織りメッシュ４８は、楕円形状（例えば、円形形状）を有する。他の実施形態では、織りメッシュ４８は、非楕円形状を有することができる。いくつかの実施形態では、ＦＯＤスクリーン１１は、織りメッシュ４８の全周の周りに配設されたゴム引き縁部５０（例えば、環状ゴム引き縁部）を備える。ゴム引き縁部５０は、合成ゴム、フルオロポリマーエラストマ、ポリクロロペン（ｐｏｌｙｃｈｌｏｒｏｐｅｎｅ）、またはそれらの組み合わせ、あるいは同様の材料で作製することができる。

図２および図３に示されるように、ＦＯＤスクリーン１１は、取り付け機構５２を介して（例えば、ハウジング４０および／またはガスタービンエンジン１０の縦軸５３に対して）軸方向位置５１においてハウジング４０の壁４２に結合される。織りメッシュまたは織物４８は、その可撓性の性質のため、ＦＯＤスクリーン１１と壁４２の結合の軸方向位置５１と縦軸５３との両方に対して軸方向３４に移動するように構成されている。これは、織りメッシュ４８が衝撃で軸方向３４に移動するときにデブリと相互作用するより大きい表面積を用意することによって、（吸気部２６にデブリが入ることを阻止しつつ）織りメッシュまたは織物４８がデブリまたは異物からエネルギーを吸収し放散することを可能にする。

取り付け機構５２は、環状保持リング（例えば、圧縮リング）５４と、複数の締結具５６（例えば、ボルト、ネジなど）とを備える。図２および図３に示されるように、ゴム引き縁部５０は、周方向３８にリング５４の全周に沿って環状保持リング５４の周りに一部配設置される。ゴム引き縁部５０は、環状保持リング５４と壁４２の内面５８との間に配設される。複数の締結具５６の各締結具５６は、軸方向位置５１における複数の周方向位置でＦＯＤスクリーン１１およびリング５４に結合される。複数の締結具５６の各締結具５６は、ＦＯＤスクリーン１１を壁４２に結合するために、壁４２（例えば、外面６０および内面５８を通じて）、ゴム引き縁部５０、およびリング５４を通じて配設される。図示されるように、図２および図３では、ゴム引き縁部５０およびリング５４は、壁４２凹所６２内に配設される。凹所６２は、軸方向位置５１における壁４２に沿って３６０度延びる。加えて、取り付け機構５２および凹所６２は、軸方向位置５１に対してのＦＯＤスクリーン１１の外縁部（例えば、ゴム引き縁部５０）の軸方向３４移動を阻止する。いくつかの実施形態では、図４に示されるように、壁４２は、凹所６２を備えない。図４に示されるように、壁４２は、空気入口３０のハウジング４０に関連していない。いくつかの実施形態では、図４の壁４２は、図３に示されるように、ハウジング４０の一部であり得る。

図５は、図１のＦＯＤスクリーン１１の一実施形態の正面である。ＦＯＤスクリーン１１は、上述したように、織りメッシュ４８と、ゴム引き縁部５０とを備える。図示されるように、ＦＯＤスクリーン１１は、楕円（例えば、円形）形状を備える。他の実施形態では、ＦＯＤスクリーン１１は、異なる形状（例えば、正方形、八角形、三角形、または任意の他の形状）を備えることができる。ＦＯＤスクリーン１１は、（例えば、中心点６６からの）半径６４と、外周６８とを備える。ゴム引き縁部５０は、環状であり、距離７０（例えば、半径方向長さ）を有する。織りメッシュ４８の（破線で示される）外縁部７２の周りに配設されるのに加えて、ゴム引き縁部５０は、織りメッシュ４８の外側周７４に沿って外縁部７２から織りメッシュ４８の両側に半径方向３６に延びることができる。したがって、外側周７４に沿った織りメッシュ４８の一部は、ゴム引き縁部５０内に配設される。半径６４に対してゴム引き縁部５０の距離７０は、約２から１３パーセントの間、２から７パーセントの間、または７から１３パーセントの間、ならびにそれらの間の全ての部分におよぶことができる。

図６は、エンジンベルマウス４６の上に固定されそこに結合されたＦＯＤスクリーン１１の一実施形態の断面側面図である。図６に示されるように、ＦＯＤスクリーン１１は、エンジンベルマウス４６の上に配設される（例えば、エンジンベルマウス４６の周りに留められる）。詳細には、（上述の材料で作製した）織りメッシュ４８は、ガスタービンエンジン１０のノーズコーン７６（およびパック８８）の上、エンジンベルマウス４６の（例えば、入口消音器３０に面している）上流面７８の上、エンジンベルマウス４６の外縁部８０の周り、エンジンベルマウス４６の（例えば、入口消音器３０から離れるように向いている）下流面８２背後に延びる。ＦＯＤスクリーン１１は、織りメッシュ４８の全周（またはほぼ全周）のまわりに配設され周方向３８に延びるリングまたはループ８４を形成するように折り重ねられている縁部８３を備える。丈夫なケーブルまたはストリング８６は、ＦＯＤスクリーン１１をエンジンベルマウス４６へ締めるまたは固定するように構成されたリングまたはループ８４を通じて延びる。図６に示されるように、パックまたは硬化プラスチック延長部８８は、ノーズコーン７６の端部に配設されている。パック８８は、ＦＯＤスクリーン１１の織りメッシュ４８の消耗を減少させる。同様に、図７に示されるように、細長いパックまたは硬化プラスチック延長部９０は、ＦＯＤスクリーン１１の存在により圧力損失を最小限にするために、織りメッシュ４８の表面積を増加させるためにノーズコーン７６の端部に配設することができる。いくつかの実施形態では、パック９０の代わりに、ガスタービンエンジン１０は、より長いノーズコーン７６を備えることができる。

