(57)【要約】      （修正有）【課題】可変ノズルを備える可変ノズルアセンブリを有するタービンエンジンを提供する。【解決手段】可変ノズルアセンブリは分割式シャフトを備え、第１のセグメント３１および第２のセグメント３２を含むことができる。分割式シャフトの第１のセグメントは、内側プラットフォームと外側プラットフォームとの間に形成された環状部を横切って半径方向に延びる翼形部２３と、翼形部の外側端部から延びる外側ステム３９と、翼形部の内側端部から延びる内側ステム３８とを備えることができる。第１および第２のコネクタ（４１、４２）が、第１のセグメントを内側プラットフォームおよび外側プラットフォームにそれぞれ接続することができる。第３のコネクタが、第１のセグメントを第２のセグメントに接続することができる。第１および第２のコネクタは、それぞれ第１および第２の球面軸受を含むことができる。第３のコネクタは、第１の自在継手を含むことができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変ノズルアセンブリ（２０）を有するタービンエンジン（１０）であって、前記可変ノズルアセンブリ（２０）は、
分割式シャフト（３０）を有しており、前記分割式シャフト（３０）は、前記分割式シャフト（３０）に含まれるセグメント間でトルクを伝達し、前記分割式シャフト（３０）は、第１のセグメント（３１）および第２のセグメント（３２）を含んでいる可変ノズル（２１）
を備えており、
前記分割式シャフト（３０）の前記第１のセグメント（３１）は、
内側プラットフォーム（２８）と外側プラットフォーム（２９）との間に形成された環状部（２５）を横切って半径方向に延びる翼形部（２３）と、
前記外側プラットフォーム（２９）に定められる前記翼形部（２３）の外側端部から延びる外側ステム（３９）と、
前記内側プラットフォーム（２８）に定められる前記翼形部（２３）の内側端部から延びる内側ステム（３８）と
を備え、
第１のコネクタ（４１）が、前記第１のセグメント（３１）を前記内側プラットフォーム（２８）に接続し、第２のコネクタ（４２）が、前記第１のセグメント（３１）を前記外側プラットフォーム（２９）に接続し、第３のコネクタ（４３）が、前記第１のセグメント（３１）を前記第２のセグメント（３２）に接続し、
前記第１のコネクタ（４１）は、第１の球面軸受（５１、５２）を備え、前記第２のコネクタ（４２）は、第２の球面軸受（５５、５６）を備え、前記第３のコネクタ（４３）は、第１の自在継手を備える、タービンエンジン（１０）。
【請求項２】
可変ノズルアセンブリ（２０）を有するタービンエンジン（１０）であって、前記可変ノズルアセンブリ（２０）は、
可変ノズル（２１）の上流に配置された固定ノズル（１７）であって、上流側内側プラットフォーム（２８ｂ）と上流側外側プラットフォーム（２９ｂ）との間に形成された環状部を横切って半径方向に延びる翼形部を備えている固定ノズル（１７）と、
第１のセグメント（３１）と第２のセグメント（３２）とを含んでいる分割式シャフト（３０）であって、前記分割式シャフト（３０）に含まれるセグメント間でトルクを伝達する分割式シャフト（３０）と
を備え、
前記分割式シャフト（３０）の前記第１のセグメント（３１）は、
下流側内側プラットフォーム（２８ａ）と下流側外側プラットフォーム（２９ａ）との間を延びる前記可変ノズルの翼形部（２３）と、
前記下流側外側プラットフォーム（２９ａ）に定められる前記翼形部（２３）の外側端部から延びる外側ステム（３９）と、
前記下流側内側プラットフォーム（２８ａ）に定められる前記翼形部（２３）の内側端部から延びる内側ステム（３８）と
を備え、
第１のコネクタ（４１）が、前記第１のセグメント（３１）を前記下流側内側プラットフォーム（２８ａ）に接続し、第２のコネクタ（４２）が、前記第１のセグメント（３１）を前記下流側外側プラットフォーム（２９ａ）に接続し、第３のコネクタ（４３）が、前記第１のセグメント（３１）を前記第２のセグメント（３２）に接続し、
前記第１のコネクタ（４１）は、第１の球面軸受（５１、５２）を備え、前記第２のコネクタ（４２）は、第２の球面軸受（５５、５６）を備え、前記第３のコネクタ（４３）は、第１の自在継手を備える、タービンエンジン（１０）。
【請求項３】
前記上流側内側および外側プラットフォーム（２８ｂ、２９ｂ）は、前記固定ノズル（１７）の前記翼形部と一体に形成され、
前記内側および外側ステム（３８、３９）は、前記可変ノズル（２１）の前記翼形部（２３）と一体に形成され、
前記上流側内側プラットフォーム（２８ｂ）は、前記下流側内側プラットフォーム（２８ａ）に、当接する側壁に沿って形成される剛体接続部を介して接続され、
前記上流側および下流側外側プラットフォーム（２９ｂ、２９ａ）は、前記タービン（１２）のケーシング（２６）によって支持される、請求項２に記載のタービンエンジン（１０）。
【請求項４】
前記第１のコネクタ（４１）は、係合したときに、
前記内側プラットフォーム（２８）に対する前記第１のセグメント（３１）の半径方向の動きを許容し、
前記内側プラットフォーム（２８）に対する前記第１のセグメント（３１）の回転運動を許容する
ように構成され、
前記第２のコネクタ（４２）は、係合したときに、
前記外側プラットフォーム（２９）に対する前記第１のセグメント（３１）の半径方向の動きを阻止し、
前記外側プラットフォーム（２９）に対する前記第１のセグメント（３１）の回転運動を許容する
ように構成され、
前記第３のコネクタ（４３）は、係合したときに、
前記第２のセグメント（３２）に対する前記第１のセグメント（３１）の半径方向の動きを許容し、
前記第２のセグメント（３２）に対する前記第１のセグメント（３１）の回転運動を阻止する
ように構成されている、請求項１または２に記載のタービンエンジン（１０）。
【請求項５】
前記第１のコネクタ（４１）は、対応するサイズの円柱状開口部（５２）に受け入れられる球状部分（５１）を備え、
前記第１のコネクタ（４１）の前記球状部分（５１）は、前記内側ステム（３８）の遠位端に形成され、前記第１のコネクタ（４１）の前記円柱状開口部（５２）は、前記内側プラットフォーム（２８）内に形成され、
前記内側ステム（３８）の近位端は、前記内側プラットフォーム（２８）に形成された対応する形状の凹部（５３）に回転可能に係合するプレート（４８）を備える、請求項４に記載のタービンエンジン（１０）。
【請求項６】
前記第２のコネクタ（４２）は、対応する形状の球状開口部（５６）によって取り囲まれる球状部分（５５）を備え、
前記第２のコネクタ（４２）の前記球状部分（５５）は、前記外側ステム（３９）に形成され、前記第２のコネクタ（４２）の前記球状開口部（５６）は、前記外側プラットフォーム（２９）内に形成され、
前記外側ステム（３９）の近位端は、前記外側プラットフォーム（２９）に形成された対応する形状の凹部（５７）に回転可能に係合するプレート（４９）を備える、請求項４に記載のタービンエンジン（１０）。
【請求項７】
前記第３のコネクタ（４３）は、対応する形状の挿入可能部分（６２）を受け入れる開口部（６１）を備え、
前記第３のコネクタ（４３）の前記開口部（６１）は、前記外側ステム（３９）の遠位端に形成され、前記第３のコネクタ（４３）の前記挿入可能部分（６２）は、前記第２のセグメント（３２）の第１の長手方向端部に形成され、
