(57)【要約】作動媒体流路を規定する壁セグメント列を有する回転機械のステータアッセンブリを開示する。セグメントのシール構造を提供する様々な構成の詳細について記載する。詳細な一実施形態においては、壁セグメントによって規定されるシールチャンバに対する、取り外し可能なシール保持部材は、シールチャンバの弾性シール部材を固定する。一実施形態においては、エンジンのモジュール的サブアッセンブリは、サブアッセンブリを組み立てるときに、固定具に配置される外側エアシールアッセンブリからなる。
2009503341.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸Ａを有する回転機械のステータアッセンブリであって、該軸Ａの周りに作動媒体ガスの環状流路が配置され、冷却空気の供給チャンバから冷却空気の漏出流路が延びており、複数のセグメントのアッセンブリは、前記作動媒体流路を規定する半径方向を向くシール面を形成し、前記ステータアッセンブリは、第１の構造体、第２の構造体、弾性シール部材および保持部材を備え、
Ａ．前記第１の構造体は、外周側ケースから内向きに延び、かつ前記作動媒体流路を規定する前記半径方向を向くシール面を形成する複数のセグメントの外周側の周りに周方向に延びて、シールセグメントの列を支持するように構成され、前記第１の構造体は、冷却空気供給チャンバを規定し、前記第１の構造体は、前記供給チャンバを部分的に規定する周方向に延びるセグメントの列を有し、少なくとも２つの前記セグメントは、隣接しており、支持体セグメントの各々は、半径方向に延びる壁を有し、
Ｂ．前記第２の構造体は、前記軸Ａの周りに周方向に延びて前記作動媒体流路を規定する前記シール面を有する半径方向を向くシール部であり、このシール部は、シールセグメントの列を含み、これらのシールセグメントは、これらの間に周方向の隙間Ｇ’が生じるように周方向に離間しており、少なくとも２つ前記セグメントの半径方向に延びるシール壁は、内向きに延びており、前記シール壁は、周方向に延び、かつ、前記第１の構造体の後方壁から軸方向長さＬｓだけ離間しており、前記シール壁と前記後方壁との間に前記冷却空気の漏出流路を遮る環状のシールチャンバを形成し、
Ｃ．前記弾性シール部材は、前記第１の構造体の前記半径方向に延びる壁と、前記シールセグメントの前記シール壁との間の前記軸方向長さＬｓに亘って延び、前記シールチャンバを高圧領域と低圧領域とに分け、
Ｄ．前記低圧領域に配置される前記保持部材は、半径方向に面し、かつ前記軸方向長さＬｓに亘って軸方向に延び、前記シールチャンバを規定し、かつ前記ステータアッセンブリの前記第１の構造体に取り外し可能に取り付けられて、前記弾性シール部材の組立および取外しの際に、前記弾性シール部材を位置決めして保持し、前記チャンバへのアクセスを提供し、
前記シールチャンバは、前記支持体セグメントによって軸方向の一方の側を規定され、前記支持体セグメントの周りに延び、かつ前記支持体セグメントから軸方向に離間した少なくとも２つのシールセグメントによって軸方向の他方の側を規定され、
前記弾性シール部材は、前記漏出流路の加圧冷却空気によって、前記保持部材に対して半径方向に付勢され、前記第１の構造体と前記第２の構造体とに対して軸方向に付勢され、前記シールチャンバを通る冷却空気の流れを妨げ、前記保持部材は、エンジンの非動作状態では、前記シール部材を取り付け、位置決めをし、かつ受容するために、前記シールチャンバへのアクセスを提供し、エンジンの動作状態では、冷却空気の圧力に対して前記シール部材を半径方向に保持することを特徴とする回転機械のステータアッセンブリ。
【請求項２】
回転防止突起が、前記シール壁から半径方向に延び、かつ前記第１の構造体の保持部材の対応する開口部内に延びるように構成され、
保持部材セグメントの列からなる前記保持部材は、外側エアシールセグメントの列によって係合され、少なくとも１つの前記外側エアシールセグメントの半径方向に延びる前記回転防止突起は、前記保持部材セグメントの対応する開口部内に延び、前記外側エアシールセグメントの列の周方向への動きを防ぐことを特徴とする請求項１に記載の回転機械のステータアッセンブリ。
【請求項３】
前記保持部材の第１の保持部材壁は、軸方向および周方向に延びて前記シールチャンバを規定し、
前記保持部材の第２の保持部材壁は、前期第１の保持部材壁から周方向および半径方向に延びて前記第１の保持部材壁と角部を形成し、前記第２の保持部材壁は、半径方向内向きに延びて、前記シールチャンバの軸方向を規定する前記外側エアシール部材のシール壁と近接して、前記第２の保持部材壁と前記シール壁との間に半径方向の隙間Ｒが形成され、前記半径方向の隙間Ｒは、前記シールチャンバの上端から下端の間に存在し、
前記第２の保持部材壁は、半径方向に延び、前記保持部材における前記開口部に近接して前記対応するシールセグメントの前記回転防止突起と係合して、前記保持部材と前記外側エアシールの前記回転防止突起との係合から生じる支圧応力を、前記第２の保持部材壁との係合面積を増やすことによって軽減し、前記外側エアシール部材の前記回転防止突起を外向きに延ばして、前記外側エアシールセグメントの残部の径より大きい径で、前記保持部材の前記第１の壁と係合することによって前記保持部材への回転モーメントを減らすことを特徴とする請求項１に記載の回転機械のステータアッセンブリ。
【請求項４】
前記支持体と前記保持部材と間の軸方向の隙間は、前記弾性シール部材の前記外側の直径における前記支持体と前記弾性シール部材の前記壁との間の軸方向の隙間よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の回転機械のステータアッセンブリ。
【請求項５】
前記保持部材の前記第２の保持部材壁の軸方向厚さは、前記外側エアシール部材の内向きに延びる前記壁の軸方向の厚さよりも小さく、前記動作状態で、前記弾性シール部材の基部と、前記外側エアシール部材の前記壁との係合を促進することを特徴する請求項１に記載の回転機械のステータアッセンブリ。
【請求項６】
前記弾性シール部材は、非取付状態において、シールチャンバの軸方向長さＬｓより長い軸方向長さＬｕを有しており、非取付状態での前記弾性シール部材の軸方向長さＬｕは、取付状態における前記弾性シール部材の軸方向長さよりも長く、
前記弾性部材は、前記第２の構造体の前記シール壁および前記第１の構造体の前記後方壁に係合する第１のアームおよび第２のアームをさらに含み、これらのアームは、前記高圧領域に対して開いており、高圧の冷却空気が前記アームを離して前記壁に係合するように付勢することを特徴とする請求項１に記載の回転機械のステータアッセンブリ。
【請求項７】
軸Ａを有する回転機械のステータアッセンブリであって、この軸Ａの周りに作動媒体ガスの環状流路が配置され、冷却空気供給のチャンバから冷却空気の漏出流路が延び、外側エアシールは、外側エアシールセグメントの列を含み、前記外側エアシールセグメントは、前記外側エアシールセグメント間に周方向の隙間Ｇ’が生じるように周方向に離間しており、
前記外側エアシールセグメントは、シール部を有し、前記軸Ａの周りに周方向に延びて、前記作動媒体流路を規定するシール面の一部を形成し、
前記外側エアシールセグメントの少なくとも２つは、
前記シール部から軸方向前方に延び、かつ前記外側エアシールセグメントを支持構造体に係合するように構成された前方フックと、
前記シール部から軸方向後方に延びて前記第１の構造体の後方レールの上に延在する後方フックと、
を備え、
前記後方フックは、
前記冷却空気の漏出流路を遮る環状シールチャンバの一部を規定する外面と、
前記後方フックから内向きに延びる半径方向に延びるシール壁であって、周方向に延びるとともに、取付状態において前記第１の構造体から軸方向長さＬｓだけ離間されるように構成され、前記第１の構造体と前記シール壁との間に前記冷却空気の漏出流路を遮る前記環状のシールチャンバを形成する、シール壁と、
前記シール壁から半径方向に延びるとともに、前記第１の構造体の保持部材の対応する開口部内に延びるように構成される回転防止突起と、
を備えることを特徴とする回転機械のステータアッセンブリ。
【請求項８】
軸Ａを有し、この軸Ａの周りに作動媒体ガスの環状流路が配置される回転機械の外側エアシールアッセンブリの製造方法であって、
前記外側エアシールアッセンブリの後側を受ける溝を有し、かつ前記外側エアシールアッセンブリの外径の外側に延びる第１の固定具において、前記外側エアシールアッセンブリが配置される、第１モジュールを形成するステップと、
前記外側エアシールアッセンブリが、前記外側エアシールアッセンブリの前記外径より小さい外径の第２の固定具に配置される、第２のモジュールを形成するステップと、
前記第２のモジュールを前記回転機械に挿入するステップと、
前記外側エアシールアッセンブリを前記回転機械に固定し、前記第２の固定具をエンジンから取り除くステップと、
を含むことを特徴とする回転機械の外側エアシールアッセンブリの製造方法。
【請求項９】
軸Ａを有する回転機械のステータアッセンブリであって、前記軸Ａの周りに作動媒体ガスの環状流路が配置され、冷却空気の供給チャンバから冷却空気の漏出流路が延び、複数のセグメントのアッセンブリは、前記作動媒体流路を規定する半径方向を向くシール面を形成し、前記ステータアッセンブリは、２つの周方向に延びる構造体、弾性シール部材および保持部材を備え、
前記２つの周方向に延びる構造体は互いに離間し、前記２つの構造体間に冷却空気の漏出流路を遮る環状のシールチャンバを形成し、
前記弾性シール部材は、シールチャンバを高圧領域と低圧領域とに分けるように前記２つの構造体間の空間に亘って延び、かつ前記２つの構造体と係合するように前記高圧領域の方に開いたアームを備え、
