(57)【要約】【課題】流路アセンブリおよびガスタービンエンジン用のこのような流路アセンブリを形成するための方法を提供すること。【解決手段】例えば、エーロフォイルを境界構造と組み立てて流路アセンブリを形成する方法が提供される。この方法は、境界構造に開口を機械加工することを含む。開口は、エーロフォイルまたは他の構成要素を受け入れる大きさである。この方法はまた、開口に近接した境界構造に切り欠きを機械加工することを含む。ロック機構は切り欠き内に挿入される。エーロフォイルが開口に挿入されると、ロック機構はエーロフォイルを境界構造と連結する。エーロフォイルを境界構造に対して封止するために、エーロフォイルは境界構造に対してまたは境界構造内に押圧される。エーロフォイルが押圧されると、シールがエーロフォイルと境界構造との間に形成されて流路アセンブリをシールするように、ロック機構が圧縮される。【選択図】  図１５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エーロフォイル（２６０）を境界構造（２１０）と組み立てる方法であって、前記エーロフォイル（２６０）および前記境界構造（２１０）の少なくとも一方が複合材料で形成され、
切り欠き（２６２）を画定する前記エーロフォイル（２６０）を前記境界構造（２１０）によって画定される開口（２２２）に挿入するステップであって、前記境界構造（２１０）が切り欠き（２３２）を画定し、前記エーロフォイル（２６０）が前記開口（２２２）に挿入されると、ロックリング（２４２）が前記境界構造（２１０）によって画定される前記切り欠き（２３２）および前記エーロフォイル（２６０）によって画定される前記切り欠き（２６２）内に受け入れられる、ステップと、
前記ロックリング（２４２）が前記エーロフォイル（２６０）と前記境界構造との間にシール（２８０）を形成するように、前記エーロフォイル（２６０）を前記境界構造（２１０）に押し付けるステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記エーロフォイル（２６０）は、前記複合材料で形成され、前記エーロフォイル（２６０）が前記開口（２２２）に挿入され前記境界構造（２１０）に押し付けられたとき、前記エーロフォイル（２６０）はグリーン状態にある、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記エーロフォイル（２６０）を前記開口（２２２）に挿入する前に、前記方法は、
前記開口（２２２）を前記境界構造（２１０）に機械加工するステップと、
前記切り欠き（２６２）を前記エーロフォイル（２６０）に機械加工するステップと、
前記切り欠き（２３２）を前記境界構造（２１０）に機械加工するステップと、
をさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記エーロフォイル（２６０）を前記開口（２２２）に挿入する前に、前記方法は、
前記開口（２２２）が前記境界構造（２１０）に形成されるように１つまたは複数のプライ（２１６）を重ね合わせることによって、前記開口（２２２）を前記境界構造（２１０）に形成するステップと、
前記切り欠き（２３２）が前記境界構造（２１０）によって画定されるように１つまたは複数のプライ（２１６）を重ね合わせることによって、前記境界構造（２１０）によって画定される前記切り欠き（２３２）を形成するステップと、
をさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項５】
１つまたは複数のプライ（２１６）を重ね合わせることによって前記境界構造（２１０）を形成するステップであって、前記１つまたは複数のプライ（２１６）は、前記境界構造（２１０）が第１の部分（２１８）および第２の部分（２２０）を画定し、前記第１の部分（２１８）が第１の厚さ（Ｔ１）を有し、前記第２の部分（２２０）が第２の厚さ（Ｔ２）を有し、前記第１の部分（２１８）の前記第１の厚さ（Ｔ１）が前記第２の部分（２２０）の前記第２の厚さ（Ｔ２）よりも大きくなるように重ね合わせられ、前記開口（２２２）を前記境界構造（２１０）へ機械加工する間に前記開口（２２２）が前記境界構造（２１０）の前記第１の部分（２１８）に機械加工される、ステップをさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記境界構造（２１０）によって画定された前記開口（２２２）は、外側端部（２２４）と内側端部（２２６）との間に延び、前記ロックリング（２４２）が前記境界構造（２１０）によって画定された前記切り欠き（２３２）内に挿入されると、前記ロックリング（２４２）は、前記ロックリング（２４２）と前記境界構造（２１０）との間に凹部（２３４）を形成するように、前記開口（２２２）の前記外側端部（２２４）に向けて延び、前記開口（２２２）の外側に突出し、前記エーロフォイル（２６０）が前記開口（２２２）に挿入されると、前記エーロフォイル（２６０）のロック部分（２６６）が前記凹部（２３４）に挿入されて前記エーロフォイル（２６０）を前記境界構造（２１０）と連結する、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記境界構造（２１０）に機械加工された前記切り欠き（２３２）は、Ｃ形状の断面を有し、前記エーロフォイル（２６０）によって画定された前記切り欠き（２６２）は、Ｃ形状の断面を有し、前記ロックリング（２４２）は、楕円形状の断面を有する、請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記境界構造（２１０）は、内面および外面を画定し、前記方法は、
境界構造（２１０）の前記内面に沿って前記開口（２２２）の周りに硬質ツールを配置するステップをさらに含み、
押圧中に、前記ロックリング（２４２）が前記境界構造（２１０）によって画定された前記切り欠き（２３２）と前記エーロフォイル（２６０）によって画定された前記切り欠き（２６２）との間で圧縮されるように、前記エーロフォイル（２６０）が前記境界構造（２１０）に空気圧で押し付けられ、前記境界構造（２１０）が前記硬質ツールに押し付けられる、請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記エーロフォイル（２６０）を押圧した後、前記方法は、