前記第３のコネクタ（４３）は、前記第１および第２のセグメント（３１、３２）の長手軸の間に形成される角度を変更するための相対運動を許容しつつ、依然として前記第１および第２のセグメント（３１、３２）間でトルクを伝達するように構成されている、請求項４に記載のタービンエンジン（１０）。
【請求項８】
前記可変ノズルアセンブリ（２０）の前記分割式シャフト（３０）は、第３のセグメント（３３）をさらに備え、
第４のコネクタ（４４）が、前記第２のセグメント（３２）の第２の長手方向端部を前記第３のセグメント（３３）の第１の長手方向端部に接続し、
前記第４のコネクタ（４４）は、第２の自在継手を備え、前記第２の自在継手は、前記第３のセグメント（３３）の前記第１の長手方向端部に形成された開口部（６４）と、前記第２のセグメント（３２）の前記第２の長手方向端部に形成され、前記開口部（６４）に対応して形作られた挿入可能部分（６５）とを備え、
前記第４のコネクタ（４４）は、係合したときに、
前記第３のセグメントに対する前記第２のセグメントの半径方向の動きを阻止し、
前記第３のセグメントに対する前記第２のセグメントの回転運動を阻止する
ように構成されている、請求項１または２に記載のタービンエンジン（１０）。
【請求項９】
前記外側プラットフォーム（２９）は、前記タービン（１２）のケーシング（２６）によって支持され、
前記第１の長手方向端部から、前記第３のセグメント（３３）は、前記第３のセグメント（３３）の第２の長手方向端部に向かって、前記タービン（１２）の前記ケーシング（２６）を貫いて形成されたケーシング開口部（９５）を通って延び、
前記第３のセグメント（３３）の前記第２の長手方向端部は、前記翼形部（２３）を回転させるべく前記分割式シャフト（３０）を通って伝達されるトルクをもたらすドライバアーム（３７）との接続部を備える、請求項８に記載のタービンエンジン（１０）。
【請求項１０】
第５のコネクタ（４５）が、前記第３のセグメント（３３）を前記タービン（１２）の前記ケーシング（２６）に接続し、
前記第５のコネクタ（４５）は、前記タービン（１２）の前記ケーシング（２６）に対する前記第３のセグメント（３３）の回転運動を可能にする円柱軸受を備える、請求項９に記載のタービンエンジン（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書において開示される主題は、可変ジオメトリの流れ部品を有するタービンエンジンに関し、より詳細には、これに限られるわけではないが、可変のステータブレードまたはノズルを有するタービンエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
性能を向上させるために、タービンエンジンは、流路のジオメトリを変化させるべくそれぞれの長手軸を中心にして回転するように構成された１列以上の可変ステータブレードまたはノズル（「可変ノズル」）を備えることができる。そのような可変ノズルは、一般に、作動流体の流れに対するノズル翼形部の配向の角度を回転させることにより、作動流体の流路を通る作動流体の流れを制御することによって、より広い動作範囲にわたって高い効率を可能にする。可変ノズルの回転は、一般に、各々のノズルにドライバアームを取り付け、次いでレバーをタービンケーシングに対して実質的に同心に配置された同期リングに接続することによって達成される。同期リングがアクチュエータによって回転させられるとき、レバーアームが対応して回転することで、各々のノズルをそれぞれの長手軸を中心にして回転させる。
【０００３】
タービンエンジンのノズルに可変ジオメトリの機能を設けることは、さまざまな範囲の部分負荷および周囲条件において出力および効率を改善できるがゆえに、依然として関心の領域である。しかしながら、既存のシステムには、例えばドライバアームからノズル翼形部へと必要なトルクを伝達するために使用されるアセンブリに関連する耐久性、漏れ、構築性、および設置の問題など、さまざまな欠点が存在する。したがって、この技術領域において、さらなる進歩が依然として必要とされている。
【発明の概要】
【０００４】
したがって、本出願は、内側および外側プラットフォームの間に形成された環状部を横切って半径方向に延びる翼形部と、分割式シャフトとを有しており、分割式シャフトは、分割式シャフトに含まれるセグメント間でトルクを伝達する可変ノズルを備える可変ノズルアセンブリを有するタービンエンジンを説明する。分割式シャフトは、第１および第２のセグメントを含むことができる。分割式シャフトの第１のセグメントは、可変ノズルの翼形部と、翼形部の外側端部から延びる外側ステムと、翼形部の内側端部から延びる内側ステムとを含むことができる。第１および第２のコネクタが、第１のセグメントを内側プラットフォームおよび外側プラットフォームにそれぞれ接続することができる。第３のコネクタが、第１のセグメントを第２のセグメントに接続することができる。第１および第２のコネクタは、それぞれ第１および第２の球面軸受を含むことができる。第３のコネクタは、第１の自在継手を含むことができる。
【０００５】
本発明のこれらの特徴および他の特徴は、本発明の典型的な実施形態についての以下のさらに詳細な説明を添付の図面と併せて慎重に検討することによって、さらに充分に理解および認識されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の態様による典型的なガスタービンエンジンまたは本発明を使用することができる典型的なガスタービンエンジンの概略の断面図である。
【図２】図１のガスタービンエンジンの圧縮機部分の断面図である。
【図３】図１のガスタービンエンジンのタービン部分の断面図である。
【図４】本出願による典型的な可変ノズルアセンブリを備える作動流体の流路の断面図である。
【図５】図４の可変ノズルアセンブリにおいて使用することができる典型的なコネクタおよび他のコンポーネントの断面図である。
【図６】図４の可変ノズルアセンブリにおいて使用することができる典型的なコネクタおよび他のコンポーネントの断面図である。
【図７】図４の可変ノズルアセンブリにおいて使用することができる典型的なコネクタおよび他のコンポーネントの断面図である。
【図８】本発明の典型的な実施形態による可変ノズルサブアセンブリの図である。
【図９】本発明の実施形態による可変ノズルの構築方法に含まれ得る典型的なステップを示す図である。
【図１０】本発明の実施形態による可変ノズルの構築方法に含まれ得る典型的なステップを示す図である。
【図１１】本発明の実施形態による可変ノズルの構築方法に含まれ得る典型的なステップを示す図である。
【図１２】本発明の実施形態による可変ノズルの構築方法に含まれ得る典型的なステップを示す図である。
【図１３】本発明の実施形態による可変ノズルの構築方法に含まれ得る典型的なステップを示す図である。
【図１４】本発明の実施形態による可変ノズルの構築方法に含まれ得る典型的なステップを示す図である。
【図１５】本発明の実施形態による可変ノズルの構築方法に含まれ得る典型的なステップを示す図である。
【図１６】本発明の実施形態による可変ノズルの構築方法に含まれ得る典型的なステップを示す図である。