前記保持部材は、前記低圧領域の前記空間に亘って延び、前記ステータアッセンブリの一部に取り外し可能に取り付けられ、前記保持部材によって前記アッセンブリが前記弾性シール部材を位置決めし、保持するように構成され、
前記チャンバに配置された前記弾性シール部材の前記アームは、前記シールチャンバを規定する前記２つの構造体に対して付勢され、
前記保持部材は、前記弾性シール部材の組立および取外しの際に、前記チャンバへのアクセスを提供することを特徴とする回転機械のステータアッセンブリ。
【請求項１０】
軸Ａを有する回転機械のステータアッセンブリであって、前記軸Ａの周りに作動媒体ガスの環状流路が配置され、冷却空気の供給チャンバから冷却空気の漏出流路が延び、複数のセグメントのアッセンブリが、前記作動媒体流路を規定する半径方向を向くシール面を形成し、前記ステータアッセンブリは、弾性シール部材と保持部材とを備え、
前記弾性シール部材は、環状のシールチャンバにおいて、周方向に延びるとともに、第１の構造体と第２の構造体との間で軸方向に延び、
前記保持部材は、前記構造体の一方に取り外し可能に取り付けられ、かつ、軸方向に延び、半径方向に面して前記シールチャンバを規定し、
前記弾性シール部材は、前記漏出流路の加圧冷却空気によって、前記保持部材に対して半径方向に付勢され、前記第１の構造体と前記第２の構造体とに対して軸方向に付勢されて前記シールチャンバを通る前記冷却空気流を妨げ、前記保持部材は、エンジンの非動作状態時に、前記シール部材を取り付けて位置を決め、受容するためのアクセスを提供し、また、動作状態時に、冷却空気の圧力に対して半径方向に前記シール部材を保持することを特徴とする回転機械のステータアッセンブリ。
【請求項１１】
軸Ａを有する回転機械に取り付ける外側エアシールアッセンブリを備える外側エアシールアッセンブリモジュールであって、前記軸Ａの周りに作動媒体ガス環状流路が配置され、
前記外側エアシールアッセンブリモジュールは、軸Ａｓを中心に周方向に延びる外側エアシールアッセンブリを備え、
前記外側エアシールアッセンブリは、外側エアシールと、外側エアシール支持体と、弾性シール部材と、保持部材と、を備え、
前記外側エアシールが、前記軸Ａｓを中心に周方向に配置された複数のセグメントから形成され、
前記外側エアシール支持体が、前記外側エアシールと係合して前記外側エアシールを支持し、前記外側エアシール支持体は、複数の外側エアシール支持体セグメントから形成され、前記支持体セグメントの各々は、周方向に、対応する外側エアシールセグメントの外側に延び、前記外側エアシールセグメントの少なくとも１つと係合し、各支持体セグメントは、前方壁と後方壁とを備え、
前記後方壁は、前記外側エアシールから軸方向に離間して、前記後方壁と前記外側エアシールとの間で周方向に延在するシールチャンバを形成し、
前記前方壁は、
前記外側エアシール支持体の周りに周方向に延びる外周側レールと、
前記外周側レールと前記外側エアシールとの間に半径方向に配置された前記外側エアシール支持体の周りに周方向に延びる軸方向突起部と、
を備え、
前記弾性シール部材は、前記外側エアシール支持体セグメントの前記後方壁と、前記シールチャンバを形成する前記外側エアシールとの間の空間に亘って延び、前記シールチャンバを高圧領域と低圧領域とに分け、前記弾性シール部材のアームは、前記高圧領域の方に開いて前記外側エアシール支持体と前記外側エアシールとを係合し、
前記保持部材は、複数の保持部材セグメントから形成され、前記低圧領域の空間に亘って延び、前記外側エアシール支持体に取り外し可能に取り付けられて、前記弾性シール部材を位置決めして保持し、かつ、前記弾性シール部材の組立および取外しの際に、前記シールチャンバにアクセスを提供し、
前記外側エアシールアッセンブリモジュールは、固定具をさらに備え、
前記固定具は、前記外側エアシールアッセンブリの軸Ａｓに一致する軸Ａｆの周りに周方向に延び、前記固定具は、前記軸Ａｓの周りに配置された環状支持部を含み、
前記環状支持部は、
周方向に延び、かつ、複数の外側エアシールセグメントを有する外側エアシールを受ける第１の溝と、
前記第１の溝の半径方向外側にあり、周方向に延び、かつ、前記外側エアシール支持体の前記前方壁の前記軸方向突起を受ける第２の溝と、
前記第２の溝の半径方向外側にあり、周方向に延び、かつ、前記外側エアシール支持体の前記内周側レールを受ける第３の溝と、
を備え、
前記固定具は、前記回転機械の外部で前記外側エアシールアッセンブリの組立を可能にし、かつ、前記回転機械に前記モジュールを組み立てる前に、前記弾性シール部材を取り付けて弾性シール部材の位置を検査することができるようにし、
前記弾性シール部材は、動作状態時に、加圧冷却空気によって、前記保持部材に対して半径方向に付勢され、前記第１の構造体と前記第２の構造体とに対して軸方向に付勢され、
前記保持部材は、エンジンの非動作状態時に、前記シール部材を取り付け、位置を決め、受容するために、前記シールチャンバにアクセスを提供し、動作状態時に、前記シール部材を冷却空気の圧力に対して半径方向に保持することを特徴とする外側エアシールアッセンブリモジュール。
【請求項１２】
軸Ａを有する回転機械のステータアッセンブリであって、該軸Ａの周りに作動媒体ガスの環状流路が配置され、冷却空気の供給チャンバから冷却空気の漏出流路が延び、回転機械のステータアッセンブリは、第１の構造体、第２の構造体、弾性シール部材および保持部材を備え、
Ａ．前記第１の構造体が、外側エアシールセグメントの列を支持するために、外周側ケースから内向きに延び、かつ、外側エアシールアッセンブリの外周側の周りに周方向に延びるように構成され、前記第１の構造体は、前記冷却空気の供給チャンバを規定し、前記第１の構造体は、部分的に前記チャンバを規定する周方向に延びる支持体セグメントの列を有し、少なくとも２つの前記支持体セグメントは、隣接する支持体セグメントであり、前記支持体セグメントの各々は、前方壁、後方壁、第１の側面、第２の側面、第１のパーティション、第２のパーティション、第１の隔壁、第２の隔壁、第１のフェザーシールおよび第２のフェザーシールを備え、
前記前方壁は、
前記外周側ケースを係合する前方外周側レールと、
前期前方外周側レールから半径方向に離間し、前方軸方向に延び、かつ前記軸Ａの周りに周方向に延びる外面を有する前方内周側レールと、
を備え、
前記後方壁は、前記前方壁から軸方向に離間して、前記前方壁との間に前記冷却空気供給チャンバの一部を形成し、かつ
前記後方壁は、
前記外周側ケースと係合する後方外周側レールと、
前記後方外周側レールから半径方向に離間し、軸方向後方に延び、かつ、前記軸Ａの周りに周方向に延びる外向き面を有する後方内周側レールと、
を備え、
前記第１の側面は、周方向に向き、
前記第２の側面は、周方向に向き、前記第１の側面から周方向に離間しており、前記第１の側面と前記第２の側面の各々は、前記隣り合うセグメントの対応する側面から周方向隙間Ｇだけ離間し、
前記側面の各々は、第１のスロットと、第２のスロットと、第３のスロットと、を有し、
前記第１のスロットが、前記後方外周側レールと前記後方内周側レールとの間において半径方向に延び、対になったフェザーシールの半径方向に延びる部分および軸方向に延びる部分の各々を受けるように前記側面の各々が構成され、
前記第２のスロットが、前記前方内周側レールと前記後方内周側レールとの間において軸方向に延び、
前記第３のスロットが、前記第２のスロットの半径方向外側にあり、前記前方壁と前記後方壁との間において軸方向に延び、各々の前記第２のスロットと前記第３のスロットにより、前記側面が対になったフェザーシールの対応する軸方向に延びる部分を受けるように構成され、
周方向に延びる前記第１のパーティションは、前記前方壁から前記後方壁に延び、前記供給チャンバを内周側冷却空気チャンバと外周側冷却空気チャンバとに分け、かつ、前記内周側チャンバと前記外周側チャンバとを流体連通させる冷却空気孔を有し、
周方向に延びる前記第２のパーティションは、前記前方壁から前記後方壁に延び、前記内周側冷却空気チャンバを規定するように、前記第１のパーティションから半径方向外側に離間しており、かつ、前記外周側冷却空気チャンバと前記支持体構造の外部とを流体連通させる複数の冷却空気孔を有し、
半径方向に延びる前記第１の隔壁は、前記第１の側面から距離Ｄａだけ離間して半径方向に延び、前記内周側冷却空気チャンバの周方向を規定し、かつ、前記外周側冷却空気チャンバの周方向の一部を規定し、
半径方向に延びる前記第２の隔壁は、前記第１の側面から距離Ｄｂだけ離間して半径方向に延び、前記距離Ｄｂより大きい距離Ｄｃだけ前記第１の隔壁から離間し、前記内周側冷却空気チャンバの周方向を規定し、かつ、前記外周側冷却空気チャンバの周方向の一部を規定し、
前記第１のフェザーシールは、半径方向の前記第１のスロットに配置される半径方向に延びる部分と、軸方向の前記第３のスロットに配置される軸方向に延びる部分と、を有して、隣り合う内周側セグメント間の前記外周側冷却空気チャンバから半径方向および後方への冷却空気の漏れを防ぎ、
前記第２のフェザーシールは、前記半径方向第１のスロットに配置される半径方向に延びる部分と、前記第２軸方向スロットに配置される軸方向に延びる部分と、を有して、隣り合う支持体セグメント間の前記外周側冷却空気チャンバから後方への冷却空気の漏れを、前記第１のフェザーシールに重なる前記軸方向部分によって防ぎ、かつ、隣り合う支持体セグメント間の前記内周側冷却空気チャンバからの半径方向および後方への冷却空気の漏れを防ぎ、
Ｂ．前記第２の構造体は、前記軸Ａの周りに周方向に延びて、前記作動媒体流路を規定するシール面を有する外側エアシールであり、前記外側エアシールは、周方向に離間し、それらの間を周方向隙間Ｇ’とする外側エアシールセグメントの列を含み、少なくとも２つからなる前記セグメントは、シール部、前方フック、後方フック、シール壁、回転防止突起、第３のフェザーシールおよび第４のフェザーシールを備え、