バーンアウトプロセス、溶融浸透プロセス、または化学気相浸透プロセスを介して、前記エーロフォイル（２６０）、前記ロックリング（２４２）、および前記境界構造（２１０）を互いに結合するステップをさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
ガスタービンエンジン（１０）用の流路アセンブリ（２００）であって、
複合材料で形成され、開口（２２２）を画定する境界構造（２１０）であって、前記開口（２２２）に近接する切り欠き（２３２）をさらに画定する境界構造（２１０）と、
複合材料で形成され、前記境界構造（２１０）の前記開口（２２２）内に嵌合するように寸法決めされたエーロフォイル（２６０）と、
前記境界構造（２１０）によって画定された前記切り欠き（２３２）内に受け入れられて前記エーロフォイル（２６０）を前記境界構造（２１０）と連結し、前記境界構造（２１０）と前記エーロフォイル（２６０）との間で圧縮されて前記境界構造（２１０）と前記エーロフォイル（２６０）との間にシール（２８０）を形成するロック機構（２４０）と、
を含む、流路アセンブリ（２００）。
【請求項１１】
前記ロック機構（２４０）は、ロックリング（２４２）であり、前記境界構造（２１０）によって画定された前記開口（２２２）は、外側端部（２２４）と内側端部（２２６）との間に延び、前記ロックリング（２４２）は、前記開口（２２２）の前記外側端部（２２４）に向かって延び、前記ロックリング（２４２）と前記境界構造（２１０）との間に凹部（２３４）を画定するように前記開口（２２２）内に突出し、前記エーロフォイル（２６０）は、前記凹部（２３４）を充填して前記エーロフォイル（２６０）を前記境界構造（２１０）と連結するロック部分（２６６）を含む、請求項１０記載の流路アセンブリ（２００）。
【請求項１２】
前記ロック機構（２４０）は、前記エーロフォイル（２６０）と一体的に形成されている、請求項１０記載の流路アセンブリ（２００）。
【請求項１３】
前記境界構造（２１０）によって画定された前記開口（２２２）は、外側端部（２２４）と内側端部（２２６）との間に延び、前記エーロフォイル（２６０）が前記開口（２２２）に挿入されると、前記エーロフォイル（２６０）と一体に形成された前記ロック機構（２４０）は、前記エーロフォイル（２６０）を前記境界構造（２１０）と連結するように、前記開口（２２２）の前記内側端部（２２６）に向かって延び、前記境界構造（２１０）によって画定された前記切り欠き（２３２）内に突出する、請求項１２記載の流路アセンブリ（２００）。
【請求項１４】
前記開口（２２２）は、前記境界構造（２１０）の１つまたは複数の側壁（２２８）によって画定され、前記境界構造（２１０）によって画定された前記開口（２２２）は、外側端部（２２４）と内側端部（２２６）との間に延び、中点が前記外側端部（２２４）と前記内側端部（２２６）との間に画定され、前記切り欠き（２３２）は、前記中点に近接した前記１つまたは複数の側壁（２２８）によって画定される、請求項１０記載の流路アセンブリ（２００）。
【請求項１５】
前記開口（２２２）は、前記境界構造（２１０）の１つまたは複数の側壁（２２８）によって画定され、前記境界構造（２１０）によって画定された前記開口（２２２）は、外側端部（２２４）と内側端部（２２６）との間に延び、前記切り欠き（２３２）は、前記外側端部（２２４）および前記内側端部（２２６）のうちの少なくとも１つに近接した前記１つまたは複数の側壁（２２８）によって形成される、請求項１０記載の流路アセンブリ（２００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本主題は、概して、ガスタービンエンジンに関する。より詳細には、本主題は、ガスタービンエンジン用の流路アセンブリと、そのような流路アセンブリを組み立てる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンは、一般に、互いに流れ連通状態で配置されたファンおよびコアを含む。さらに、ガスタービンエンジンのコアは、一般に、流れに直列の順序で、圧縮機セクション、燃焼セクション、タービンセクション、および排気セクションを含む。運転中、空気がファンから圧縮機セクションの入口に供給され、ここで１つまたは複数の軸方向圧縮機が燃焼セクションに達するまで空気を徐々に圧縮する。燃料は圧縮空気と混合され、燃焼セクション内で燃焼されて燃焼ガスを提供する。燃焼ガスは、燃焼セクションからタービンセクションに送られる。タービンセクションを通る燃焼ガスの流れは、タービンセクションを駆動し、次いで排気セクションを通って、例えば大気に送られる。
【０００３】
典型的には、燃焼セクションは、燃焼器ライナによって画定される燃焼チャンバを有する燃焼器を含む。燃焼器の下流では、タービンセクションは、１つまたは複数の段を含み、例えば、各段は、複数の固定ノズルエーロフォイルと、ブレードエーロフォイルに対する燃焼ガスの流れによって駆動されるロータに取り付けられた複数のブレードエーロフォイルとを含み得る。タービンセクションは、他の構成も有し得る。いずれにしても、流路は、どちらも燃焼器からタービンセクションの段を通って延びる内側境界と外側境界によって画定される。
【０００４】
従来、流路を画定する内側境界構造および外側境界構造は、別個の構成要素で形成されていた。例えば、燃焼器の外側ライナ、タービン段のノズル部分の別個の外側バンド、およびタービン段のブレード部分の別個のシュラウドは、通常、流路の外側境界の少なくとも一部を画定する。しかしながら、外側境界および内側境界のそれぞれを形成するために別個の構成要素を利用することは、より多くの部品を必要とする。構成要素の数および構成要素間の対応するギャップを減少させることによって、寄生漏れが低減され、エンジン効率が改善される。したがって、例えば、外側境界の２つ以上の構成要素が単一部品に一体化された単一の外側境界構造、および／または内側境界の２つ以上の構成要素が単一部品に一体化された単一の内側境界構造などの単一構造を有する流路アセンブリを利用することができる。
【０００５】