【図１７】本発明の実施形態による可変ノズルの構築方法に含まれ得る典型的なステップを示す図である。
【図１８】本発明の実施形態による可変ノズルの構築方法に含まれ得る典型的なステップを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本出願の態様および利点は、以下の説明において後述され、あるいは本明細書から自明になり得、もしくは本発明を実施することによって習得され得る。以下で、本発明の現在の実施形態を詳しく参照するが、それらの実施形態の１つ以上の例が、添付の図面に示されている。詳細な説明においては、図中の特徴を参照するために、数字による符号を使用する。図面および説明における同一または類似の符号は、本発明の実施形態の同一または類似の部分を指して使用され得る。理解されるとおり、各々の例は、本発明を限定するのではなく、本発明を説明する目的で提示されている。実際に、本発明の範囲または趣旨から逸脱せずに、修正および変更が本発明において可能であることは、当業者にとって明らかであろう。例えば、或る実施形態の一部として図示または説明された特徴を別の実施形態において使用して、さらに別の実施形態を得ることができる。本発明は、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物の範囲に含まれるような修正および変更を、包含するように意図されている。本明細書において述べられる範囲および限界は、とくに断らない限り、それらの規定の限界の内側に位置するすべての部分範囲を、限界自体も含めて包含することを、理解すべきである。さらに、特定の用語は、本発明ならびに本発明を構成するサブシステムおよび部品を説明するために選択されている。可能な範囲で、これらの用語は、本技術分野に共通する専門用語に基づいて選択されている。それにもかかわらず、そのような用語が、多くの場合にさまざまに解釈されることを理解できるであろう。例えば、本明細書において単一の構成要素として言及され得る事物が、他の場所では複数の構成要素からなるものとして言及されることがあり、あるいは本明細書において複数の構成要素を含むものとして言及され得る事物が、他の場所では単一の構成要素として言及されることがある。したがって、本発明の技術的範囲を理解する際には、使用されている特定の専門用語に注意を払うだけでなく、添付の特許請求の範囲における専門用語の使用はもちろん、用語がいくつかの図面にどのように関係しているかなど、付随の説明および文脈、ならびに言及対象の構成要素の構造、構成、機能、および／または使用にも注意を払うべきである。
【０００８】
以下の例は、特定の種類のタービンエンジンに関連して提示される。しかしながら、関連の技術分野の当業者であれば理解できるとおり、本出願の技術は、制限なしに、他の種類のタービンエンジンに適用可能であり得ることを、理解すべきである。したがって、とくに明記されない限り、本明細書における用語「タービンエンジン」の使用は、特許請求の範囲に記載される発明を、さまざまな種類の燃焼またはガスタービンエンジンならびに蒸気タービンエンジンを含む種々の種類のタービンエンジンにおいて使用することを、広く制限なく意図している。
【０００９】
タービンエンジンがどのように動作するかについての本質に鑑み、いくつかの用語が、ガスタービンエンジンの機能の特定の態様の説明において、とくに有用であることがわかるかもしれない。例えば、「下流」および「上流」という用語は、本明細書において、特定の導管または流路を通って移動する流体の流れの方向または「流れ方向」に対する導管または流路内の位置を示すために使用される。したがって、用語「下流」が、流体が特定の導管を通って流れている方向を指す一方で、「上流」は、それとは反対の方向を指す。これらの用語は、通常の動作または想定された動作を前提として、導管を通る流れの方向を指すと解釈されるべきである。
【００１０】
さらに、タービンエンジンの構成に鑑み、とくには共通シャフトまたは中心シャフトを中心とする構成要素の配置に鑑みて、軸に対する位置を表す用語を、通常どおりに使用することができる。この点に関し、「半径方向」という用語が、軸に垂直な動きまたは位置を指すことを、理解できるであろう。これに関連して、中心軸からの相対的な距離を表現することが、必要とされる可能性がある。そのような場合、例えば、第１の構成要素が第２の構成要素よりも中心軸に近接して位置するならば、第１の構成要素は、第２の構成要素の「半径方向内側」、「内側」、または「内寄り」のいずれかにあると表現される。他方で、第１の構成要素が第２の構成要素よりも中心軸から遠くに位置するならば、第１の構成要素は、第２の構成要素の「半径方向外側」、「外側」、または「外寄り」のいずれかにあると表現される。本明細書において使用されるとき、「軸方向」という用語が、軸に平行な動きまたは位置を指す一方で、「円周方向」という用語は、軸を中心とする動きまたは位置を指す。とくに明記されず、あるいは文脈から明白でない限り、これらの用語は、例えばロータブレードまたはノズルなどの、タービンにおいて機能するタービンに一体化されていない構成要素の属性を説明または特許請求している場合でも、タービンを貫いて延びるシャフトによって定められるタービンの中心軸に関すると解釈されるべきである。最後に、「ロータブレード」という用語が、動作時にタービンエンジンの中心軸の周りを回転するブレードを指す一方で、「ステータブレード」または「ノズル」という用語は、静止したままのブレードを指す。
【００１１】
背景として、ここで図面を参照すると、図１〜図３が、本発明による典型的なガスタービンエンジン、または本発明の態様を使用することができる典型的なガスタービンエンジンを示している。本発明は、必ずしもこの種の使用に限定されないかもしれない。本発明は、当業者であれば理解できるとおり、発電および航空機に使用されるエンジンなどのガスタービン、および／または蒸気タービンエンジン、ならびに他の種類の回転エンジンにおいて使用可能である。図１は、ガスタービンエンジン１０の概略図である。一般に、ガスタービンエンジンは、圧縮された空気の流れの中で燃料を燃焼させることによって生み出される高温ガスの加圧された流れからエネルギーを抽出することによって動作する。図１に示されるように、ガスタービンエンジン１０を、共通シャフトまたはロータによって下流側のタービン部分またはタービン１２に機械的に結合した軸流圧縮機１１と、圧縮機１１とタービン１２との間に配置された燃焼器１３とによって構成することができる。図１に示されるように、ガスタービンエンジンを、共通の中心軸１９の周りに形成することができる。
【００１２】