図６および図７中の折り重ねられた縁部８３は、様々なやり方でリングまたはループ８４を形成するように結合することができる。いくつかの実施形態では、図８に示されるように、折り重ねられた縁部８３は、リングまたはループ８４を形成するように、ステッチ８５を介して（例えば、マルチパス縫製を介して）接合される。他の実施形態では、図９に示されるように、折り重ねられた縁部８３は、融合材料８７（例えば、ゴムまたは膠などの接着剤）を介して接合される。他の実施形態では、図１０に示されるように、折り重ねられた縁部８３は、ステッチと融合材料８７の組み合わせを介して接合される。

図１１は、エンジンベルマウス４６の上に固定されたＦＯＤスクリーン１１の一実施形態の断面側面図である。図６に示されるように、ＦＯＤスクリーン１１は、エンジンベルマウス４６の上に配設される。しかしながら、図１１に示されるように、（エンジンベルマウス４６の下流面８２の背後で包む代わりに）ＦＯＤスクリーン１１は、織りスクリーン４８を有し、壁４２、４４の間で封止９２（例えば、ベルマウス封止）に向かって半径方向３６に延びる。ゴム引き縁部５０は、封止９２で壁４２、４４の間に配設され、複数の締結具９４（例えば、ボルト、ネジなど）は、ＦＯＤスクリーン１１を固定するようにゴム引き縁部５０のまわりに周方向３８に配設された穴（例えば、ゴム引きリング）を通過する。

上記実施形態は単一のＦＯＤスクリーン１１を説明したが、いくつかの実施形態では、（例えば、連続して配設された）複数のＦＯＤスクリーン１１を利用することができる。利用された複数のＦＯＤスクリーン１１は、異なる特徴（例えば、引張強さ、メッシュ開口のサイズなど）を備えることができる。

開示した実施形態の技術的な効果は、ＦＯＤスクリーンを用意することを含み、それによってガスタービンエンジンの吸気部にデブリまたは異物が入るのを阻止することである。ＦＯＤスクリーンは、可撓性の非金属材料（例えば、パラアラミド合成繊維）で作製された織りメッシュ備える。ＦＯＤスクリーンは、異物またはデブリを阻止する能力を犠牲にすることなく、典型的なＦＯＤスクリーンよりも軽い。織りメッシュの可撓性の性質は、スクリーンのへこみまたは破損、ならびに振動による損耗を最小にする。したがって、ＦＯＤスクリーンは、典型的なＦＯＤスクリーンよりもより長い製品寿命を有する。さらに、開示したＦＯＤスクリーンの材料の可撓性の性質により、ＦＯＤスクリーンが、典型的には装着が非現実的または困難とみなされる領域内に装着されることが可能になる。

本明細書は、最良の形態を含む本主題事項を開示するのに例を用い、任意の装置またはシステムを作製および使用し、任意の組み込まれた方法を実行するなど本主題事項を当業者が実施することも可能にする。本主題事項の特許性のある範囲は、特許請求の範囲によって定められ、当業者が思い付く他の例を含み得る。そのような他の例は、それらが特許請求の範囲の文言と異ならない構成要素を有する場合、またはそれらが特許請求の範囲の文言からわずかに異なる同等な構成要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることが意図される。

１０タービンシステム、ガスタービンエンジン
１１ＦＯＤスクリーン
１２燃料ノズル
１４燃料供給
１６燃焼器
１８タービン
２０排気出口
２２シャフト
２４圧縮機
２６吸気部
２８負荷
３０入口消音器、空気入口
３２流体流路
３４軸方向軸または軸方向
３６半径方向軸または半径方向
３８周方向軸または周方向、周方向
４０ハウジング
４２壁
４４壁
４６ベルマウス
４８織りメッシュ、織りメッシュまたは生地、織りスクリーン
５０ゴム引き縁部、リング
５１軸方向位置
５２取り付け機構
５３縦軸
５４環状保持リング、リング
５６複数の締結具、締結具
５８内面
６０外面
６２凹所
６４半径
６６中心点
６８外周
７０距離
７２外縁部
７４外側周
７６ノーズコーン
７８上流面
８０外縁部
８２下流面
８３折り重ねられた縁部、縁部
８４リングまたはループ
８５ステッチ
８６丈夫なケーブルまたはストリング
８７融合材料
８８パック、パックまたは硬化プラスチック延長部
９０細長いパックまたは硬化プラスチック延長部、パック
９２封止
９４締結具