前記シール部は、軸方向および周方向に延び、前記シール面の一部を有し、前記第２のパーティションと前記シール面との間に外側エアシール冷却空気チャンバが形成されるように、前記第２のパーティションから半径方向内周側に離間しており、前記シール部のフェザーシールスロットは、軸方向に延びる部分と、前方に延びる半径方向部分と、後方に延びる半径方向部分と、を有し、前記外側エアシールセグメントが第３のフェザーシールおよび第４のフェザーシールを受けるように構成され、
前記前方フックは、前記第１の構造体の前記前方壁の前記内周側レールの上に、前記シール部から軸方向前方に延び、前記前方フックは、前記第１の構造体の対応するセグメントの前記前方レールの外面に、前記周方向に延びる前記支持体を摺動自在に係合する内面を有し、
前記後方フックは、前記シール部から軸方向後方に延びて前記第１の構造体の前記後方レール上に延在し、前記後方フックは、
前記第１の構造体の対応するセグメントの前記後方レールの外面において、前記周方向に延びる支持体と摺動自在に係合する内面と、
前記係合フックとレール面との間に延びる前記冷却空気の漏出流路と、
前記冷却空気の漏出流路を遮る環状シールチャンバの一部を規定する外面と、
を備え、
半径方向に延びる前記シール壁は、前記後方フックから内向き、かつ周方向に延び、前記第１の構造体の後方壁から軸方向長さＬｓだけ離間し、前記後方壁と前記シール壁との間に前記冷却空気の漏出流路を遮る前記環状シールチャンバを形成し、
前記回転防止突起は、前記シール壁から半径方向に延び、前記第１の構造体の保持部材の対応する開口部内に延びるように構成され、
前記第３のフェザーシールの軸方向部分は、前記外側エアシールセグメントの前記フェザーシールスロットの前記軸方向に延びる部分の実質的に長さ全体に亘って延び、前記第３のフェザーシールの半径方向部分は、前記フェザーシールスロットの前記前方に延びる半径方向部分に延び、
前記第４のフェザーシールの軸方向部分は、前記外側エアシールセグメントの前記フェザーシールスロットの前記軸方向部分の概ね全長に亘って延び、前記第４のフェザーシールの半径方向部分は、前記フェザーシールスロットの前記後方に延びる半径方向部分に延び、前記第３のフェザーシールと前記第４のフェザーシールとの重なる軸方向部分は、前記冷却空気チャンバから半径方向への冷却空気の漏れを防ぎ、
Ｃ．前記弾性シール部材は、前記第１の構造体の前記後方壁と、前記外側エアシールセグメントの前記シール壁との間の前記軸方向長さＬｓを横切って延びて、かつ前記シールチャンバを高圧領域と低圧領域とに分け、前記弾性シール部材は、非取付状態において、シールチャンバの軸方向長さＬｓより長い軸方向長さＬｕを有しており、非取付状態での前記弾性シール部材の軸方向長さＬｕは、取付状態における前記弾性シール部材の軸方向長さよりも長く、前記弾性シール部材は、前記第２の構造体の前記シール壁および前記第１の構造体の前記後方壁を係合する第１のアームおよび第２のアームをさらに含み、前記アームは、高圧冷却空気が前記２つのアームを互いに離して前記壁に係合して付勢するように、前記高圧領域の方に開き、
Ｄ．前記低圧領域に配置された前記保持部材は、前記シールチャンバを規定するように、半径方向に向き、かつ前記軸方向長さＬｓを横切って軸方向に延び、前記保持部材は、前記ステータアッセンブリの前記第１の構造体に取り外し可能に取り付けられて、前記弾性シール部材を位置決めして保持し、前記弾性シール部材の組立および取外しの際に、前記チャンバにアクセスを提供し、前記保持部材は、第１の保持部材壁および第２の保持部材壁を備え、
前記第１の保持部材壁は、軸方向および周方向に延びて、前記シールチャンバを規定し、
前記第２の保持部材壁は、前記第１の保持部材壁から周方向および半径方向に延びて、前記第１の保持部材壁と角部を形成し、前記第２の保持部材壁は、半径方向内向きに延びて、前記シールチャンバの軸方向を規定する前記外側エアシール部材の前記シール壁と近接して、前記シール壁と前記第２の保持部材壁との間に半径方向隙間Ｒが生じ、前記半径方向隙間Ｒは、前記シールチャンバの上端から下端までに存在し、前記第２の保持部材壁は、半径方向に延び、前記保持部材における前記開口部に近接して前記対応するシールセグメントの前記回転防止突起と係合して、前記第２の保持部材壁との係合面積を増やすことによって、前記保持部材と前記外側エアシールの前記回転防止突起との係合から生じる支圧応力を低減し、前記外側エアシール部材の前記回転防止突起を外向きに延ばして、前記外側エアシールセグメントの残部の径よりも大きい径にて、前記保持部材の前記第１の壁を係合することによって、前記保持部材の回転モーメントを低減し、
前記シールチャンバは、前記支持体セグメントによって軸方向の一方の側が規定され、少なくとも２つの外側エアシールセグメントのフック部によって軸方向の他方の側が規定され、前記フック部は、前記支持体の周りに延び、かつ、前記支持体から軸方向に離間しており、
前記弾性シール部材は、前記漏出流路の加圧冷却空気によって、前記保持部材に対して半径方向に付勢され、前記第１の構造体と前記第２の構造体とに対して軸方向に付勢されて、前記シールチャンバを通る冷却空気の流れを防ぎ、前記保持部材は、エンジンの非動作状態時に、前記シール部材を、取り付け、位置を決め、受容するために前記シールチャンバにアクセスを提供し、動作状態時に、冷却空気の圧力に対して前記シール部材を半径方向に保持し、
前記保持部材は、保持部材セグメントの列からなり、前記外側エアシールセグメントの列によって係合され、前記外側エアシールセグメント列の少なくとも１つは、前記半径方向に延びる回転防止突起を有し、前記回転防止突起は、前記保持部材セグメントの対応する開口部内に延びて前記外側エアシールセグメント列の周方向への動きを防ぎ、
前記支持体と前記保持部材との間の軸方向隙間は、前記弾性シール部材の外径における前記支持体と前記弾性シール部材との間の軸方向隙間よりも小さく、
前記保持部材の前記第２の保持部材壁の軸方向厚さは、前記外側エアシール部材の内向きに延びる壁の軸方向厚さよりも小さく、これにより、動作状態時に、前記弾性シール部材の基部と、前記外側エアシール部材の前記壁との間の係合が促進されることを特徴とする回転機械のステータアッセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作動媒体ガス用の流路と、該作動媒体用流路に対して周方向に延びるステータ構造体と、を有するタイプの軸流回転機械に関する。より具体的には、本発明は、外側エアシールまたはステータベーン列のプラットフォームなど、動媒体流路を規定するように周方向に延びる壁セグメント列を備えたステータアッセンブリに関する。本発明は、軸流ガスタービンエンジン分野での研究中に着想されたものであるが、回転機械を用いる他の分野にも適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
軸流ガスタービンエンジンは、一般的に、圧縮部、燃焼部、およびタービン部を有する。作動媒体ガスの環状流路は、エンジンの各部分を通って軸方向に延びる。ステータアッセンブリは、作動媒体ガスを流路に閉じ込めて、作動媒体ガスを流路に沿って導くように、環状流路において内向きおよび外向きに延在する。
【０００３】
ガスは、流路を通流しながら、圧縮部で加圧され、燃焼部で燃料と共に燃焼されてエネルギーが付与される。高温の加圧ガスは膨張して、タービン部において有用な仕事を行う。この仕事の主な部分は、フリータービンを駆動するため、あるいは、航空機の推力を生じさせるための出力として使用される。
【０００４】
タービン部によって生じた仕事の他の部分は、出力には使用されず、エンジンの圧縮部において燃焼部に導かれる作動媒体ガスを加圧し、かつエンジンの選択された位置に冷却空気を供給することに使用される。この仕事をタービン部から圧縮部に伝達するように、ロータアッセンブリがエンジンに亘って延在する。ロータアッセンブリは、圧縮部において作動媒体ガスに対して仕事を行うロータブレード列と、タービン部において作動媒体ガスから仕事を受けるロータブレード列と、を有する。タービン部のロータブレードは、作動媒体流路を横切って外向きに延びるエアフォイルを有する。タービンのエアフォイルは、ガスからの仕事を受けて、回転軸を中心にロータアッセンブリを駆動させるように、作動媒体流に対して所定の角度をなしている。
【０００５】
圧縮部およびタービン部のステータアッセンブリは、作動媒体流路を規定する内周側ケースおよび外周側ケースを有する。ステータベーン列は、内周側ケースと外周側ケースとの間の作動媒体流路を横切って延びる。ステータベーン列は、ロータブレード列と交互に配置される。各ステータベーンは、流路を規定する外側壁セグメントつまりプラットフォームを含み、外壁セグメント列を形成する。各ステータベーンは、外側プラットフォームから内向きに延びる１つまたは複数のエアフォイルを有する。所望の角度を有するステータベーンのエアフォイルにより、作動媒体流が隣接するロータブレード列に対して方向づけられる。
【０００６】
ステータアッセンブリは、ステータベーン列の間に位置し、かつロータブレードの外側に配置された第２の壁セグメント列をさらに含む。一般的に外側エアシールと呼ばれる第２の壁セグメント列は、外周側ケースから支持され、作動媒体流路の周囲に沿って周方向に延びる。これらのセグメントは、周方向に離間し、該セグメント間に隙間を形成する。この隙間は、外周側ケースが加熱され膨張する際、または冷却されて収縮する際に、エンジンの動作状態に応じた壁セグメント列の直径の変化に対応するように配設される。
【０００７】