図２は、図１のガスタービンエンジンで用いることができる典型的な多段軸流圧縮機１１を示している。図示のように、圧縮機１１は、複数の段を有することができ、各段は、圧縮機ロータブレード１４の列と、圧縮機ステータブレードまたはノズル１５の列とを含む。このように、第１段は、中心シャフトを中心にして回転する圧縮機ロータブレード１４の列と、動作時に静止したままである後続の圧縮機ノズル１５の列とを含むことができる。図３は、図１のガスタービンエンジンで用いることができる典型的なタービン部分またはタービン１２の一部分の図を示している。タービン１２も、複数の段を含むことができる。３つの典型的な段が示されているが、より多数またはより少数の段が存在してもよい。各段は、動作時に静止したままである複数のタービンステータブレードまたはノズル１７と、動作時にシャフトを中心にして回転する後続の複数のタービンバケットまたはロータブレード１６とを含むことができる。タービンノズル１７は、一般に、互いに円周方向に間隔をおいて配置され、回転軸の周囲で外側ケーシングに固定されている。タービンロータブレード１６は、中心軸を中心にして回転するようにタービンホイールまたはロータディスク（図示せず）に取り付けられてよい。タービンノズル１７およびタービンロータブレード１６が、タービン１２を通る高温ガスの経路または作動流体の流路に位置することを、理解できるであろう。作動流体の流路における燃焼ガスまたは作動流体の流れの方向が、矢印によって示されている。
【００１３】
ガスタービンエンジン１０の動作の一例において、軸流圧縮機１１内の圧縮機ロータブレード１４の回転が、空気の流れを圧縮することができる。燃焼器１３において、圧縮された空気が燃料と混合されて燃やされるときに、エネルギーが放出され得る。次いで、結果として生じる燃焼器１３からの高温ガスまたは作動流体の流れが、タービンロータブレード１６へと導かれ、シャフトを中心とするタービンロータブレード１６の回転を生じさせる。このようにして、作動流体の流れのエネルギーが、回転するブレードの機械的なエネルギーに変換され、ロータブレードとシャフトとの間の接続に鑑み、回転するシャフトの機械的なエネルギーに変換される。次いで、シャフトの機械的なエネルギーを使用して、必要な圧縮された空気の供給を生み出すように圧縮機ロータブレード１４を駆動して回転させることができ、例えば電気を生み出すために発電機を駆動することもできる。
【００１４】
図４が、例えばガスタービンエンジン１０などのタービンエンジンに組み込むことができる典型的な可変ノズルアセンブリ２０を示している。この例において、可変ノズルアセンブリ２０は、タービンノズルアセンブリである。しかしながら、可変ノズルアセンブリ２０を圧縮機に組み込むことも可能である。理解されるように、この説明は単一の可変ノズルアセンブリ２０の説明に注力するが、通常は、複数のそのような可変ノズルアセンブリが互いに機械的に取り付けられて中心軸１９の周囲に環状に配置され、全体としてのノズル列を形成する。可変ノズルアセンブリ２０は、一般に、エンジンを通って定められる作動流体の流路を通る流れの面積を変更するために、翼形部２３を２つ以上の動作位置の間で回転させる可変ノズル２１を含む。このようにして、流路の特性を制御可能に変更することができ、これを、上述のように、より広範囲の部分負荷および周囲条件にわたって出力および効率を改善するために使用することができる。以下でさらに説明されるように、可変ノズルアセンブリ２０は、可変ノズル２１と固定ノズル１７との組み合わせを含むことができる。したがって、図示されているように、固定ノズル１７の列が可変ノズル２１の列に先行でき、すなわち可変ノズル２１の列の上流に位置することができる。さらに図示されるように、ロータブレード１６の列を、固定および可変ノズル１７、２０の組み合わせの列の各側に配置することができる。
【００１５】
一般に、本出願の開示によれば、可変ノズルアセンブリ２０は、翼形部２３が作動流体の流路または環状部２５を半径方向に横切って延びている可変ノズル２１を含むことができる。環状部２５は、一般に、本明細書において「プラットフォーム」と呼ばれる構造体によって定められる。したがって、本明細書において使用されるとき、環状部２５は、可変ノズル２１および固定ノズル１７にそれぞれ対応する内側および外側プラットフォーム（あるいは、「下流側内側プラットフォーム２８ａ」および「下流側外側プラットフォーム２９ａ」）からなる下流ペアならびに上流の内側および外側プラットフォーム（あるいは、「上流側内側プラットフォーム２８ｂ」および「上流側外側プラットフォーム２９ｂ」）からなる上流ペアの間に定められる。環状部２５の内側境界を定める図示の内側プラットフォーム２８を、可変ノズル２１に対応する下流側内側プラットフォーム２８ａおよび固定ノズル１７に対応する上流側内側プラットフォーム２８ｂと称することができる。同様に、環状部２５の外側境界を定める図示の外側プラットフォーム２９を、可変ノズル２１に対応する下流側外側プラットフォーム２９ａおよび固定ノズル１７に対応する上流側外側プラットフォーム２９ｂと称することができる。上流側内側プラットフォーム２８ｂを、例えばボルトなどの機械的な締結具などにより、当接する側壁に沿って形成される堅固な接続部を介して下流側内側プラットフォーム２８ａへと接続することができる。最後に、外側プラットフォーム２９ａ、２９ｂを、タービンの周囲に形成されてタービンを囲む構造ケーシング（「ケーシング２６」）によって支持することができる。例えば、図示のように、外側プラットフォーム２９ａ、２９ｂを、外側プラットフォーム２９ａ、２９ｂの合わせ面がケーシング２６に形成された対応する合わせ面と噛み合う円周方向に係合するコネクタを介して、ケーシング２６によって支持することができる。
【００１６】
見て取ることができるとおり、可変ノズル２１の翼形部２３は、内側および外側プラットフォーム２８ａ、２９ａに対して回転することができ、その回転は、一般に、例えば中心シャフト１９によって定められるエンジン中心線に垂直であるなど、半径方向を向いた軸である翼形部２３の長手軸を中心とする。可変ノズル２１の翼形部２３を、それぞれ内側および外側プラットフォーム２８ａ、２９ａに対して定められる内側および外側端部を有すると説明することができる。
【００１７】
本出願の開示によれば、可変ノズルアセンブリ２０は、分割式シャフト３０を含み、分割式シャフト３０は、見て取ることができるとおり、分割式シャフト３０に含まれるセグメント間でトルクを伝達するように構成される。理解されるように、このトルクは、図示のレバーまたはドライバアーム３７などの入力装置と可変ノズル２１の翼形部２３との間で伝達され、翼形部２３を翼形部２３の長手軸を中心にして回転させる。このようにして、作動流体の流れの方向に対する翼形部２３の角度位置が、動作条件に適するように望ましく変更される。以下でさらに詳しく説明されるように、分割式シャフト３０は、例えば第１のセグメント３１、第２のセグメント３２、および第３のセグメント３３など、いくつかのセグメントを含むことができる。
【００１８】
本出願の開示によれば、分割式シャフト３０の第１のセグメント３１は、可変ノズル２１の翼形部２３と、翼形部２３の長手方向の両端部に形成されたステムとを含む。具体的には、内側ステム３８を、翼形部２３の内側端部から延ばすことができ、外側ステム３９を、翼形部２３の外側端部から延ばすことができる。内側および外側ステム３８、３９を、可変ノズル２１の翼形部２３と一体に形成することができる。翼形部２３の中央本体に対して、内側ステム３８および外側ステム３９を、本明細書において遠位端および近位端を有すると表現することができる。
【００１９】