このような流路構成要素の単一構造は、ステータベーンと呼ぶこともできるタービンノズルエーロフォイルを外側境界構造および内側境界構造と組み立てることによって促進することができる。いくつかの例では、ノズルエーロフォイルは、外側境界構造および内側境界構造の一方または両方に挿入して固定することができる。従来、タービンノズルエーロフォイルを境界構造に挿入することは困難であった。特に、ノズルエーロフォイルを境界構造に固定し、ノズルエーロフォイルを構造に対して封止して流路漏れを防止するための従来の方法は不十分であった。
【０００６】
したがって、流路アセンブリを組み立てるための改良された方法が望まれている。より詳細には、エーロフォイルを境界構造と組み立てるための改良された方法が有益である。さらに、このような方法によって形成された流路アセンブリが有用である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１６／０１４６０２８号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の態様および利点は、以下の説明に部分的に記載されるか、または以下の記載から明らかであるか、または本発明の実施を通して学ぶことができる。
【０００９】
本開示の１つの例示的な実施形態では、エーロフォイルを境界構造と組み立てる方法が提供される。エーロフォイルおよび境界構造の少なくとも一方が複合材料で形成される。方法は、切り欠きを画定するエーロフォイルを境界構造によって画定される開口に挿入するステップであって、境界構造が切り欠きを画定し、エーロフォイルが開口に挿入されると、ロックリングが境界構造によって画定される切り欠きおよびエーロフォイルによって画定される切り欠き内に受け入れられる、ステップを含む。方法は、ロックリングがエーロフォイルと境界構造との間にシールを形成するように、エーロフォイルを境界構造に押し付けるステップも含む。
【００１０】
本開示の別の例示の実施形態では、ガスタービンエンジン用の流路アセンブリが提供される。流路アセンブリは、複合材料で形成され、開口を画定する境界構造であって、開口に近接する切り欠きをさらに画定する境界構造を含む。流路アセンブリは、複合材料で形成され、境界構造の開口内に嵌合するように寸法決めされたエーロフォイルも含む。流路アセンブリは、境界構造によって画定された切り欠き内に受け入れられてエーロフォイルを境界構造と連結し、境界構造とエーロフォイルとの間で圧縮されて境界構造とエーロフォイルとの間にシールを形成するロック機構をさらに含む。
【００１１】
本開示のさらなる例示の実施形態では、第１の構成要素を第２の構成要素と組み立てる方法が提供される。第１および第２の構成要素の少なくとも１つは、例えばＣＭＣ材料のような複合材料で形成される。第１の構成要素は開口および開口に近接したロック機構を画定し、第２の構成要素はロック機構を画定する。方法は、第１の構成要素と第２の構成要素の少なくとも一方がグリーン状態にある間に、第２の構成要素を第１の構成要素に押し付けるステップであって、第２の構成要素が押圧されると、ロック機構は、第１の構成要素と第２の構成要素との間にシールを形成するように係合する、ステップを含む。
【００１２】
本発明のこれらおよび他の特徴、態様および利点は、以下の説明および添付の特許請求の範囲を参照することにより、よりよく理解されるであろう。添付の図面は、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成し、本発明の実施形態を示し、説明と共に本発明の原理を説明する役割を果たす。
【００１３】
当業者に向けられた本発明の完全なかつ可能な開示（その最良の形態を含む）は、添付の図面を参照する明細書に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本主題の様々な実施形態による例示のガスタービンエンジンの概略断面図である。
【図２】本主題の例示の実施形態による、図１のガスタービンエンジンの燃焼セクションおよび高圧タービンセクションの概略断面図である。
【図３】本主題の例示の実施形態による例示の境界構造の概略断面図である。
【図４】機械加工された開口を示す図３の例示の境界構造の概略断面図である。
【図５】境界構造に機械加工された切り欠きを示す図３の例示の境界構造の概略断面図である。
【図６】切り欠き内に挿入されたロックリングを示す図３の例示の境界構造の概略断面図である。
【図７】開口に挿入された例示のエーロフォイルを示す図３の例示の境界構造の概略断面図である。
【図８】境界構造に押し付けられているエーロフォイルを示す図３の例示の境界構造の概略断面図である。
【図９】境界構造体と組み立てられて流路アセンブリを形成するエーロフォイルの概略断面図である。
【図１０】本主題の例示の実施形態による別の例示の流路アセンブリの概略断面図である。
【図１１】本主題の例示の実施形態によるさらに別の例示の流路アセンブリの概略断面図である。
【図１２】本主題の例示の実施形態によるさらに別の例示の流路アセンブリの概略断面図である。
【図１３】本主題の例示の実施形態によるさらに別の例示の流路アセンブリの概略断面図である。
【図１４】本主題の例示の実施形態によるさらに別の例示の流路アセンブリの概略断面図である。
【図１５】本主題の例示の実施形態による例示の方法のフロー図である。
【図１６】本主題の例示の実施形態による別の例示の方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本明細書および図面における参照符号の繰り返しの使用は、本発明の同じまたは類似の特徴または要素を表すことが意図されている。
【００１６】
ここで、本発明の実施形態を詳細に参照するが、その１つまたは複数の例が添付の図面に示されている。詳細な説明は、図面の特徴を参照するために数字および文字の符号を使用する。図面および説明の中の同様のまたは類似の符号は、本発明の同様または類似の部分を参照するために使用される。本明細書で使用される場合、「第１の」、「第２の」および「第３の」という用語は、ある構成要素を別の構成要素と区別するために交換可能に使用され、個々の構成要素の位置または重要性を示すことを意図しない。「上流」および「下流」という用語は、流体経路における流体の流れに対する相対的な方向を指す。例えば、「上流」は、流体の流れの元の方向を指し、「下流」は、流体の流れの先の方向を指す。「近接」という用語は、記載された位置の２０％以内を意味する。