ステータアッセンブリは、外周側ケースから外側エアシールのシールセグメントを支持する上流側支持体および下流側支持体などの支持構造体を含む。シールセグメントは、フランジによって支持体を係合するように構成される。これらのフランジは、一般的に「フック」と呼ばれる。外周側ケースおよび支持体構造体は、シールセグメントをブレードに近接して配置して、半径方向に作動媒体ガスに面するシール面を提供する。シール面は、ロータブレードの先端を越えて作動媒体ガスが漏れるのを防ぐ。
【０００８】
シールセグメントの内面は、一般的に、磨耗可能な材料から形成されており、動作状態時に、シールセグメントがロータブレードの先端と摩擦接触することを可能にする。結果として、ロータブレードは、周方向の力とモーメントとをシールセグメントに及ぼし、シールセグメントをエンジン軸の周りで周方向に付勢する。力およびモーメントは、支持構造体の抵抗を受ける。
【０００９】
外側エアシールアッセンブリは、一般的に、支持体の１つと、外側エアシールセグメントとの間に延びるピンを含み、該ピンは、周方向に向けられた力に対してセグメントを抑制する。このようなピンの例は、Ｃｈａｐｌｉｎ、  ＤｅＴｏｌｌａおよびＧｒｉｆｆｉｎに発行された米国特許第４，２４７，２４８号明細書「ガスタービンエンジンの外側エアシール支持構造」に示されている。ロータブレードと外側エアシールセグメント面との間の摩擦接触から生じる力とモーメントに抵抗することに加えて、これらのピンは、外側エアシールセグメントを位置決めする。これらのピンは、ピンを受ける適切な開口部の機械加工を必要とし、アクセスおよび検査が困難な位置への取り付けを必要とし、かつ、エンジン用の付加的な部品の製造および保守を必要とする。
【００１０】
流路の近くに配置される結果、セグメント面およびセグメント自体は、高温作動媒体ガスと密接に接触する。セグメントは、ガスから熱を受け、かつセグメントの温度を許容限度内に保つように冷却される。加圧冷却空気は、外側エアシールアッセンブリ内の供給チャンバから冷却空気孔を通ってセグメントの外面へと流れる。冷却空気は、空気がシールセグメント壁を通流して、しみ出し冷却（トランスピレーションクーリング）をもたらし、空気がセグメントから流出した後、セグメントの外部で空気の膜（フィルム）でフィルム冷却をもたらす。冷却空気の膜は、セグメントと高温の作動媒体ガスとの間にバリアをもたらす。
【００１１】
外側エアシールセグメントおよび支持体がセグメント化されているため、漏出流路（リークパス）が冷却空気の供給チャンバから作動媒体流路に生じる。これらの漏出流路により、冷却空気が有益な冷却をもたらす位置から冷却空気が逸れる。エンジンにより冷却空気が加圧されるため、これらの漏出流路によってエンジンの空気力学的効率が減少してしまう。冷却空気消費を減らすことにより、加圧に起因する性能上のペナルティが減少する。従って、エンジンの重要な位置における漏出流路を遮り、冷却空気の損失を減少させるように、シールチャンバが配設される。
【００１２】
タービン部の他の部分においけるこのようなシールチャンバの一例は、Ｃｈａｐｌｉｎに発行された米国特許第４，３３６，９４３号明細書「フランジ継手の楔形シール」に示されている。Ｃｈａｐｌｉｎにおいては、シールチャンバに、シール部材またはリングが設けられる。リングは、圧力の高い領域に対して開いたアームを有する。アームは各々、シールチャンバを囲む面に対して付勢されて、エンジンからの冷却空気の損失を防ぐ。
【００１３】
また、このタイプのシール部材は、近接するステータベーン列の支持体と共に外側エアシールアッセンブリの近くに用いられる。ベーン支持体および外側エアシールアッセンブリは、シール部材のシールチャンバを形成して、シール部材を位置決め、配置し、かつ保持する。取付後にシール部材の配置の検査するためには、近接するベーン支持体を解体する必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述の技術に関わらず、本願の譲受人の指示の下、科学者および技術者は、流路を規定する２つの周方向に延びる構造体間に配置される、弾性シール部材を用いたシールチャンバを介して漏出流路を遮る構造体であって、かつ、弾性シール部材の組立、取外しおよび配置検査、ならびにエンジンの非動作状態時および動作状態時の弾性シール部材の位置決めおよび保持を容易にする構造体の開発を試みている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明によると、ステータアッセンブリは、２つの周方向に延びる構造体を有し、これらの２つの構造体は離間し、その間に冷却空気の漏出流路を遮る環状シールチャンバが形成される。ステータアッセンブリは、弾性シール部材を含み、この弾性シール部材は、上記２つの構造体間の空間を横切って延びてシールチャンバを高圧領域と低圧領域とに分けるとともに、高圧領域に開いて上記２つの構造体と係合するアームを有する。ステータアッセンブリは、低圧領域の空間に亘って延びる保持部材をさらに含み、この保持部材は、ステータアッセンブリの一部分に取り外し可能に取り付けられて、弾性シール部材を位置決めして保持し、かつ、弾性シール部材の組立および取外しの際に、チャンバにアクセスを提供する。
【００１６】
本発明によると、回転機械のステータアッセンブリは、環状シールチャンバにおいて周方向に延び、かつ、第１の構造体と第２の構造体との間において軸方向に延びる弾性シール部材を有し、さらに、ステータアッセンブリは、保持部材と弾性シール部材とを備え、保持部材は、構造体の１つに取り外し可能に取り付けられ、軸方向に延びて、半径方向に向いてシールチャンバを規定し、弾性シール部材は、漏出流路の加圧冷却空気によって、保持部材に対して半径方向に付勢され、第１の構造体と第２の構造体に対して軸方向に付勢されて、シールチャンバを通る冷却空気の流れを遮り、保持部材は、エンジンの非動作状態時、シール部材を取り付け、位置決めし、受容するためにシールチャンバへのアクセスを提供し、また、動作状態時、冷却空気の圧力に対して半径方向にシール部材を保持する。
【００１７】
本発明の一実施形態によると、回転機械は、作動媒体ガスの流路を有し、第２の構造体は、周方向に延びる壁セグメント列で、各壁セグメントは、作動媒体ガスの流路を規定する面を有し、第１の構造体は、壁セグメントの外側の周りに周方向に延びて、保持部材とステータ部材の両方に支持体を提供する。
【００１８】
本発明の一実施形態においては、シールチャンバは、外側エアシールの外側エアシール支持体を含む冷却可能な外側エアシールアッセンブリを用いて、形成することができること、および、保持部材は、詳細な実施形態において、弾性シール部材を配置するために、そのチャンバにアクセスを提供し、外側エアシールを周方向の動きに対して保持することという認識に部分的に基づいている。
【００１９】
一実施形態によると、第２の構造体の壁セグメントは、周方向に延びる支持体を摺動自在に係合する外側エアシールセグメントの列であり、シールチャンバは、支持体によって軸方向の一方を規定され、少なくとも２つの外側エアシールセグメントのフックから延びるシール壁によって軸方向の他方を規定される。シール壁は、支持体の周りに延び、支持体から軸方向に離間している。
【００２０】
本発明の一実施形態によると、保持部材は、外側エアシールセグメントの列によって係合された保持セグメント列から形成され、保持セグメント列の少なくとも１つのセグメントは、半径方向に延びる回転防止突起を有し、保持部材が、外側エアシールセグメント列が周方向に動くのを防止し、回転防止突起は、他のセグメント列のセグメントの対応する開口部内に延びて、弾性シール部材の位置を固定する。
【００２１】
本発明の一実施形態によると、保持部材は、開口部を有するように形成された鋳造部品で、外側エアシールは、突起部を有するように形成された鋳造部材である。
【００２２】
一実施形態によると、保持部材は、軸方向および周方向に延びてシールチャンバを規定する第１の壁つまり支持アームと、第１の壁から周方向および半径方向に延びて第１の壁と角部を形成する第２の壁と、を有し、第２の壁は、半径方向内向きに延びて、シールチャンバの軸方向を規定する外側エアシール部材の一部と近接し、シールチャンバの上端から下端までに、第２の壁と外側エアシール部材の一部との間において半径方向隙間Ｒが存在し、第２の壁は、半径方向に延び、保持部材における開口部に隣接して保持部材と外側エアシールの回転防止突起との係合により生じる支圧応力を、保持部材の第２の壁との係合面積を増やすことによって低減し、外側エアシール部材の回転防止突起を外向きに延ばして、外側エアシールセグメントの残りの部分（リメンダ）の径より大きい径にて保持部材の第１の壁に係合することによって、保持部材への回転モーメントを低減する。
【００２３】
他の詳細な実施形態によると、保持部材の半径方向壁の軸方向の厚さは、弾性シール部材の基部と、外側エアシールセグメントの壁との係合を促進するように、外側エアシール部材の内向きに延びる壁の軸方向の厚さよりも小さい。
【００２４】
一実施形態によると、支持体と保持部材の支持アームとの軸方向の隙間は、弾性シール部材の先端すなわち外径での、支持体の後方壁と弾性シール部材との間の軸方向の隙間より小さい。
【００２５】
詳細な一実施形態においては、弾性シール部材が、取付状態より非取付状態方が軸方向に長くなるように、非取付状態の弾性シール部材の軸方向長さは、シールチャンバの軸方向長さより長い。
【００２６】
詳細な一実施形態によると、弾性シール部材は、非取付状態の弾性シール部材の弾性シール面間の軸方向長さが取付状態のシール面間の軸方向長さより大きい、アコーディオン形の弾性シール部材である。
【００２７】