本出願の開示によれば、分割式シャフト３０の第２のセグメント３２は、第１のセグメント３１の端部との接続部から外方向に延びる剛体シャフトまたはロッドを含むことができる。第２のセグメント３２は、それぞれ第１および第２の長手方向端部と呼ぶこともできる内側および外側端部の間に及ぶことができる。図示のとおり、第２のセグメント３２の第１の長手方向端部を、第１のセグメント３１の外側ステム３９の遠位端に接続することができる。
【００２０】
本出願の開示によれば、分割式シャフト３０の第３のセグメント３３は、第２のセグメント３２との接続部から外方向に続く。第２のセグメント３２と同様に、第３のセグメント３３を、それぞれ第１および第２の長手方向端部と呼ぶこともできる内側および外側端部の間に及ぶと表現することができる。図示のとおり、第３のセグメント３３の第１の長手方向端部を、第２のセグメント３２の第２の長手方向端部に接続することができる。さらに図示のとおり、第３のセグメント３３は、第１および第２の長手方向端部の間において、タービンのケーシング２６を貫いて形成された開口部（以下では、「ケーシング開口部９５」と呼ぶ）を通って延びることができる。加えて、第３のセグメント３３の第２の長手方向端部は、可変ノズル２１の翼形部２３を回転させるべく分割式シャフト３０によって伝達されるトルクをもたらすドライバアーム３７との接続部を含むことができる。
【００２１】
次に図５〜図７も参照してさらに説明されるように、可変ノズルアセンブリ２０は、分割式シャフト３０のセグメントを互いに接続するとともに、分割式シャフト３０を内側および外側プラットフォーム２８ａ、２９ａならびにケーシング２６などの周囲の構造体へと接続する１種類以上の継手および軸受を含む複数のコネクタを有することができる。分割式シャフト３０とともに、これらのコネクタは、例えばアセンブリの耐久性、構築性、設置、保守性、出力のばらつきの低減、重負荷における回転の拘束の回避など、可変ノズルアセンブリに関する特定の機能および性能基準を、いくつかのやり方で改善することが明らかになっている。以下でさらに詳しく提示されるとおり、そのようなコネクタは、第１のコネクタ４１、第２のコネクタ４２、第３のコネクタ４３、第４のコネクタ４４、および第５のコネクタ４５を含むことができる。図示のとおり、第１のコネクタ４１および第２のコネクタ４２が、それぞれ第１のセグメント３１を内側プラットフォーム２８および外側プラットフォーム２９に接続する一方で、第３のコネクタ４３は、第１のセグメント３１を第２のセグメント３２に接続する。分割式シャフト３０に沿って外方向にさらに進むと、第４のコネクタ４４が、第２のセグメント３２を第３のセグメント３３に接続し、最後に第５のコネクタ４５が、第３のセグメント３３をケーシング２６に接続する。
【００２２】
本出願の開示によれば、第１のコネクタ４１は、第１のセグメント３１を内側プラットフォーム２８に接続することができる。典型的な実施形態によれば、第１のコネクタ４１は、図５にさらに詳しく示されるように、球面軸受を含むことができる。さらに、第１のコネクタ４１を、係合したときに、内側プラットフォーム２８に対する第１のセグメント３１の半径方向の動きを許容し、かつ内側プラットフォーム２８に対する第１のセグメント３１の回転運動を許容するように、構成することができる。
【００２３】
より詳しくは、図示のように、第１のコネクタ４１の球面軸受は、対応するサイズの円柱状開口部５２に収容される球状部分５１を含むことができる。第１のコネクタ４１の球状部分５１を、内側ステム３８の遠位端に形成できる一方で、第１のコネクタ４１の円柱状開口部５２を、内側プラットフォーム２８内に形成することができる。理解されるとおり、円柱状開口部５２内の球状部分５１の形状により、これら２つの構成要素の間の特定の種類および範囲の相対運動を許容することができ、これを、熱的または機械的な動作荷重によって引き起こされる相対運動に対応するために使用することができる。例えば、球状部分５１を、円柱状開口部５２に対して半径方向外側または内側の方向に動かし、あるいは傾けることが可能である。第１のコネクタ４１の上述の構成および機能は、本明細書に開示される１つ以上の他のコネクタと組み合わせられたとき、動作時の負荷が加わったときのこの可変ノズル２１の拘束を回避できるようにし、したがって翼形部２３の回転を依然として可能にすることが明らかになっている。さらに図示されるように、内側ステム３８の近位端は、内側プラットフォーム２８に形成された対応する形状の凹部５３に回転可能に係合するプレート４８を含むことができる。
【００２４】
本出願の開示によれば、第２のコネクタ４２は、第１のセグメント３１を外側プラットフォーム２９に接続することができる。典型的な実施形態によれば、第２のコネクタ４２は、図６にさらに詳しく示されるように、球面軸受を含むことができる。第２のコネクタ４２を、係合したときに、外側プラットフォーム２９に対する第１のセグメント３１の半径方向の動きを阻止し、外側プラットフォーム２９に対する第１のセグメント３１の回転運動を許容するように構成することができる。
【００２５】
より詳しくは、図示のように、第２のコネクタ４２は、対応する形状の球状開口部５６によって囲まれた球状部分５５を含むことができる。第２のコネクタ４２の球状部分５５を、外側ステム３９上に形成できる一方で、第２のコネクタ４２の球状開口部５６を、外側プラットフォーム２９内に形成することができる。以下でさらに詳しく述べられるように、球状開口部５６を、組み立てを容易にする分割カップリング８１およびロックナット８５の構成によって形成することができる。理解されるとおり、球状開口部５６内の球状部分５５の形状ゆえに、これら２つの構成要素の間の特定の種類および範囲の相対運動を許容することができ、これを、動作時の荷重によって引き起こされる相対運動に対応するために使用することができる。例えば、球状部分５５は、半径方向について規制されているが、球状開口部５６に対して傾けることは可能である。第２のコネクタ４２の上述の構成および機能は、本明細書に開示される１つ以上の他のコネクタと組み合わせられたとき、動作時の負荷が加わったときのこの可変ノズル２１の拘束を回避できるようにし、したがって翼形部２３の回転を依然として可能にすることが明らかになっている。さらに図示されるように、外側ステム３９の近位端は、外側プラットフォーム２９に形成された対応する形状の凹部５７に回転可能に係合するプレート４９を含むことができる。
【００２６】
代案の実施形態として、第１のコネクタ４１および第２のコネクタ４２の接続の種類が本質的に逆にされ、したがって、ａ）球状部分が半径方向の相対移動を規制する対応する形状の球状開口部５６によって囲まれる第２のコネクタ４２について上述した種類の接続が、第１のセグメント３１の内側ステム３８を内側プラットフォーム２８に接続するために使用され、ｂ）球状部分が半径方向の相対移動を許容する対応するサイズの円柱状開口部５２に収容される第１のコネクタ４１について上述した種類の接続が、第１のセグメント３１を外側プラットフォーム２９に接続するために使用される。したがって、典型的な実施形態においては、第１および第２のコネクタ４１、４２の球面軸受のうちの一方が、半径方向について規制される一方で、第１および第２のコネクタ４１、４２の球面軸受のうちの他方は、半径方向の相対移動を許容する。
【００２７】