【００１７】
本開示の例示的な態様は、ガスタービンエンジン用の流路アセンブリを組み立てる方法に関する。１つの例示的な態様では、エーロフォイルを境界構造と組み立てて流路アセンブリを形成する方法が提供される。例示的な方法は、境界構造に開口を機械加工することを含む。境界構造は、外側ライナ、バンド、またはガスタービンエンジンの流路を画定する何らかの一体構造であり得る。開口は、エーロフォイルまたは他の構成要素を受け入れる大きさである。この方法はまた、開口に近接した境界構造に切り欠きを機械加工することを含む。切り欠きは、例えば開口を画定する側壁に機械加工することができる。次いで、境界構造によって画定された切り欠き内にロック機構が挿入される。ロック機構は、エーロフォイルと一体的に形成されてもよく、または例えばロックリングのような別個の構成要素であってもよい。エーロフォイルが開口に挿入されると、ロック機構はエーロフォイルを境界構造と連結する。エーロフォイルを境界構造に対して封止するために、エーロフォイルは次に境界構造に対してまたは境界構造内に押圧される。エーロフォイルが押圧されると、ロック機構が圧縮され、その結果、有刺シールがエーロフォイルと境界構造との間に形成される。その結果、安全かつ封止された流路アセンブリが得られる。さらに別の例示的な態様では、本明細書に記載の方法の１つによって形成された流路アセンブリが提供される。
【００１８】
図１は、本開示の例示的な実施形態によるガスタービンエンジンの概略断面図である。より詳細には、図１の実施形態では、ガスタービンエンジンは、本明細書で「ターボファンエンジン１０」と呼ばれる高バイパスターボファンジェットエンジン１０である。図１に示すように、ターボファンエンジン１０は、（基準となる長手方向中心線１２に平行に延びる）軸方向Ａおよび半径方向Ｒを画定する。一般に、ターボファン１０は、ファンセクション１４と、ファンセクション１４の下流に配置されたコアタービンエンジン１６とを含む。
【００１９】
図示された例示的なコアタービンエンジン１６は、概して、環状入口２０を画定する実質的に管状の外側ケーシング１８を含む。外側ケーシング１８は、流れに直列に、ブースタまたは低圧（ＬＰ）圧縮機２２および高圧（ＨＰ）圧縮機２４を含む圧縮機セクションと、燃焼セクション２６と、高圧（ＨＰ）タービン２８および低圧（ＬＰ）タービン３０を含むタービンセクションと、ジェット排気ノズルセクション３２と、を収容する。高圧（ＨＰ）シャフトまたはスプール３４は、ＨＰタービン２８をＨＰ圧縮機２４に駆動接続する。低圧（ＬＰ）シャフトまたはスプール３６は、ＬＰタービン３０をＬＰ圧縮機２２に駆動接続する。ターボファンエンジン１０の他の実施形態では、追加のスプールを設けることができ、その結果、エンジン１０をマルチスプールエンジンとして説明することができる。
【００２０】
図示された実施形態では、ファンセクション１４は、ディスク４２に離間して結合された複数のファンブレード４０を有するファン３８を含む。図示されているように、ファンブレード４０は、概して半径方向Ｒに沿ってディスク４２から外向きに延びている。ファンブレード４０およびディスク４２は、ＬＰシャフト３６によって長手方向軸１２の周りを共に回転可能である。いくつかの実施形態では、ＬＰシャフト３６の回転速度をより効率的な回転ファン速度に降下させるために、複数のギヤを有するパワーギヤボックスを含めることができる。
【００２１】
図１の例示的な実施形態を依然として参照すると、ディスク４２は、複数のファンブレード４０を通る空気流を促進するように空気力学的に輪郭を形成された回転可能なフロントナセル４８によって覆われている。さらに、例示的なファンセクション１４は、ファン１３８および／またはコアタービンエンジン１６の少なくとも一部を円周方向に囲む環状のファンケーシングまたは外側ナセル５０を含む。ナセル５０は、複数の円周方向に間隔を置いて配置された出口ガイドベーン５２によってコアタービンエンジン１６に対して支持されるように構成され得ることを理解されたい。さらに、ナセル５０の下流部分５４は、コアタービンエンジン１６の外側部分を覆って延在し、その間にバイパス空気流路５６を画定する。
【００２２】
ターボファンエンジン１０の運転中に、大量の空気５８が、ナセル５０の関連する入口６０および／またはファンセクション１４を通ってターボファン１０に入る。大量の空気５８がファンブレード４０を横切ると、矢印６２で示されるような空気５８の第１の部分はバイパス空気流路５６に向けられるかまたはバイパス空気流路５６へ送られ、矢印６４で示されるような空気５８の第２部分はＬＰ圧縮機２２に向けられるかまたはＬＰ圧縮機２２へ送られる。空気６２の第１の部分と空気６４の第２の部分との間の比は、一般にバイパス比として知られている。空気６４の第２の部分の圧力は、高圧（ＨＰ）圧縮機２４を通って燃焼セクション２６に送られるにつれて増加し、燃焼セクション２６で燃料と混合されて燃焼し、燃焼ガス６６を提供する。
【００２３】
燃焼ガス６６は、ＨＰタービン２８を通って、燃焼ガス６６からの熱エネルギーおよび／または運動エネルギーの一部は、外側ケーシング１８に結合されたＨＰタービンステータベーン６８、および、ＨＰシャフトまたはスプール３４に結合されたＨＰタービンロータブレード７０の連続段によって抽出され、その結果ＨＰシャフトまたはスプール３４を回転させ、これによりＨＰ圧縮機２４の動作を支援する。次いで、燃焼ガス６６はＬＰタービン３０を通って、熱エネルギーおよび運動エネルギーの第２の部分は、外側ケーシング１８に連結されたＬＰタービンステータベーン７２、および、ＬＰ軸またはスプール３６に連結されたＬＰタービンロータブレード７４の連続段によって燃焼ガス６６から抽出され、その結果ＬＰシャフトまたはスプール３６を回転させ、これによってＬＰ圧縮機２２の動作および／またはファン３８の回転を支持する。
【００２４】
次に、燃焼ガス６６は、コアタービンエンジン１６のジェット排気ノズルセクション３２を通って推進力を提供する。同時に、空気６２の第１の部分がターボファンエンジン１０のファンノズル排気セクション７６から排出される前にバイパス空気流路５６を通るとき、空気６２の第１の部分の圧力は実質的に上昇し、はやり推進力を提供する。ＨＰタービン２８、ＬＰタービン３０、およびジェット排気ノズルセクション３２は、コアタービンエンジン１６を通して燃焼ガス６６を送るための高温ガス経路７８を少なくとも部分的に画定する。