詳細な一実施形態によると、動作状態時、アコーディオン形シール部材の配向によって、外側エアシールからの冷却空気の圧力が、アコーディオン形シール部材のシール面を外側エアシール部材と支持体とに対して付勢する。
【００２８】
本発明によると、外側エアシールアッセンブリを形成する方法は、外側エアシールアッセンブリのカートリッジ状のモジュールを形成するステップを含み、このモジュールには、外側エアシール支持体と、複数の外側エアシールセグメントと、保持部材と、が含まれ、半径方向に延びるシール部材が、構造体間に延びて、保持部材で固定される。本発明の方法は、外側エアシールアッセンブリの後側を受ける溝を有し、かつ外側エアシールアッセンブリの外径の外側に延びる第１の固定具に外側エアシールアッセンブリを配置することによって、モジュールを形成するステップと、外側エアシールアッセンブリの外径より小さい直径を有する第２の固定具に外側エアシールアッセンブリを配置することによって第２のモジュールを形成するステップと、第２のモジュールを回転機械に挿入するステップと、外側エアシールアッセンブリを回転機械に固定して、エンジンから第２の固定具を取り除くステップと、を含む。
【００２９】
本発明の主な特徴は、シール部材のシールチャンバを形成する第１の構造体と第２の構造体とである。他の主な特徴は、シールチャンバに配置されたシール部材用の保持部材である。一実施形態においては、保持部材は、第１の構造体と第２の構造体との間に延び、シールチャンバを形成する上記構造の１つに取り付けられることによって支持される。一実施形態においては、特徴は、固定具と外側エアシールアッセンブリとによって形成されるサブアッセンブリのモジュール的性質である。詳細な一実施形態においては、外側エアシールアッセンブリのモジュールは、外側エアシール支持体と、複数の外側エアシールセグメントと、保持部材と、を含み、半径方向に延びるシール部材は、第１の構造体と第２の構造体との間に延び、保持部材で固定される。詳細な一実施形態においては、特徴は、外側エアシールセグメントと保持部材との間に半径方向に延びる回転防止突起であり、この回転防止突起は、一つの部材に取り付けられ、他の部材のスロット内へと延びる。詳細な一実施形態においては、特徴は、外側エアシールセグメントから半径方向に延びてシールチャンバを規定するシール壁を有する外側エアシールセグメントのフックと、シール壁から半径方向に延びて半径方向に延びる回転防止突起を形成するラグと、である。
【００３０】
本発明の主な利点は、エンジン効率であり、このエンジン効率は、弾性シール部材を配置したシールチャンバを形成することによって、回転機械の冷却可能なステータアッセンブリからの冷却空気の損失を防ぐことに起因する。一実施形態においては、他の利点は、シールチャンバと弾性シール部材とを有するアッセンブリの、シール部材を含むモジュール型サブアッセンブリを用いることに起因するアッセンブリの製造、修理、検査の容易さに関連するライフサイクルコストである。特に、製造の容易さは、第１の構造体から第２の構造体を支持することと、シール部材をシールチャンバに配置することと、第１の構造体からの保持部材を取り付けてモジュール型サブアッセンブリを形成することと、により促進される。詳細な一実施形態における特徴は、シール保持部材の耐久性であり、この耐久性は、ロータブレードが擦れる際のシールセグメントに作用する反回転モーメントに抵抗するためにシール保持部材が要する力のレベルに対応する。外側エアシールセグメントのフックから外向きに径のより大きい方に延びる回転防止突起すなわちラグを用いると、より小さい径にてシール保持部材から内向きに延びて外側エアシールセグメントを係合するラグに起因するモーメントアームに比べて、上記力は低くなる。
【００３１】
弾性シール部材は、シールチャンバに配置され、動作状態時に、冷却空気の圧力によって支持体と外側エアシール部材に対して軸方向に付勢され、外側エアシールアッセンブリは、周方向に延びる保持部材をさらに含み、保持部材は、支持体に取り外し可能に取り付けられてシールチャンバにアクセスを提供し、かつ、軸方向に延びてシールチャンバを規定し、非動作状態時に、シールチャンバのシール部材を囲み、位置を決め、動作状態時に、冷却空気の圧力に対して半径方向にシール部材を保持する。
【００３２】
本発明の前述の特徴および利点は、本発明の詳細な記述および添付の図面によりさらに明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図１は、対称軸Ａを有する、ガスタービンエンジン１０などの回転機械の側面図である。エンジン１０は、内部の断面図が見えるように部分的に切り取られている。エンジン１０は、作動媒体ガス用の環状の流路１２を有する。環状の流路は、軸Ａを中心に配置され、エンジン１０を通して軸方向に延びる。エンジン１０は、タービン部１４を含み、タービン部１４は、流路１２に対して周方向に延びるステータアッセンブリ１６とロータアッセンブリ１８とを有する。ロータアッセンブリは、ロータディスク２２と、ロータブレード２４として示すロータブレード列と、を含む。ロータブレードは、作動媒体流路を横切って外向きに延び、ステータアッセンブリと近接する。
【００３４】
ステータアッセンブリ１６は、外周側ケース２６と、ステータベーン列２８，３２と、を含む。第１のステータベーン列２８は、外周側ケースから作動媒体流路１２を横切って内向きに延びる。第１のステータベーン列は、ロータブレード列２４の上流に位置する。第２のステータベーン列３２は、ロータブレード列の下流において同様に配置される。外側エアシール３６を有する外側エアシールアッセンブリ３４は、第１のステータベーン列と第２のステータベーン列との間に配置される。外側エアシールアッセンブリは、外側エアシール支持体３８として示す第１の構造体を有し、この第１の構造体は、外側エアシールを支持し、位置決めするように、外周側ケースから内向きに延びる。外側エアシールは冷却可能であり、外側エアシールアッセンブリの第２の構造体を形成する。
【００３５】
図２は、図１に示す構造体の一部を後方から見た斜視図であり、外側エアシールアッセンブリ３４の一部をより詳細に示す。上述のように、外側エアシールアッセンブリは、外側エアシール支持体３８と外側エアシール３６とにより部分的に形成される。外側エアシールアッセンブリは、保持部材４２と、前記構造体の間で軸方向に延びるシール部材４４（一実施例であるシール部材４４ａとして示す）と、をさらに含む。シール部材は、薄い金属構造で弾性的に形成される。シール部材は、構造体３６と構造体３８との間に、保持部材４２を用いて半径方向に固定される。
【００３６】
外側エアシール３６は、複数の外側エアシールセグメント（壁セグメント３６ａ，３６ｂとして示す）から形成される。外側エアシールは、シール面５２ａ，５２ｂとして示すシール面５２を備えたシール部４８を有する。シール面５２は、作動媒体流路１２を規定するように、軸Ａを中心に周方向に延びるとともに、図１に示すロータブレード列２４の軸方向外側に延びる。外側エアシールのシール面は、高温の作動媒体ガスがロータブレードの先端を越えて漏出しないように防ぐ。
【００３７】
外側エアシール支持体３８は、外側エアシールセグメント３６ａ，３６ｂを支持するように、外側エアシール３６の外周側の周りに周方向に延びている。このような一実施形態においては、外側エアシール支持体は、セグメント３８ａ，３８ｂとして示す複数のセグメントから形成される。支持体セグメントの各々は、２つの対応する外側エアシールセグメント３６ａ，３６ｂを係合する。各支持体セグメントは、第１の側面５６（周方向に面する側面５６ａ，５６ｂとして示す）を有する。第２の側面５８（側面５８ａとして示す）は、周方向に面しており、かつ周方向の隙間Ｇによって、隣接するセグメントの第１の側面から周方向に隔てられている。
【００３８】
図３は、図２に示す構造体の線３−３に関する断面図である。図３は、図２に示した弾性シール部材４４ａの他の実施形態４４ｂを示す。弾性シール部材４４ｂも、シール部材を捕捉する隣接の構造体３６と構造体３８との間に配置される。図２および図３に示すように、支持体セグメント３８ａは、前方壁６２と後方壁６４とを有する。これらの壁によって、支持体セグメントは外周側ケース２６に係合する。具体的には、前方壁は、外周側ケースに係合する前方外周側レール６６を有する。前方外周側レールから半径方向に離間して、前方内周側レール６８が設けられている。前方内周側レール６８は、軸方向前方に延び、軸Ａｓの周りに周方向に延びる外側方向に面する外面７２を有する。周方向に延びる突起７４が、前方壁から軸方向に延びる。
【００３９】
後方壁６４は、前方壁６２から軸方向に離間しており、該壁間に冷却空気の供給領域７６の一部を形成する。後方壁は、外周側ケースと係合する後方外周側レール７８を有する。後方内周側レール８２は、後方外周側レールから半径方向に離間している。後方内周側レール８２は、軸方向後方に延びる。後方内周側レール８２は、取付状態で軸Ａに一致する軸Ａｓを中心に周方向に延びる外側方向に面する外面を有する。
【００４０】
図２，図３に示すように、各外側エアシール支持体セグメントの内周側レール（支持体セグメント３８ａの内周側レール６８，８２として示す）は、対の外側エアシールセグメント３６ａ，３６ｂと係合する。各外側エアシールセグメントは、前方フック８６を有する。前方フックは、シール部４８から軸方向前方に延びかつ支持体セグメントの前方壁６２の内周側レール６８上に延びる。前方フックは、内側方向に面する内面８８を有しており、この内面８８は、外側エアシール支持体の対応する支持体セグメント３８ａの前方レール６８の外面７２と摺動自在に係合する。
【００４１】