本出願の開示によれば、第３のコネクタ４３は、第１のセグメント３１を第２のセグメント３２に接続することができる。典型的な実施形態によれば、第３のコネクタ４３を、図７にさらに詳しく示されるように、自在継手として構成することができる。第３のコネクタ４３の自在継手を、第１および第２のセグメント３１、３２の長手軸の間に形成される角度を変化させる相対運動を許容しつつ、依然として第１および第２のセグメント３１、３２の間で必要なトルクを伝達するように構成することができる。第３のコネクタ４３を、係合したときに、第２のセグメント３２に対する第１のセグメント３１の半径方向の動きを許容し、第２のセグメント３２に対する第１のセグメント３１の回転運動を阻止するように構成することができる。
【００２８】
より詳細には、図示のように、第３のコネクタ４３は、対応する形状の挿入可能部分６２を受け入れる開口部６１を含むことができる。第３のコネクタ４３の開口部６１を、外側ステム３９の遠位端に形成することができる一方で、挿入可能部分６２を、第２のセグメント３２の内側端部または第１の長手方向端部に形成することができる。理解されるとおり、挿入可能部分６２および開口部６１の形状に鑑みて、これら２つの構成要素の間の特定の種類および範囲の相対運動を許容することができ、これを、動作時の荷重によって引き起こされる相対運動に対応するために使用することができる。例えば、挿入可能部分６２の湾曲した表面が開口部６１内に定められた平坦な表面に接触するため、挿入可能部分６２を開口部６１に対して傾けることができる。さらに、挿入可能部分６２は、開口部６１内で半径方向について規制されない。第３のコネクタ４３の上述の構成および機能は、本明細書に開示される１つ以上の他のコネクタと組み合わせられたとき、動作時の負荷が加わったときのこの可変ノズル２１の拘束を回避できるようにし、したがって翼形部２３の回転を依然として可能にすることが明らかになっている。
【００２９】
本出願の開示によれば、第４のコネクタ４４は、第２のセグメント３２の外側端部または第２の長手方向端部を、第３のセグメント３３の内側端部または第１の長手方向端部に接続することができる。典型的な実施形態によれば、第４のコネクタ４４を、図７にさらに詳しく示されるように、自在継手として構成することができる。第４のコネクタ４４の自在継手を、第２および第３のセグメント３２、３３の長手軸の間に形成される角度を変化させる相対運動を許容しつつ、依然として第２および第３のセグメント３２、３３の間でトルクを伝達するように構成することができる。この場合、自在継手は、半径方向の相対移動を規制するためのピン６３または他の構成要素を含むことができる。したがって、第４のコネクタ４４を、係合したときに、第３のセグメント３３に対する第２のセグメント３２の半径方向の動きを阻止し、第３のセグメント３３に対する第２のセグメント３２の回転運動を阻止するように構成することができる。
【００３０】
より詳細には、図示のように、第４のコネクタ４４は、対応する形状の挿入可能部分６５を受け入れる開口部６４を含むことができる。第４のコネクタ４４の開口部６４を、第３のセグメント３３の内側端部または第１の長手方向端部に形成することができる一方で、挿入可能部分６５を、第２のセグメント３２の外側端部または第２の長手方向端部に形成することができる。理解されるとおり、挿入可能部分６５および開口部６４の形状に鑑みて、これら２つの構成要素の間の特定の種類および範囲の相対運動を許容することができ、これを、動作時の荷重によって引き起こされる相対運動に対応するために使用することができる。例えば、挿入可能部分６５の湾曲した表面が開口部６４内に定められた平坦な表面に接触するため、挿入可能部分６５を開口部６４に対して傾けることができる。第４のコネクタ４４の上述の構成および機能は、本明細書に開示される１つ以上の他のコネクタと組み合わせられたとき、動作時の負荷が加わったときのこの可変ノズル２１の拘束を回避できるようにし、したがって翼形部２３の回転を依然として可能にすることが明らかになっている。
【００３１】
本出願の開示によれば、第５のコネクタ４５は、第３のセグメント３３をタービンのケーシング２６に接続することができる。より具体的には、図７にさらに詳しく示されるように、第５のコネクタ４５を、タービンのケーシング２６に対する第３のセグメント３３の回転運動を許容する円柱状軸受として構成することができる。例えば、第３のセグメント３３の内側円柱を、ケーシング２６に固定された不動の円筒内で回転するように構成することができる。第５のコネクタ４５の上述の構成および機能は、本明細書に開示される１つ以上の他のコネクタと組み合わせられたとき、動作時の負荷が加わったときのこの可変ノズル２１の拘束を回避できるようにし、したがって翼形部２３の回転を依然として可能にすることが明らかになっている。
【００３２】
やはり図５〜図７に示されるように、可変ノズルアセンブリ２０は、作動流体の漏れを防止または低減するための１つ以上のシールを含むことができる。図示のように、これらは、例えば、皿シール７３、リングシール７５、およびダイアフラムシール９７を含むことができる。理解されるように、漏れの軽減は、可変ノズルの設計における重要な考慮事項である。可変ノズルは、機能するためにさまざまな軸受および開口部（例えば、プラットフォームおよびケーシングを貫く）を必要とするため、上手な設計は、一般に、効果的な封止を促進する設計であり、シールの構築、設置、および保守に関連する側面を含むことができる。可変ノズルの組み立て方法に関連して以下でさらに詳細に説明されるように、本出願は、これらの性能目標を促進する１つ以上のシールおよび関連部品を開示する。
【００３３】
次に図８〜図１８を参照すると、タービンエンジン内に可変ノズルアセンブリを構築するための典型的な方法が提示されている。理解されるとおり、この方法は、可変ノズルサブアセンブリを構築し、次いで可変ノズルサブアセンブリをタービンエンジンのケーシングに取り付け、その後に分割式シャフトのセグメントをタービンエンジンのケーシングを貫いて形成されたケーシング開口部を介して接続するステップを含む。図８は、典型的な方法に従って構築することができる典型的な可変ノズルサブアセンブリ７０を示している。一般に、可変ノズルサブアセンブリ７０は、上流の内側および外側プラットフォーム２９ｂ、２８ｂの間を延びる翼形部を有している固定ノズル１７、可変ノズルの翼形部２３と、球状部分５１を含む翼形部２３の内側端部から延びる内側ステム３８と、球状部分５５を含む翼形部２３の外側端部から延びる外側ステム３９とを含む分割式シャフト３０の第１のセグメント３１、下流側内側プラットフォーム２８ａ、および下流側外側プラットフォーム２９ａを含む。好ましい実施形態によれば、上流の内側および外側プラットフォーム２８ｂ、２９ｂは、固定ノズル１７の翼形部と一体に形成されてもよい。さらに、内側および外側ステム３８、３９は、可変ノズル２０の翼形部２３と一体に形成されてもよい。
【００３４】
典型的な実施形態によれば、可変ノズルサブアセンブリ７０を組み立てるステップは、図９〜図１６を参照して以下で説明されるように、いくつかの中間ステップを含むことができる。
【００３５】