Claims

ガスタービンエンジン（１０）の吸気部（２６）の上流に配設され前記吸気部（２６）にデブリが入らないように構成された異物損傷（ＦＯＤ）スクリーン（１１）と、
ハウジング（４０）と、
前記ハウジング（４０）内に配設された入口消音器（３０）と
を備えるシステムであって、
前記ＦＯＤスクリーン（１１）が、前記吸気部（２６）を通じて前記ガスタービンエンジン（１０）の中に延びる流体流路（３２）を横断して広がるように構成され、前記ＦＯＤスクリーン（１１）が、非金属材料で作製された可撓性織物であって前記デブリからエネルギーを吸収及び放散するように構成された可撓性織物を含み、前記可撓性織物が、２７００ＭＰａ〜３７００ＭＰａの範囲内の引張強さを備えており、
前記ＦＯＤスクリーン（１１）が、前記ハウジング（４０）及び前記ガスタービンエンジン（１０）の長手軸（５３）に対して、前記入口消音器（３０）の下流でかつ前記吸気部（２６）の上流の軸方向位置（５１）で前記ハウジング（４０）の壁（４２）に結合されていて、前記ＦＯＤスクリーン（１１）が、環状保持リング（５４）と複数の締結具（５６）とを備える取り付け機構（５２）を介して前記壁（４２）に結合されており、
前記ＦＯＤスクリーン（１１）の可撓性織物が、長手軸を有する前記ガスタービンエンジン（１０）の前記吸気部（２６）の上流に前記ＦＯＤスクリーン（１１）を配設したときに、前記ガスタービンエンジン（１０）の上流に位置する壁（４２）に前記ＦＯＤスクリーン（１１）を結合する軸方向位置（５１）に対して前記ガスタービンエンジン（１０）の長手軸に沿って軸方向（３４）に移動するように構成されている、
システム。
前記可撓性織物が、１３０〜１８０ＧＰａの範囲内の弾性率を備える、請求項１に記載のシステム。
前記可撓性織物が、１．４０〜１．４５ｇ／ｃｍ ^３の範囲内の密度を備える、請求項１に記載のシステム。
前記可撓性織物が、目の粗いメッシュパラアラミド合成繊維を含む、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のシステム。
前記ＦＯＤスクリーン（１１）が、前記可撓性織物の全周に沿って配設されたゴム引き縁部（５０）を備える、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のシステム。
前記ゴム引き縁部（５０）が、前記壁（４２、４４）と前記環状保持リング（５４）の間で前記環状保持リング（５４）の周りに一部配設され、前記複数の締結具（５６）の各締結具が、前記壁（４２、４４）へ前記ＦＯＤスクリーン（１１）を結合するように前記壁（４２、４４）、前記ゴム引き縁部（５０）、及び前記環状保持リング（５４）を通じて配設される、請求項５に記載のシステム。
吸気部（２６）を備えるガスタービンエンジン（１０）と、
前記吸気部（２６）の上流に配設された請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のシステムと
を備えるタービンシステム。
エンジンベルマウス（４６）及びノーズコーン（７６）を備えるガスタービンエンジン（１０）と、
ガスタービンエンジン（１０）の吸気部（２６）の上流に配設され前記吸気部（２６）にデブリが入らないように構成された異物損傷（ＦＯＤ）スクリーン（１１）と
を備えるシステムであって、
前記ＦＯＤスクリーン（１１）が、前記吸気部（２６）を通じて前記ガスタービンエンジン（１０）の中に延びる流体流路（３２）を横断して広がるように構成されており、
前記ＦＯＤスクリーン（１１）が、前記エンジンベルマウス（４６）上に固定されかつ結合されていて、前記ＦＯＤスクリーン（１１）が、該ＦＯＤスクリーン（１１）の表面積を増加させるために、前記ノーズコーン（７６）又は前記ノーズコーン（７６）の延長部（８８）と接触しており、前記ＦＯＤスクリーン（１１）が、パラアラミド合成繊維の目の粗いメッシュ（４８）を備える、システム。
パラアラミド合成繊維の目の粗いメッシュ（４８）が、１３０〜１８０ＧＰａの範囲内の弾性率を備える、請求項８に記載のシステム。
パラアラミド合成繊維の目の粗いメッシュ（４８）が、１．４０〜１．４５ｇ／ｃｍ ^３の範囲内の密度を備える、請求項８に記載のシステム。
パラアラミド合成繊維の目の粗いメッシュ（４８）が、２７００ＭＰａ〜３７００ＭＰａの範囲内の引張強さを備える、請求項８乃至請求項１０のいずれか１項に記載のシステム。
前記ＦＯＤスクリーン（１１）を前記エンジンベルマウス（４６）に締める又は固定するように構成されたリング又はループ（８４）を通して延びるケーブル又はストリング（８６）をさらに備える、請求項８乃至請求項１１のいずれか１項に記載のシステム。