各外側エアシールセグメント３６ａは、また、シール部４８から軸方向後方に延びる後方フック９２を有する。後方フックは、外側エアシールアッセンブリの第１の構造体である支持体セグメント３８ａの後方レール８２上に延びる。後方フックは、内側方向に面する内面９４を有しており、この内面９４は、外側エアシール支持体の対応する支持体セグメントの後方レール８２の外面８４と摺動自在に係合する。
【００４２】
半径方向に延びるシール壁９６は、後方フック９２から内向きに延びる。シール壁は、周方向に延びるとともに、外側エアシール支持体セグメント３８ａの後方壁６４から離間しており、該壁間に環状のシールチャンバ９８を形成する。シール壁から、回転防止突起１０２が半径方向に延びている。回転防止突起１０２は、ステータアッセンブリの対応する開口部（保持部材４２の開口部１０４など）内に延びるように構成される。上述のように、保持部材は、第１の構造体、すなわち、外側エアシール支持体セグメント３８ａに取り付けられる。
【００４３】
弾性シール部材４４ｂは、第１の構造体の後方壁６４と、第２の構造体（外側エアシールセグメント３６）のシール壁９６との間におけるシールチャンバ９８の軸方向長さＬｓにわたって延びる。弾性シール部材により、シールチャンバが高圧領域１０６と低圧領域１０８とに分割される。
【００４４】
保持部材４２は、低圧領域１０８に配置される。保持部材は、半径方向に面するとともに、シールチャンバ９８の軸方向長さＬｓに亘って延在し、シールチャンバを規定する。保持部材は、外側エアシール支持体３８（すなわち、ステータアッセンブリの第１の構造体）に、周方向に離間した２つのボルト１１２によって取り外し可能に取り付けられる。
【００４５】
第３のボルト孔１１４が、取付ボルト１１６を受けるように設けられる。この取付ボルトは、外側エアシールアッセンブリ３４を外周側ケース２６に取り付けるために設けられる。図１，図３に示すように、第３のボルトおよびボルト孔は、外側エアシール支持体３８の後方壁６４、保持部材４２、ステータベーン３２の一部、および外周側ケース２６を貫いて延びる。外側エアシール支持体３８の前方壁６２（中心線で示す）の開口部１１８は、第３のボルトを取り付けるため、かつ図５，図５Ａに示される固定具と共に用いるために支持体内部へのアクセスを提供する。また、この開口部により、冷却空気の供給領域７６が冷却空気源１２２と流体連通する。
【００４６】
保持部材４２は、回転防止突起１０２を受けるように半径方向に延びる開口１０４を有する。従って、保持部材は、弾性シール部材４４ｂを高圧領域１０６および低圧領域１０８の圧力に対して位置決めかつ保持するとともに、外側エアシールセグメント３６ａを周方向の位置ずれに対して位置決めかつ保持する。保持部材４２は、また、弾性シール部材の組立時および取外し時に、シールチャンバ９８へのアクセスを提供する。
【００４７】
図２に示すように、冷却空気の供給領域７６が、外側エアシールに冷却空気を供給するために外側エアシール３６の外側に配置される。外側エアシール支持体３８が、冷却空気の供給領域を規定する。外側エアシール支持体の各セグメントを規定する構造体は、周方向に延びる前方壁６２と、前方壁から軸方向に離間した後方壁６４と、を含む。後方壁は、周方向に延び、前方壁と後方壁との間に供給領域を形成する。これらの壁により、供給領域の軸方向が規定される。
【００４８】
図２Ａは、図２に示す外側エアシールアッセンブリ３４の一部の上面図である。図２，図２Ａおよび図３は、半径方向に延びる第１の隔壁１２２、半径方向に延びる第２の隔壁１２４、および第１のパーティションすなわち外周側パーティション１２６などの外側エアシール支持体３８の構成要素を示す。冷却空気供給領域７６の周方向部分は、半径方向に延びる第１の隔壁と、半径方向に延びる第２の隔壁とによって規定される。半径方向に延びる第１の隔壁は、第１の側面から距離Ｄａだけ離間している。第２の隔壁は、第２の側面から距離Ｄｂだけ離間しており、第１の隔壁から距離Ｄｃだけ離間している。距離Ｄｃは、距離Ｄｂより大きい。
【００４９】
図２Ｂは、第２のパーティションすなわち内周側パーティション１２８の上面図である。図３に示すように、内周側パーティションは、該パーティションを支持体に仮付溶接するなど任意の適切な手段によって外側エアシール支持体に取り付けられる。図２Ａに示すように、内周側パーティションは、隔壁１２２，１２４に重なるように周方向に延びる。図２および図２Ａに示すように、取付状態において内周側パーティションは、半径方向に位置Ｐと整列するが、周方向に位置Ｐからずれている。
【００５０】
図３に示すように、支持体セグメント３８ａの第１のパーティションすなわち外周側パーティション１２６は、周方向に延びるとともに、前方壁６２から後方壁６４に延びる。第１のパーティションにより、供給領域７６が外周側冷却空気チャンバ１３２と、内周側冷却空気チャンバ１３４とに分割される。第１のパーティションは、外周側チャンバと内周側チャンバとを流体連通させる複数の冷却空気孔１３６を有する。
【００５１】
図３に示すように、第２のパーティション１２８は、第１のパーティションの内周側に位置し、前方壁６２と後方壁６４とに取り付けられる。第２のパーティションは、周方向に延びるとともに、前方壁６２から後方壁６４に延びる。第２のパーティションは、内周側冷却空気チャンバ１３４を規定するように、第１のパーティションから半径方向に離間している。第１の隔壁１２２は、内周側冷却空気チャンバ１３４の周方向を規定するとともに、外周側冷却空気チャンバ１３２の周方向の一部を規定する。また、第２の隔壁は、内周側冷却空気チャンバの周方向を規定し、外周側冷却空気チャンバの周方向の一部を規定するように半径方向に延びる。図２Ａおよび図３に示すように、外側エアシール支持体セグメント３８ａは、周方向に延びる第３の隔壁１４２を有しており、この第３の隔壁により、内周側チャンバ１３４が前方コンパートメント１３４ｆと後方コンパートメント１３４ｒとに分割される。
【００５２】
図３に示すように、第２のパーティション１２８は、外側エアシール３６のシール部４８から半径方向外側に離間している。この空間は、外側エアシールの冷却空気チャンバ１４４となる。第２のパーティションは、複数の冷却空気孔１４６を有し、これらの冷却空気孔１４６によって、内周側冷却空気チャンバ１３４と、外側エアシール支持構造体の外側および外側エアシールの冷却空気チャンバ１４４（コンパートメント１４４ｆ，１４４ｒとして示す）とが流体連通する。外周側冷却空気チャンバが外側エアシールの外側と連通するように、複数の冷却空気孔１４８が外側エアシールのシール部を貫通している。
【００５３】
図４は、図２に示す外側エアシールアッセンブリ３４の斜視図であり、外側エアシール支持体セグメント３８ａと、隣接する外側エアシール支持体セグメント３８ｃの一部とを切り取ったものである。複数のフェザーシール１５２，１５４，１５６，１５８が、解体された状態で示されている。仮想線は、フェザーシール１５２，１５４と、外側エアシール支持体セグメントの第１の側面５６ａのフェザーシールスロット１６２，１６４，１６６との関係を示す。フェザーシールは、隣接する外側エアシール支持体セグメント３８ｃの第２の側面５８の対応するフェザーシールスロット（図示せず）内に延びる。
【００５４】
具体的には、外側エアシール支持体セグメント３８ａの第１の側面５６ａは、第１のスロット１６２を有し、第１のスロット１６２は、後方内周側レール８２と後方外周側レール７８との間に半径方向に延びて、対になったフェザーシール１５２，１５４の半径方向部分１５２ｒ，１５４ｒを受ける。第２のスロット１６４は、前方内周側レール６８と後方内周側レール８２との間に軸方向に延びる。第３のスロット１６６は、第２のスロットの半径方向外側において延びるとともに、前方壁６２と後方壁６４との間に軸方向に延びる。第２のスロットおよび第３のスロットの各々は、第１の側面は、対になったフェザーシール１５２，１５４における軸方向に延びる部分１５２ａ，１５４ａを受けるように構成される。
【００５５】
第１のフェザーシール１５２は、半径方向の第１のスロット１６２内に配置される半径方向に延びる部分１５２ｒを有する。第１のフェザーシールは、軸方向第３のスロット１６６内に配置される軸方向に延びる部分を有する。これらの半径方向部分および軸方向部分は、隣接する支持体セグメント間の半径方向および後方向において、外周側冷却空気チャンバ１３２からの冷却空気の漏出を防ぐが、冷却空気の多少の漏出は生じ得る。
【００５６】
第２のフェザーシール１５４は、半径方向に延びる部分１５４ｒを有しており、この半径方向部分１５４ｒは、半径方向第１のスロットに配置されて、外周側冷却空気チャンバから、および内周側冷却空気チャンバ１３４をシールする連続的な隔壁を備えていない内周側冷却空気チャンバからの後方への漏出を防ぐ。第２のフェザーシールは、軸方向の第３のスロット１６６内に配置される軸方向に延びる部分１５４ａを有しており、隣接した支持体セグメント３８ａ，３８ｃの内周側冷却空気チャンバを規定する隣接した隔壁間の領域からの冷却空気の半径方向の漏出を防ぐ。第２のフェザーシール１５４は、また、第１のフェザーシール１５２ｒに重なる第２のフェザーシールの半径方向部分１５４ｒによって、外周側冷却空気チャンバから後方への漏出を防ぐ。
【００５７】
上述のように、図３は、図２の外側エアシールアッセンブリ３４ａの一部分の拡大図である。図３は、弾性シール部材４４ａの他の実施形態４４ｂ、およびこのシール部材を固定する隣接の構造体をより詳細に示す。支持体セグメント３８と外側エアシール３６との間で冷却空気チャンバ１４４から外側に冷却空気の漏出流路（リークパス）が延びている。漏出流路は、シールセグメントの後方フック９２（の内面９４）と、支持体セグメントの後方レール８２（の外面）との間に延在し、外側に延びる。漏出流路は、セグメント間の隙間Ｇのフェザーシールに隣接する流れも含む。漏出流路は、シールチャンバ９８によって遮られる。