【００２５】
コアタービンエンジン１６を有するターボファン１０に関して説明したが、本主題は、他のタイプのターボ機械にも適用可能であることが理解されよう。例えば、本主題は、ターボプロップ、ターボシャフト、ターボジェット、工業用および海洋用ガスタービンエンジン、および／または補助動力ユニットと共に、またはそれらに使用するのに適し得る。
【００２６】
いくつかの実施形態では、ターボファンエンジン１０の構成要素、特に燃焼セクション２６、ＨＰタービン２８、および／またはＬＰタービン３０の構成要素などの高温ガス経路７８内の構成要素は、高温性能を有する非金属材料であるセラミックマトリックス複合（ＣＭＣ）材料を含み得る。もちろん、ＨＰ圧縮機２４の構成要素のようなターボファンエンジン１０の他の構成要素は、ＣＭＣ材料を含み得る。そのような構成要素のために利用される例示的なＣＭＣ材料は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、シリコン、シリカ、またはアルミナマトリックス材料およびそれらの組み合わせを含み得る。セラミック繊維は、サファイアおよび炭化ケイ素のようなモノフィラメント（例えば、テキストロンのＳＣＳ−６）を含む酸化安定性強化繊維、ならびに炭化ケイ素を含むロービングおよびヤーン（例えば、日本カーボンのＮＩＣＡＬＯＮ（登録商標）、宇部興産のＴＹＲＡＮＮＯ（登録商標）、およびダウコーニングのＳＹＬＲＡＭＩＣ（登録商標））、アルミナシリケート（例えば、ネクステルの４４０および４８０）、ならびにチョップドウィスカーおよび繊維（例えば、ネクステルの４４０およびＳＡＦＦＩＬ（登録商標）、および任意選択的にセラミック粒子（例えば、Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｙ、およびこれらの組み合わせの酸化物）、および無機フィラー（例えば、パイロフィライト、ウォラストナイト、マイカ、タルク、カイナイト、およびモンモリロナイト）などのマトリックス内に埋め込まれる。例えば、特定の実施形態では、セラミック耐火材料コーティングを含み得る繊維の束は、一方向強化テープのような補強テープとして形成される。複数のテープは、プレフォーム構成要素を形成するように（例えば、プライとして）重ね合わされてもよい。繊維の束は、プリフォームを形成する前に、またはプリフォームの形成後に、スラリー組成物を含浸させることができる。次いで、プリフォームは、プリフォーム内で高チャー残渣を生じさせるためにキュアまたはバーンアウトなどの熱加工を受け、続いて、溶融浸透またはケイ素による化学気相浸透のような化学処理が施されて、所望の化学組成を有するＣＭＣ材料で形成された構成要素に到達する。他の実施形態では、ＣＭＣ材料は、例えば、テープではなく炭素繊維布として形成し得る。
【００２７】
上述したように、ＣＭＣ材料を含む構成要素は、エンジン１０の燃焼セクションおよび／またはタービンセクションなどの高温ガス通路７８内で使用され得る。一例として、燃焼セクション２６は、ＣＭＣ材料で形成された燃焼器を含むことができ、および／またはＨＰタービン２８の１つまたは複数の段は、ＣＭＣ材料で形成することができる。しかしながら、ＣＭＣ構成要素は、圧縮機セクションおよび／またはファンセクションなどの他のセクションでも使用され得る。もちろん、いくつかの実施形態では、エンジン１０の１つまたは複数の構成要素を形成するために、他の高温材料および／または他の複合材料を使用することができる。例えば、ポリマーマトリックス複合（ＰＭＣ）材料を使用して、例えば圧縮機ロータブレードまたはステータベーンのような圧縮機の１つまたは複数の構成要素を形成することができる。
【００２８】
図２は、本主題の例示的な実施形態による図１のターボファンエンジン１０のタービンセクションの燃焼セクション２６およびＨＰタービン２８の概略断面図である。図示の燃焼セクション２６は、概して環状の燃焼器８０を含み、燃焼セクション２６の下流では、ＨＰタービン２８が複数のタービン段を含む。より具体的には、図示された実施形態では、ＨＰタービン２８は、第１のタービン段８２および第２のタービン段８４を含む。他の実施形態では、ＨＰタービン２８は、異なる数のタービン段を含むことができる。例えば、ＨＰタービン２８は、１つのタービン段または２より多いタービン段を含むことができる。
【００２９】
第１のタービン段８２は、燃焼セクション２６の直ぐ下流に配置され、第２のタービン段８４は、第１のタービン段８２の直ぐ下流に配置される。各タービン段８２、８４は、ノズルアセンブリおよびブレードアセンブリを含む流路アセンブリを含む。特に、第１のタービン段８２は、ノズル流路アセンブリ８２Ｎおよびブレード流路アセンブリ８２Ｂを含む。同様に、第２のタービン段８４は、ノズル流路アセンブリ８４Ｎおよびブレード流路アセンブリ８４Ｂを含む。さらに、燃焼器８０は、燃焼器８０を環状燃焼器として説明することができるように、概して環状の燃焼室８６を画定する。
【００３０】
１つまたは複数の境界構造は、燃焼セクション２６およびＨＰタービン２８を通る流路１００を画定する。この実施形態では、境界構造は、外壁１０２および内壁１０４を含む。外壁１０２および内壁１０４は、燃焼セクション２６およびＨＰタービン２８を通る燃焼ガス６６のための流路１００を画定する。したがって、流路１００は、図１を参照して上述した高温ガス経路７８の少なくとも一部を形成する。さらに、他の実施形態では、流路１００は、ＬＰタービン３０およびジェット排気セクション３２（図１）を通って延び得る。さらに他の実施形態では、流路１００は、燃焼セクション２６の上流で、例えばＨＰ圧縮機２４（図１）へ延びることも、流路１００の一部を形成する他の同様または類似の境界構造を含むこともできる。このように、燃焼セクション２６およびＨＰタービン２８に関する本開示の明細書での議論は単なる一例であり、ガスタービンエンジンおよび流路の異なる構成にも適用できることが理解されるであろう。
【００３１】