図９に示されるように、可変ノズルサブアセンブリ７０の構築における典型的な初期のステップは、下流側内側プラットフォーム２８ａを上流側内側プラットフォーム２８ｂに取り付けることを含むことができる。図示されているように、これを、これら２つの構成要素の整列した側壁をボルトで固定することによって行うことができる。他の種類の従来からの機械的な固定具も使用可能である。
【００３６】
図１０および図１１に示されるように、可変ノズルサブアセンブリ７０を構築における次のステップは、下流側外側プラットフォーム２９ａを貫いて形成された外側ステム開口部７２に外側ステム３９を挿入することを含むことができ、外側ステム３９を挿入することで、外側ステム３９の球状部分５５が下流側外側プラットフォーム２９ａの外側から突出する。図１０に示されるように、外側ステム３９を外側ステム開口部７２へと挿入する前に、１つ以上のシールを外側ステム３９に装着することができる。理解されるように、このやり方で、本出願の方法は、可変ノズルサブアセンブリ７０の構築時に作動流体の流路の外側境界の封止を容易にする。好ましい実施形態によれば、１つ以上のシールは、皿シール７３および／またはリングシール７５を含むことができ、これらは、外側ステム３９を外側ステム開口部７２へと挿入する前に各々を外側ステム３９へと通すことによって装着される。
【００３７】
図１２および図１３に示されるように、可変ノズルサブアセンブリ７０の構築における次のステップは、外側ステム３９の突出した球状部分５５の周りに軸受を装着することによって、第１のセグメント３１を下流側外側プラットフォーム２９ａに接続することを含むことができる。理解されるように、このステップは、上記でさらに詳しく説明した第２のコネクタ４２の組み立てを容易にする。図示されているように、軸受の装着は、分割カップリング８１を下流側外側プラットフォーム２９ａの外側の外側ステム開口部７２の円周を巡って形成された対応する形状の凹部８３へと配置し、ロックナット８５を外側ステム３９に装着し、ロックナット８５を分割カップリング８１に対して外側ステム３９の球状部分５５の周りに締め付けることを含むことができる。分割カップリング８１を、図示のように半分に分割することができる。当接する分割カップリング８１およびロックナット８５を、ひとたびロックナット８５が締め付けられると、外側ステム３９の球状部分５５を取り囲む球状開口部５６（図６に関して上述）を形成するように構成することができる。このようにして、さらに詳しくは上述したように、下流側外側プラットフォーム２９ａと第１のセグメント３１との間に、これら２つの構成要素の間の半径方向の相対移動を防止しつつ、相対の回転運動および傾きを許容する接続部（例えば、上述の「第２のコネクタ４２」）を形成することができる。
【００３８】
図１４に示されるように、可変ノズルサブアセンブリ７０の構築における次のステップは、内側ステム３８を下流側内側プラットフォーム２８ａを貫いて形成された内側ステム開口部９０へと挿入しつつ、さらに下流側外側プラットフォーム２９ａの側壁を上流側外側プラットフォーム２９ｂの側壁に整列させることを含むことができる。内側ステム３８を挿入することで、内側ステム３８の球状部分が下流側内側プラットフォーム２８ａの内側から突出する。理解されるように、内側ステム開口部９０は、挿入および側壁の整列の両方を可能にする内側ステム３８と下流側内側プラットフォーム２８ａとの間の充分な相対運動に対応するように、内側ステム３８に対して大きめのサイズであってよい。見て取ることができるように、２つの構成要素、すなわち内側ステム３８と下流側内側プラットフォーム２８ａとの間のこの「余裕」を、図１６に関連して後述されるように、この位置に軸受を装着することによって取り除くことができる。
【００３９】
図１５に示されるように、内側ステム３８を内側ステム開口部９０に挿入し、側壁を適切に整列させた状態で、可変ノズルサブアセンブリ７０の構築における次のステップは、下流側外側プラットフォーム２９ａおよび上流側外側プラットフォーム２９ｂの側壁を機械的に固定することを含むことができる。これは、図示のように、互いに対応するように構成された第１および第２のレールを使用することを含むことができ、第１および第２のレールは、それぞれ下流側外側プラットフォーム２９ａおよび上流側外側プラットフォーム２９ｂに配置されている。他の種類の機械的な固定具を使用することも可能であるが、好ましい実施形態によれば、側壁の機械的な固定を、Ｃ字クリップ９１を使用して効率的に達成することができる。図示のように、Ｃ字クリップ９１は、設置時に第１および第２のレールを互いにしっかりとクランプすることによって下流側外側プラットフォーム２９ａと上流側外側プラットフォーム２９ｂとの間のあらゆる軸方向の相対移動を制限する細長い溝を含むことができる。
【００４０】
図１６に示されるように、可変ノズルサブアセンブリ７０の構築における次のステップは、第１のセグメント３１を下流側内側プラットフォーム２８ａにさらに接続することを含むことができる。上述のように、これを、図１４の挿入／整列ステップを容易にするために必要であった内側ステム３８と周囲の内側ステム開口部９０を形成する下流側内側プラットフォーム２８ａとの間に存在する「余裕」または隙間を取り去ることによって行うことができる。好ましい実施形態によれば、第１のセグメント３１を、内側ステム３８の突出している球状部分５１の周りに軸受を装着することによって、下流側内側プラットフォーム２８ａにさらに接続することができる。理解されるように、このステップは、上記でさらに詳しく説明した第１のコネクタ４１の組み立てを容易にする。図示されるように、この場合に、軸受の装着は、ブッシングカップ９４が内側ステム開口部９０内に位置し、内側ステム３８の球状部分５１を取り囲むように、ブッシングカップ９４を下流側内側プラットフォーム２８ａに固定することを含むことができる。このようにして、さらに詳しくは上述したように、下流側内側プラットフォーム２８ａと第１のセグメント３１との間に、これら２つの構成要素の間の軸方向の相対移動を防止しつつ、相対の半径方向移動、回転運動、および傾きを許容する接続部（例えば、上述の「第１のコネクタ４１」）を形成することができる。
【００４１】
やはり図１６に示されているように、ブッシングカップ９４を内側プラットフォーム２８ａ内に固定する前に、１つ以上のシールを内側ステム３８に装着することができる。理解されるように、このやり方で、本出願の方法は、可変ノズルサブアセンブリ７０の構築時に作動流体の流路の内側境界の封止を容易にする。好ましい実施形態によれば、１つ以上のシールは、ブッシングカップ９４が内側プラットフォーム２８ａ内に固定される前に内側ステム３８の突出部分に捕捉されるダイアフラムシール９７を含むことができる。ブッシングカップ９４を下流側内側プラットフォーム２８ａに対して固定することにより、ダイアフラムシール９７を所望の位置に保持することができる。
【００４２】
理解されるように、図９〜図１６に関連する上述のステップは、可変ノズルサブアセンブリの構築を容易にする。図示のとおり、可変ノズルサブアセンブリは、２つの固定ノズルおよび２つの可変ノズルを含むが、考えられるいくつかの実施形態は、各々のノズルの種類を１つ含む構成、または各々のノズルの種類を３つ以上含む構成を含む。さらに図示されているとおり、可変ノズルサブアセンブリは、可変ノズルの周りの作動流体の流路を封止するためのシールを含むことができる。本開示の可変ノズルサブアセンブリの利点の１つは、遠方に位置するタービンエンジンに効率的に設置できるように出荷することができる堅牢なアセンブリであることである。この効率的な設置の例を、次に説明する。