【００５８】
シールチャンバ９８の軸方向は、一方の側において、支持体セグメント３８（後方壁６４）によって規定され、他方の側において、外側エアシールセグメント（少なくとも２つの外側エアシールセグメント３６ａ，３６ｂの後方フック９２のシール壁９６）によって規定される。これらのフックは、支持体の周りに延び、支持体から軸方向に離間している。具体的には、シールチャンバは、軸方向上流側で、後方壁６４によって規定され、軸方向下流側で、シール壁９６によって規定される。このシール壁は、後方フック９２の後方の残部（リメンダ）において半径方向に延びており、外側エアシールセグメントの後方壁６４から軸方向に長さＬｓだけ離間している。後方フック９２は、また、環状シールチャンバ９８の半径方向の一部を規定する外側方向に面する外面９５を有する。
【００５９】
図示のように、保持部材４２は、シールチャンバ９８の低圧領域１０８に配置される。保持部材４２は、第１の保持部材壁４３ａを有し、この第１の保持部材壁４３ａは、軸方向および周方向に延びてシールチャンバの半径方向を規定する。保持部材４２は、第１の保持部材壁との角部を形成するように第１の保持部材壁から周方向および半径方向に延びる第２の保持部材壁４３ｒを有する。この第２の保持部材壁は、半径方向内向きに延びて、外側エアシール部材のシール壁９６と近接する。第２の保持部材壁は、シールチャンバの軸方向を規定し、保持部材と外側エアシールセグメントとの間において半径方向の隙間Ｒを形成する。半径方向の隙間Ｒは、シールチャンバの上端と下端との間に半径方向に延在する。
【００６０】
第２の保持部材壁４３ｒは、保持部材４２の開口１０４に隣接して、半径方向に延びる。ロータブレードと外側エアシールセグメントとが干渉して擦れる際に、第２の保持部材壁が対応するシールセグメント上の回転防止突起１０２と係合するように構成される。これにより、保持部材４２と外側エアシールの回転防止突起との係合から生じる支圧応力を、第２の保持部材壁との係合面積を増やすことによって軽減させることができ、かつ外側エアシールセグメントの残部（リメンダ）の径より大きい径の位置にて保持部材の第１の壁と係合するように外側エアシール部材の回転防止突起を外向きに延ばすことによって、保持部材への回転モーメントを低減させる。
【００６１】
弾性シール部材４４ｂは、非取付状態で、シールチャンバの軸方向長さＬｓより大きい軸方向長さＬｕを有する。従って、非取付状態の弾性シール部材は、取付状態の軸方向長さＬｓより大きい軸方向長さＬｕを有する。弾性シール部材４４ｂは、第２の構造体のシール壁９６および第１の構造体の後方壁６４に係合する第１のアーム４５および第２のアーム４６をさらに含む。これらのアームは、高圧冷却空気によりアーム同士が離れて壁と係合するように高圧領域１０６に対して開いている。一実施形態においては、弾性シール部材４４は、一連のＵ字形部材から形成されるとともに、軸方向に離間した一対のアームを有し、かつアーム間にＵ字形の開口を形成するように湾曲している。各アームは、隣接するＵ字形部材のアームに結合され、第１および第２のアーム４５，４６に隣接した弾性シール部材４４ｂにおける開口が動作状態で高圧領域に向くようにシールチャンバ内に配置される。高圧冷却空気によって付勢され、隣接する構造体に係合するアームを有する代替の実施形態４４ａなど他の構成であってもよい。
【００６２】
上述のように、外側エアシール３６は、この外側エアシール３６と第２のパーティション１２８との間に外側エアシール冷却空気チャンバ１４４を形成するように、外側エアシール支持体の第２のパーティション１２８から半径方向内側に離間している。外側エアシールのシール部は、フェザーシールスロット１６８を含み、このフェザーシールスロット１６８は、周方向に隣接する外側エアシールセグメントの対応するフェザーシールスロットに面する。このフェザーシールスロットは、軸方向に延びる部分１６８ａと、前方に延びる半径方向部分１６８ｆｒと、後方に延びる半径方向部分１６８ｒｒと、を有し、これらの部分は、セグメントが第３のフェザーシール１５６および第４のフェザーシール１５８を受けるように構成される。
【００６３】
第３のフェザーシール１５６は、外側エアシールセグメントのフェザーシールスロットに配置される軸方向部分１５６ａを有する。第３のフェザーシールは、外側エアシールセグメントのフェザーシールスロットの軸方向部分の概ね全長に亘って延びる。第３のフェザーシールは、前方に延びるフェザーシールスロットの半径方向部分に配置される半径方向に延びる部分１５６ｒを有する。
【００６４】
同様に、第４のフェザーシール１５８は、外側エアシールセグメントのフェザーシールスロットに配置される軸方向部分１５８ａを有する。第４のフェザーシールは、第３のフェザーシールのように、外側エアシールセグメントのフェザーシールスロットの軸方向部分の概ね全長に亘って延びる。第４のフェザーシールは、フェザーシールスロットの後方に延びる半径方向部分に配置される半径方向に延びる部分１５８ｒを有する。第３のフェザーシールおよび第４のフェザーシールの軸方向の重なり部分は、冷却空気チャンバ１４４からの冷却空気の漏れを半径方向に防ぐ二重のシールを付与するように機能する。
【００６５】
図５は、外側エアシールアッセンブリモジュール１７２の分解断面図である。モジュールは固定具１７４を含む。断面図は、使用状態すなわち外側エアシールアッセンブリ３４を組み立てる際の水平方向のモジュールから９０度回転させている。このモジュールは、外側エアシールアッセンブリ３４の組立が完成し、エンジンに挿入するために第２の固定具に配置する以前の状態で示されている。
【００６６】
図５に示す外側エアシールアッセンブリ３４は、図２に示す外側エアシールアッセンブリである。外側エアシールアッセンブリ３４は、複数の外側エアシール支持体セグメントからなる外側エアシール支持体３８と、複数の外側エアシールセグメントからなる外側エアシール３６と、保持部材４２と、を含み、半径方向に延びるシール部材４４ａが、構造体間に延び保持部材により固定される。
【００６７】
固定具１７４は、外側エアシールアッセンブリ３４の軸Ａｓと一致する軸Ａｆを中心に周方向に延びる。この固定具は、軸Ａｓの周りに配置された環状の支持部１７５を含む。この固定具の支持部は、第１の溝１７６を有し、この第１の溝１７６は、周方向に延び、複数の外側エアシールセグメント３６ａ，３６ｂを有する外側エアシールを受ける。第２の溝１７８は、第１の溝の半径方向外側にあり、支持部の周りに周方向に延びる。第２の溝は、外側エアシール支持体３８の前方壁６２の軸方向突起７４を受ける。第３の溝１８２は、第２の溝の半径方向外側にあり、支持部の周りに周方向に延びる。第３の溝は、外側エアシール支持体の前方内周側レール６８を受ける。
【００６８】
組立中、固定具は、軸Ａｆが垂直方向を向いた状態で、フラットプレートなどの表面に水平に配置される。上述のように、モジュール１７２は、支持体セグメント３８ａ，３８ｂ（図３に示す），３８ｃ（図４に示す）などの支持体セグメントと、図３に示すセグメント３６ａ，３６ｂなどの外側エアシールセグメントと、保持部材セグメント４２と、を含むセグメントを組み立てたものである。外側エアシール支持体セグメントおよび外側エアシールセグメントは、固定具１７４に配置される。これらのセグメントは、軸Ａｆを中心とした直径が固定具に取り付けられた状態のセグメントの直径よりもわずかに大きくなるように移動される。フェザーシール１５２，１５４，１５６，１５８を挿入する。次に、外側エアシールセグメントを、固定具の溝１７６，１７８，１８２内に移動して、セグメントの直径を小さくし、フェザーシールを固定する。弾性シール部材４４は、周方向に面する端部を備えた半径方向の割りリング（スプリットリング）であり、一部分が、隣接部分に周方向に重なる。次に、弾性シール部材は、支持体セグメントの後方壁６４と外側エアシールセグメントのシール壁９６とによって部分的に固定されるように、シールチャンバに取り付けてもよい。保持部材およびこれに対応するボルト１１２のセグメントを取り付ける。必要に応じて、前方壁６２の開口１１８を通してアクセスすることにより、連結部材を取り付けることができる。連結部材の例としては、薄い可撓性プラスチック材、開口部１１８の中心線からオフセットされた中心線と半径方向の小さな突起とを有するボルト、および端部がＬ字形に薄く突出した、保持部材の後方を向く面を係合するボルトが挙げられる。連結部材によって、外側エアシールアッセンブリ、支持体セグメントおよび保持部材のセグメントの移動が阻止される。
【００６９】
図５Ａは、一部を切り取った第２のモジュール１８４の断面図で、タービン部１４に図５の外側エアシールアッセンブリ３４を取り付ける第２の固定具１８６を示す。第２の固定具１８６は、最も外側の溝１８２を有しておらず、溝１８２の位置の半径方向内側で終了しているという点で、固定具１７４と異なる。結果として、この固定具は、カートリッジ式の外側エアシールアッセンブリモジュールのエンジンへの挿入を妨げない。
【００７０】
組み立てられた外側エアシールアッセンブリを第２の固定具１８６に取り付ける方法は、モジュール１７２を形成することによって容易となる。この方法は、固定具の軸Ａｆが垂直方向に向いた状態で、フラットプレートなどの拘束部材をモジュール１７２上に配置することを含む。これにより、フラットプレートが外側エアシールアッセンブリ３４の後方部分に当接した状態で、フラットプレートはモジュール１７２上に位置する。水平に配置された固定具１７４および外側エアシールアッセンブリは、フラットプレートと共にクランプされる。モジュールとフラットプレートとのユニットは、外側エアシールアッセンブリがフラットプレート上に位置するように表裏を逆にする。言い換えれば、フラットプレートが外側エアシールアッセンブリの上にある状態から、外側エアシールアッセンブリの下にある状態にする。固定具１７４を持ち上げ、固定具１８６を、固定具１７４で行ったように、外側エアシールアッセンブリに連結部材を用いて取り付ける。これにより、モジュール１８４の状態でエンジンに挿入し、連結部材を取り外し、孔１１４を介して取付ボルト１１６を取り付けることが可能となり、外側エアシールアッセンブリがエンジンに固定される。