さらに図２に示すように、この実施形態では、燃焼器８０の外壁１０２は、燃焼器８０を通る流路１００の外側境界を画定する外側ライナ１０８を含む。各ノズル流路アセンブリ８２Ｎ、８４Ｎは、各タービン段のノズルアセンブリを通る流路１００の外側境界の一部を画定する外側バンドを含み、各ブレード流路アセンブリ８２Ｂ、８４Ｂは、各タービン段のブレードアセンブリを通る流路１００の外側境界の一部を画定するシュラウドを含む。より具体的には、図２に示すように、第１のタービン段ノズル流路アセンブリ８２Ｎは、外側バンド１１０を含み、第１のタービン段ブレード流路アセンブリ８２Ｂは、シュラウド１１２を含み、第２のタービン段ノズル流路アセンブリ８４Ｎは、外側バンド１１４を含み、第２のタービン段ブレード流路アセンブリ８４Ｂは、シュラウド１１６を含む。外側ライナ１０８、外側バンド１１０、１１４、およびシュラウド１１２、１１６は、まとめて、燃焼器８０およびＨＰタービン２８の外壁１０２を形成する。
【００３２】
また、図２に示すように、燃焼器８０の内壁１０４は、燃焼器８０を通る流路１００の内側境界を画定する内側ライナ１２２を含む。各ノズル流路アセンブリ８２Ｎ、８４Ｎは、各タービン段のノズルアセンブリを通る流路１００の内側境界を画定する内側バンドを含み、各ブレード流路アセンブリ８２Ｂ、８４Ｂは、各タービン段のブレードアセンブリを通る流路１００の内側境界を画定する１つまたは複数のブレードプラットフォームを含む。より具体的には、図２に示すように、第１のタービン段ノズル流路アセンブリ８２Ｎは、内側バンド１２４を含み、第１のタービン段ブレード流路アセンブリ８２Ｂは、ブレードプラットフォーム１３２を含み、第２のタービン段ノズル流路アセンブリ８４Ｎは、内側バンド１３６を含み、第２のタービン段ブレード流路アセンブリ８４Ｂは、ブレードプラットフォーム１３２を含む。内側ライナ１２２、内側バンド１２４、１３６、およびブレードプラットフォーム１３２は、まとめて、燃焼器８０およびＨＰタービン２８の内壁１０４を形成する。
【００３３】
さらに、図２に示された実施形態では、燃焼器ドーム１１８は、燃焼器８０の前端８８を横切って半径方向に延びる。燃焼器ドーム１１８は、外壁１０２の一部であってもよく、内壁１０４の一部であってもよく、外壁１０２および内壁１０４の両方の一部であってもよく（例えば、燃焼器ドーム１１８の一部は、外壁１０２によって画定され、残部は、内壁１０４によって画定され得る）、または外壁１０２および内壁１０４とは別個の構成要素であってもよい。燃料ノズルアセンブリ９０は、燃焼室８６に燃料を供給するために燃焼器ドーム１１８に近接して配置される。
【００３４】
いくつかの例示的な実施形態では、外壁１０２の一部を単一部品に統合または一体化することができる。例えば、外壁１０２を集合的に形成する外側ライナ１０８、外側バンド１１０、１１４、およびシュラウド１１２、１１６は、単一の一体部品として統合または一体化することができる。同様に、内壁１０４の一部は、単一部品に統合または一体化されてもよい。例えば、内側ライナ１２２は、内側バンド１２４と統合または一体化されて単一部品を形成することができる。本明細書で使用される「一体」という用語は、外壁１０２のような関連部品が製造中に単一部品として製造されること、すなわち最終的な一体部品が単一部品であることを意味する。したがって、一体化された構成要素は、統合された部分が分離不可能な構成を有し、一緒に結合された複数の別々の構成要素部品を含む構成要素とは異なり、一度結合されると、構成要素部品が依然として区別され、単一の構成要素が分離不可能ではない（すなわち、部品が再分離されてもよい）場合であっても、単一の構成要素として参照される。最終的な一体構成要素は、実質的に連続する材料部品を含むことができ、または他の実施形態では、互いに永久的に結合された複数の部分を含むことができる。いずれにしても、一体構成要素を形成する様々な部分は、一体構成要素が分離不可能な部分を有する単一部品であるように、互いに統合される。
【００３５】
さらに、ノズルエーロフォイルは、ノズル流路アセンブリ８２Ｎ、８４Ｎのそれぞれに配置される。第１のタービン段ノズル流路アセンブリ８２Ｎ内の各ノズルエーロフォイル１２６は、外側バンド１１０から内側バンド１２４まで半径方向に延び、ノズルエーロフォイル１２６は、長手方向中心線１２の周りに円周方向に間隔を置いて配置される。第２のタービン段ノズル流路アセンブリ８４Ｎ内の各ノズルエーロフォイル１２８は、外側バンド１１４から内側バンド１３６まで半径方向に延び、ノズルエーロフォイル１２８は、長手方向中心線１２の周りに円周方向に間隔を置いて配置される。
【００３６】
さらに、ブレードエーロフォイル１３０は、ブレード流路アセンブリ８２Ｂ、８４Ｂのそれぞれに配置される。第１のタービン段ブレード流路アセンブリ８２Ｂ内の各ブレードエーロフォイル１３０は、第１の段ロータ１３４に取り付けられたブレードプラットフォーム１３２に取り付けられる。第１の段ロータ１３４に取り付けられたブレードエーロフォイル１３０は、長手方向中心線１２の周りに円周方向に間隔を置いて配置される。同様に、第２のタービン段ブレード流路アセンブリ８４Ｂ内の各ブレードエーロフォイル１３０は、第２の段ロータ１３８に取り付けられたブレードプラットフォーム１３２に取り付けられる。第２の段ロータ１３８に取り付けられたブレードエーロフォイル１３０は、長手方向中心線１２の周りに円周方向に間隔を置いて配置される。ブレードエーロフォイル１３０のそれぞれは、外壁１０２、すなわち、流路１００の外側境界に向かって半径方向外側に延びており、クリアランスギャップは、各タービンロータ１３４、１３８が長手方向中心線１２の周りを自由に回転できるように、各ブレードエーロフォイル１３０の先端１４０と外壁１０２との間に画定される。図示されていないが、ＨＰタービン２８の各タービンロータ１３４、１３８は、ＨＰシャフト３４（図１）に接続される。このようにして、ロータブレードエーロフォイル１３０は、ＨＰシャフト３４に加えられる回転エネルギーとして、ＨＰタービン２８によって画定された流路１００を通る燃焼ガス６６の流れから運動エネルギーを抽出することができる。
【００３７】
いくつかの例示的な実施形態では、エーロフォイルは、ノズル流路アセンブリ８２Ｎ、８４Ｎの１つを形成するために、境界構造のうちの１つ、例えば上述のライナ、バンドのいずれかと組み立てることができ、ロータブレードは、後述するようにブレード流路アセンブリ８２Ｂ、８４Ｂの１つを形成するために、境界構造の１つ、例えば上述のシュラウド、プラットフォームのいずれかと組み立てることができる。
【００３８】