【００４３】
ここで図１７および図１８を参照すると、構築された可変ノズルサブアセンブリを、ガスタービンエンジンなどのタービンエンジン内に設置することができる。好ましい実施形態によれば、図１７に示されるように、可変ノズルサブアセンブリ７０をタービンエンジンのケーシング２６に取り付けるステップは、下流側および上流側外側プラットフォーム２９ａ、２９ｂ上の１つ以上の合わせ面をケーシング２６に形成された１つ以上の対応する合わせ面と噛み合わせるコネクタを円周方向に係合させることを含むことができる。他の種類のコネクタも使用可能である。
【００４４】
図１８に示されるように、ひとたびケーシング２６内に係合させたならば、可変ノズルサブアセンブリ７０を、ケーシング開口部９５（すなわち、ケーシング２６を貫いて形成された開口部）に従って円周方向に整列させることができる。これは、そのようなケーシング開口部９５を通る分割式シャフト３０のセグメントの接続を容易にするために行われる。好ましい実施形態によれば、第２のセグメント３２を、第１のセグメント３１との接続のために、ケーシング開口部９５のうちの１つを通って挿入することができる。「第３のコネクタ４３」としてさらに詳しく上述したこの接続部を、第２のセグメント３２の第１の長手方向端部と第１のセグメント３１の外側ステム３９の遠位端とを接続する第１の自在継手によって形成することができる。図７も参照すると、第１の自在継手は、対応する形状の挿入可能部分６２を受け入れる開口部６１を含むことができる。上述のように、第１の自在継手の開口部６１を、外側ステム３９の遠位端に形成することができる一方で、挿入可能部分６２を、第２のセグメント３２の第１の長手方向端部に形成することができる。第１の自在継手の性質は、継手が第１および第２のセグメントの間の相対の半径方向の動きを可能にすることを目的としているがゆえに、接続部が第２のセグメント３２の挿入可能部分を第１のセグメント３１の対応する開口部へと挿入することで便利に形成される点で、組み立てを容易にする。
【００４５】
すでに上述したように、可変ノズルサブアセンブリ７０の分割式シャフト３０は、第３のセグメント３３をさらに含むことができる。図１８に示されるように、第１のセグメント３１への接続を容易にするために、第２のセグメント３２は、第２のセグメント３２がケーシング２６のケーシング開口部９５に通されるときにすでに第３のセグメント３３に接続されていてもよい。第２のセグメント３２の第３のセグメント３３への接続は、第２のセグメント３２の第２の長手方向端部を第３のセグメント３３の第１の長手方向端部に接続する第２の自在継手を係合させることを含んでいてもよい。図７に関連して「第４のコネクタ４４」としてさらに詳細に上述したこの接続部は、対応する形状の挿入可能部分６５を受け入れる開口部６４を含むことができる。第２の自在継手の開口部６４を、第３のセグメント３３の第１の長手方向端部に形成することができる一方で、第２の自在継手の挿入可能部分６５を、第２のセグメント３２の第２の長手方向端部に形成することができる。
【００４６】
本方法は、第３のセグメント３３とタービンエンジンのケーシングとの間の接続部を係合させるステップをさらに含むことができる。図７に関連して「第５のコネクタ４５」としてさらに詳しく上述したこの接続部は、タービンエンジンのケーシング２６に対する第３のセグメント３３の回転運動を許容する円柱状軸受を含むことができる。本方法は、分割式シャフト３０をトルク入力部へと接続することをさらに含むことができる。例えば、図１８に示されるように、第３のセグメント３３の第２の長手方向端部を、ドライバアーム３７に接続することができる。すでに説明したように、ドライバアーム３７を、可変ノズル２０の翼形部を回転させるべく分割式シャフト３０を介して伝達されるトルクをもたらすように構成することができる。
【００４７】
当業者であれば理解できるとおり、いくつかの典型的な実施形態に関して上述した多数のさまざまな特徴および構成を、本発明の他の可能な実施形態を形成するためにさらに選択的に適用することが可能である。簡潔にするために、当業者の能力を考慮して、生じ得る繰り返しの各々を詳細には提示または説明しないが、以下のいくつかの請求項などによって包含されるすべての組み合わせおよび可能な実施形態は、本出願の一部であるように意図されている。さらに、本発明のいくつかの典型的な実施形態の上記の説明から、当業者であれば、改良、変更、および変形に想到できるであろう。当技術の範囲内のそのような改良、変更、および変形も、添付の特許請求の範囲に含まれるように意図されている。さらに、以上は本出願の記載された実施形態のみに関係しているが、以下の特許請求の範囲およびその均等物によって定められる本出願の趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書において多数の変更および変形が可能であることは明らかである。
【符号の説明】
【００４８】
１０  ガスタービンエンジン
１１  多段軸流圧縮機
１２  タービン
１３  燃焼器
１４  圧縮機ロータブレード
１５  圧縮機ノズル
１６  タービンロータブレード
１７  タービンノズル、固定ノズル
１９  中心軸、中心シャフト
２０  可変ノズルアセンブリ、可変ノズル
２１  可変ノズル
２３  翼形部
２５  環状部
２６  ケーシング
２８  内側プラットフォーム
２８ａ  下流側内側プラットフォーム
２８ｂ  上流側内側プラットフォーム
２９  外側プラットフォーム
２９ａ  下流側外側プラットフォーム
２９ｂ  上流側外側プラットフォーム
３０  分割式シャフト
３１  第１のセグメント
３２  第２のセグメント
３３  第３のセグメント
３７  ドライバアーム
３８  内側ステム
３９  外側ステム
４１  第１のコネクタ
４２  第２のコネクタ
４３  第３のコネクタ
４４  第４のコネクタ
４５  第５のコネクタ
４８  プレート
４９  プレート
５１  球状部分
５２  円柱状開口部
５３  凹部
５５  球状部分
５６  球状開口部
５７  凹部
６１  開口部
６２  挿入可能部分
６３  ピン
６４  開口部
６５  挿入可能部分
７０  可変ノズルサブアセンブリ
７２  外側ステム開口部
７３  皿シール
７５  リングシール
８１  分割カップリング
８３  凹部
８５  ロックナット
９０  内側ステム開口部
９１  Ｃ字クリップ
９４  ブッシングカップ
９５  ケーシング開口部
９７  ダイアフラムシール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【外国語明細書】
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2020037941000002.pdf
2020037941000003.pdf
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