【００７１】
この設計によって、外側エアシールアッセンブリ全体のエンジンへの挿入およびボルト締めが容易になり、外側エアシールアッセンブリを完全に取り付けるまでに必要な時間が短縮され、かつエンジンにおける部品の損失が低減される。外側エアシールアッセンブリのモジュール的性質により、外側エアシール、フェザーシールおよび弾性シール部材４４など必須の部品を取り付けることが可能になるとともに、取り付け後に、これらの部品および弾性シール部材が適切に配向されているかを検査することが可能となる。その結果、エンジンのオーバーホール、または、新しいエンジンの組立に必要な時間が短縮される。具体的には、エンジンのオーバーホールにおいては、後からエンジンに組み込めるように、外側エアシールアッセンブリを独立した交換可能なユニットとしてストックしておくことにより、損傷した部品の交換または入替が可能となるため、損傷したアッセンブリを修理するため個々の部品を修理または交換するように個々の部品をエンジンから分解する時間が不要となる。１つのユニットとして部品を取り除くことにより、エンジンオーバーホールのコストが減少するとともに、損傷したエンジンの損傷期間が短縮されて、オーバーホールされたエンジンが運転可能な状態に再生される。
【００７２】
図１に示すエンジン１０の動作中、高温の作動媒体ガスが、環状流路１２に沿ってエンジン１０のタービン部１４を通って流れる。高温のガスは膨張してロータアッセンブリ１８を通過し、回転軸を中心にロータブレードを周方向に駆動する。
【００７３】
ロータブレードと周方向に延びる外側エアシール３６とが干渉しながら接触することによって、外側エアシールセグメントは周方向に付勢される。保持部材セグメントの列から形成される保持部材４２は、外側エアシールセグメントの列によって係合され、外側エアシールセグメントの少なくとも１つは、半径方向に延びる回転防止突起１０２を有する。回転防止突起は、保持部材セグメントの対応する開口部１０４内に延びて、外側エアシールセグメント列の周方向への移動を防ぐ。図示の実施形態においては、各保持部材セグメントは、対になったシールセグメント３６ａ，３６ｂと係合する。
【００７４】
外側エアシール３６の回転防止部材すなわちラグ１０２と、保持部材４２とが周方向に係合することにより、ロータブレード２４によって及ぼされた力に応じた外側エアシール３６の周方向への移動を防ぐ。このような周方向の力によって、回転モーメントが生じ、保持部材は、この回転モーメントに対して抵抗しなければならない。所与の重さと軸方向の厚さを有するシール保持部材に対して、エンジン１０のサブアッセンブリである外側エアシールアッセンブリが耐久性を有するため有利である。この耐久性は、ロータブレードが擦れるときにシールセグメントに作用する回転モーメントに抵抗するために必要な反回転モーメントを与えるシール保持部材の力のレベルに起因する。回転防止要素すなわちラグを外側エアシールセグメントのフックから外向きに、径が大きくなるように延ばすことによって、抵抗力として作用するモーメントアームは、同じ構成のアッセンブリのモーメントアームより大きくなる。ただし、ラグをシール保持部材から内向きに延ばしてより小さい径にて外側エアシールセグメントに係合する場合を除く。
【００７５】
冷却空気は、外側エアシールアッセンブリ３４の内部から支持体セグメント３８の外周側チャンバ１３２および内周側チャンバ１３４を通って流れる。冷却空気は、さらに第２のパーティション１２８を通って流れ、外側エアシールセグメント３６ａに衝突し、外側エアシールの冷却孔１４８を通って、シール部４８の外側のシール面５２全体にフィルム冷却を提供する。漏出流路は、外側エアシールの冷却空気チャンバ１４４から、フェザーシールのあるセグメント間や、公差のために構造がわずかにずれている他の箇所に生じる。
【００７６】
例えば、漏出流路は、（後方フック９２の）内面８４と、（後方外周側レール７８の）外面９４との間に存在する。漏出流路は、シールチャンバ９８によって遮られる。高圧冷却空気は、シールチャンバの高圧領域１０６に入り、弾性シール部材４４ａ（図３，４）または弾性シール部材４４ｂ（図２）のアーム４５，４６に軸方向の力を及ぼす。弾性シール部材は、保持部材４２に対して半径方向に付勢されるが、弾性シール部材は、さらなる半径方向の動きを拘束される。弾性シール部材は、また、第１の構造体（外側エアシール支持体３８の後方壁６４）と、第２の構造体（外側エアシール３６ａのシール壁９６）とに対して軸方向に付勢される。弾性シール部材のアーム４５，４６は、取付時に軸方向に圧縮されることによって、また、第１のアームと第２のアームとに作用する漏出流路の加圧冷却空気によって、軸方向に付勢されて、シールチャンバ９８を通る冷却空気の流れを妨げる。外側エアシールに隣接する冷却空気チャンバから失われていたかもしれない冷却空気の損失を防ぐため、冷却空気により、外側エアシールセグメントを通って冷却空気孔から有用な冷却が提供される。これにより、漏出流路へと流出していた冷却空気を補うために付加的な冷却空気を加圧する必要がなくなる。従って、このような構成は、冷却空気を漏出流路へと流出させることなく、冷却空気を冷却に有益に利用することによりエンジン１０の効率を向上させる利点を有する。
【００７７】
本発明は、保持部材４２によりもたらされる多くの機能に利点を有する。例えば、保持部材は、外側エアシールの回転防止部材と協働して、組立、取付、動作状態時に、外側エアシールセグメントの周方向の位置決めを確実に行う。さらに、保持部材は、エンジンの非動作状態時に、弾性シール部材４４を取り付けて位置決めし、受容するために、シールチャンバ９８へのアクセスを提供し、動作状態時には、冷却空気の圧力に対して弾性シール部材を半径方向に保持する。
【００７８】
図３に示すように、支持体セグメント３８ａと保持部材４２との間の軸方向の隙間は、弾性シール部材の外側の直径における、支持体セグメントと弾性シール部材の第１のアームとの間の軸方向の隙間と比べてより小さい。このため、弾性シール部材の最も外側の部分は、支持体セグメントと保持部材４２との間の隙間に移動して拘束されたり挟まれたりすることがなくなるため、弾性シール部材の耐久性に利点を付与する。
【００７９】
図３に示すように、保持部材４２の第２の保持部材壁４３ｒの軸方向の厚さは、外側エアシールセグメント３６ａの外向きに延びるシール壁９６の軸方向の厚さと比べてより小さい。これによって、第２の保持部材壁は、軸方向上流および軸方向下流において、第２の保持部材壁を越えて延びるシール壁によって確実にオーバーラップされる。この結果、動作状態時、弾性シール部材４４の基部と外側エアシール部材のシール壁９６とが確実に係合し、シールチャンバに必要なシールが形成されることが保証される。さらに、シール壁の内周側部分は、シール壁の外周側部分より軸方向に厚く、外側エアシールセグメントの回転防止部材と、保持部材４２の第２の壁との係合の半径方向において外部の位置において、弾性シール部材の基部がシール壁に係合することを確実にする。
【００８０】
本発明は、詳細な実施形態に関して図示、記述したが、当然のことながら、当業者であれば、特許請求の範囲を逸脱することなく、形態および細部に対して様々な変更をなされることを理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】回転機械のタービン部の内部の一部分の断面図が見えるように部分的に切り取られたタービン部の側面図。
【図２】外側エアシール支持体、複数の外側エアシールセグメントおよび保持部材によって形成された外側エアシールアッセンブリの一部を示し、半径方向に延びるシール部材が、構造体間に延びて、保持部材を用いて固定されていた図１に示す構造体の後方部分の斜視図。
【図２Ａ】図２に示す外側エアシールアッセンブリの内部の位置で外側エアシール支持体に取り付けられた内周側パーティションであり、取付位置で位置Ｐから周方向にずれている内周側パーティションの上面図。
【図２Ｂ】半径方向に延びる第１の隔壁、半径方向に延びる第２の隔壁、および外側エアシール支持体の外周側パーティションを示した図２の外側エアシールアッセンブリの一部分の上面図。
【図３】弾性シール部材、およびシール部材を固定する隣接する構造体を示す図１の部分の拡大図。
【図４】複数のフェザーシールと、フェザーシールの構造体の端部のフェザーシールスロットとの関係を示す仮想線とを示す図２に示す構造体の分解斜視図。
【図５】図２に示す外側エアシールアッセンブリから形成されたカートリッジ状のモジュールと、外側エアシールアッセンブリを形成する固定具とを水平方向から９０度回転させた断面図。
【図５Ａ】図２に示す外側エアシールアッセンブリから形成されたカートリッジ状のモジュールと、回転機械内に外側エアシールアッセンブリを挿入する固定具とを水平方向から９０度回転させた断面図。
【図１】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図５Ａ】
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【国際調査報告】
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