図３〜９は、例えば図２のノズル流路アセンブリ８２Ｎ、８４Ｎの１つのような流路アセンブリを組み立てるための例示的な方法を示す。特に、図３〜９は、境界構造（例えばバンド）を有するエーロフォイルを組み立てて流路アセンブリを形成する方法を示す。図３は、例示的な流路境界構造２１０の概略断面図である。図４は、境界構造２１０によって画定される開口２２２を示す別の図である。図５は、境界構造２１０によって画定されたロック機構２３８を示す別の図であり、より詳細には、図５は、境界構造２１０に機械加工された切り欠き２３２を示す。図６は、切り欠き２３２に挿入されたロックリング２４２を示す別の図である。図７は、開口２２２に挿入されてロックリング２４２上にクリッピングするエーロフォイル２６０を示すさらに別の図である。図８は、エーロフォイル２６０が境界構造２１０に押し付けられていることを示すさらに別の図である。図９は、境界構造２１０と統合されて流路アセンブリ２００を形成するエーロフォイル２６０を示す別の図である。
【００３９】
図３に示すように、境界構造２１０は、半径方向Ｒに沿って外面２１２と内面２１４との間に延びる。外面２１２と内面２１４との間の距離は、境界構造２１０の厚さを画定する。また、境界構造２１０は、円周方向Ｃに沿って延びており、この実施形態では、境界構造２１０は、円周方向Ｃに沿って３６０°リング状に延びているので、図３では境界構造２１０の一部のみが示されている。また、境界構造２１０は、図３の紙面の出入り方向である軸方向Ａに沿って延びる。
【００４０】
この実施形態では、境界構造２１０は複合材料で形成され、特に境界構造２１０はＣＭＣ材料で形成される。図３にさらに示すように、ＣＭＣ境界構造２１０を形成するために、１つまたは複数のプライ２１６を重ね合わせることができる。具体的には、この実施形態では、境界構造２１０が第１の部分２１８および第２の部分２２０を画定するようにプライ２１６を重ね合わせる。第１の部分２１８は、第２の部分２２０の第２の厚さＴ２よりも大きい第１の厚さＴ１を有する。さらに他の実施形態では、境界構造２１０は一定の厚さを有することができる。境界構造２１０が重ね合わせられた後、境界構造２１０は、境界構造２１０がグリーン状態に形成されるように、オートクレーブ圧縮プロセスを受ける。
【００４１】
図４に示すように、境界構造２１０が重ね合わせられ圧縮された後、開口２２２は境界構造２１０に機械加工される。この実施形態では、開口２２２は、境界構造２１０の第１の部分２１８に機械加工される。第１の部分２１８が境界構造２１０（図３）の第２の部分２２０の第２の厚さＴ２よりも大きい第１の厚さＴ１を有するので、機械加工された開口２２２は、開口２２２が第２の部分２２０に機械加工された場合とるであろう深さよりも深くなり、とりわけエーロフォイル２６０を固定することができる（すなわち、以下でより詳細に説明するようにエーロフォイル２６０が開口２２２に挿入される場合に）より大きい表面積を提供する。別の例示的な実施形態では、境界構造２１０は、開口を機械加工する必要なく、開口２２２が既に形成または画定されるような方法で、１つまたは複数のプライによって重ね合わせることができる。
【００４２】
図４にさらに示すように、境界構造２１０によって画定される開口２２２は、半径方向Ｒに沿って外側端部２２４と内側端部２２６との間、および、軸方向Ａおよび円周方向Ｃに沿って開口２２２を画定する境界構造２１０の１つまたは複数の側壁２２８の間に延びる。開口２２２の幅および深さは、エーロフォイル２６０を受け入れる大きさである。さらに、開口２２２を機械加工することに加えて、図４に示すように、１つまたは複数の面取りされた縁部２３０を、開口２２２の外側端部２２４に近接して側壁２２８と外面２１２との間に形成される境界構造２１０の領域に機械加工することができる。面取りされた縁部２３０は、外側端部２２４に近接する開口２２２の周縁に沿って延びていてもよい。１つまたは複数の面取りされた縁部２３０は、開口に（例えば、エーロフォイル２６０などの）物体を挿入するオペレータまたは機械を支援し、エーロフォイル２６０を開口２２２と整列させるのを支援することもできる。いくつかの実施形態では、境界構造２１０がグリーン状態にある間に、境界構造２１０および面取りされた縁部２３０が機械加工される。さらに他の実施形態では、面取りされた縁部２３０は、境界構造２１０に縁部を機械加工する必要なく、面取りされた縁部２３０が既に形成または画定されるような方法で、１つまたは複数のプライによって重ね合わせることができる。
【００４３】
図５に示すように、開口２２２および面取りされた縁部２３０が境界構造２１０に機械加工された後、境界構造２１０がロック機構２３８を画定するように、切り欠き２３２が開口２２２に近接して境界構造２１０に機械加工される。この実施形態では、切り欠き２３２は、半径方向Ｒに沿った開口２２２の外側端部２２４と内側端部２２６との間のほぼ中間の開口２２２を画定する側壁２２８に機械加工される。切り欠き２３２は、開口２２２の全周にわたって開口２２２の側壁２２８に機械加工される。しかしながら、いくつかの実施形態では、切り欠き２３２は、開口２２２の全周の周りに機械加工されない。例えば、いくつかの実施形態では、複数の切り欠きは、周縁部の周りに互いに間隔を空けて配置することができる。任意の適切な材料除去ツールを使用して、切り欠き２３２または複数の切り欠きを機械加工することができる。いくつかの実施形態では、切り欠き２３２は、境界構造２１０がグリーン状態にある間に機械加工される。
【００４４】
さらに、この実施形態では、側壁２２８に機械加工された切り欠き２３２は、図５に示すようなＣ形状の軸方向断面を有する（この実施形態では、切り欠き２３２はＣ形状の周方向断面も有する）。特に、切り欠き２３２のＣ形状の軸方向断面は、切り欠き２３２の開口が開口２２２の外側端部２２４に向かってより多く開くように、軸方向Ａに対して角度を付けられているかまたは傾いている。このようにして、切り欠き２３２は、物体が切り欠き２３２に挿入されると（例えば、図６に示すようなロックリング２４２）、挿入された物体が開口２２２の外側端部２２４に向かって半径方向外向きに角度を付けられるかまたは傾けられるように配向される。
【００４５】
いくつかの実施形態では、図５に示すように、境界構造２１０の第１の部分２１８は、境界構造２１０に機械加工される（破線で示す）今後の切り欠き２３２を可能にするのに十分な開口２２２の片側または両側の幅Ｗを有し得る。例えば、図５に示すように、第１の部分２１８の幅Ｗは、少なくとも２つの今後の切り欠き２３２が境界構造２１０に機械加工され得るようになっている。このように、境界構造、エーロフォイル、および／またはそれらの間のシールが使用中に損傷を受けた場合、境界構造２１０の全体を交換する代わりに、同じ境界構造２１０を、既存の開口２２２が広げられ、新たな切り欠きが境界構造２１０に機械加工された後のさらなる使用に利用し得る。広げられた開口に挿入される構成要素は、広げられた開口に適合するような大きさでなければならないことが理解されよう。
【００４６】
図６に示すように、切り欠き２３２が境界構造２１０に機械加工されて（図５）境界構造２１０のロック機構２３８を画定した後、ロック機構２４０が切り欠き２３２に挿入される。特に、この実施形態の場合、ロック機構２４０は、楕円形の軸方向断面を有するロックリング２４２である（ロックリング２４２の円周方向の断面は同様に、この実施形態では楕円形である）。別の実施形態では、ロックリング２４２は、他の適切な軸方向または円周方向の断面形状を有し得る。さらに、ロックリング２４２は、任意の適切な半径方向断面を有し得る。例えば、開口２２２が円形開口である場合、ロックリング２４２は同様に、開口２２２の円形形状と相補的な円形形状を有し得る。代替実施形態では、ロックリング２４２は、例えば、楕円形、レーストラックまたはスタジアム形状、またはいくつかの不規則な形状のような他の適切な半径方向断面を有し得る。
【００４７】
この実施形態では、切り欠き２３２内に挿入された場合、ロックリング２４２は、開口２２２の周縁の周りに延びる。いくつかの実施形態では、ロックリング２４２は、開口２２２の周縁の全体に沿って延びる必要はない。例えば、切り欠き２３２が開口２２２の周縁に沿って延びるのではなく、周縁の周りに互いに間隔を置いて配置された複数の切り欠きを有する場合、ロックリング２４２は、対応する別個の構成要素を有することができ、構成要素のそれぞれは、それぞれの切り欠き内に嵌合することができる。境界構造２１０の側壁２２８における切り欠き２３２の向きにより、挿入されたロックリング２４２は、開口２２２の外側端部２２４に向かって半径方向外側に傾いているかまたは角度を付けられており、開口２２２の外側に突出している。ロックリング２４２は、頭部２４４とベース部２４６とを有する。特に、ロックリング２４２は、頭部２４４と基部２４６とを有する。ロックリング２４２が切り欠き２３２内に挿入されると、基部２４６は受け入れられ、切り欠き２３２内に位置し、頭部２４４は、開口２２２の外側端部２２４に向かって開口２２２内に外向きに突出する。ロックリング２４２を開口２２２の外側端部２２４に向けて角度を付けるまたは傾斜させることによって、ロックリング２４２と境界構造２１０の側壁２２８との間に実質的にＶ形状の凹部２３４が形成される。他の実施形態では、凹部２３４は、他の適切な形状であってもよい。例えば、いくつかの実施形態では、凹部２３４はＵ形状の凹部とすることができる。
【００４８】
図７に示すように、ロックリング２４２が境界構造２１０（図６）の側壁２２８によって画定される切り欠き２３２内に挿入された後、エーロフォイル２６０が開口２２２に挿入される。図７において、エーロフォイル２６０は、開口２２２内に半径方向内向きに挿入されて示されている。開口２２２に挿入されたエーロフォイル２６０は、この実施形態では切り欠き２６２であるロック機構２４８を画定する。この実施形態では、エーロフォイル２６０の外壁２６４は、切り欠き２６２を画定する。切り欠き２６２は、エーロフォイル２６０の外壁２６４の周縁の周りに延びる。切り欠き２６２は、任意の適切な材料除去ツールによって任意の適切な方法でエーロフォイル２６０の外壁２６４に機械加工することができる。別の実施形態では、切り欠き２６２は、所望の切り欠き形状を形成するために１つまたは複数のプライを重ね合わせることによって形成することができる。エーロフォイル２６０が開口２２２に挿入されると、ロックリング２４２の頭部２４４は、エーロフォイル２６０によって画定された切り欠き２６２内に受け入れられる。エーロフォイル２６０は、エーロフォイル２６０を境界構造２１０と連結させるために、ロッキングリング２４２に「クリップ」または「ロック」する。
【００４９】
エーロフォイル２６０によって画定された切り欠き２６２は、エーロフォイル２６０が開口２２２内に挿入されたときに、ロックリング２４２の一部を受け入れるような形状である。この実施形態では、切り欠き２６２は、エーロフォイル２６０が開口２２２内に挿入されたときに、ロックリング２４２の頭部２４４を受け入れるような形状である（すなわち、切り欠き２６２は、図７に示すように、ロックリング２４２の楕円形の軸方向断面を受け入れるためのＣ形状の軸方向断面を有する）。特に、エーロフォイル２６０によって画定された切り欠き２６２のＣ形状断面は、軸方向Ａに関して開口２２２の内側端部２２６に向かって（すなわち、半径方向内向きに）角度を付けられるかまたは傾斜している。このようにして、切り欠き２６２は、エーロフォイル２６０が開口２２２に挿入されたときに、切り欠き２６２が開口２２２の外側端部２２４に向かって半径方向外向きに角度を付けられるまたは傾斜している物体（例えば、ロックリング２４２）を受け入れるように構成されるように、配向される。
【００５０】
さらに図７に示すように、エーロフォイル２６０は、切り欠き２６２の半径方向外側に配置されたロック部分２６６も含む。ロック部分２６６は、ロックリング２４２と境界構造２１０の側壁２２８との間に画定された凹部２３４と相補的な形状である。例えば、この実施形態では、エーロフォイル２６０のロック部分２６６は実質的にＶ形状である。図７に示すように、ロック部分２６６はＶ形状を形成するために終点２６８に来る。外壁２６４および切り欠き２６２の内壁は、Ｖ形状のアームを形成する。エーロフォイル２６０が開口２２２に挿入されると、エーロフォイル２６０のロック部分２６６がＶ形状の凹部２３４内に挿入されて受け入れられ、エーロフォイル２６０を境界構造２１０に連結する。特に、ロック部分２６６が凹部２３４内に受け入れられるところには、有刺連結ジョイントが形成される。
【００５１】
エーロフォイル２６０を境界構造２１０にさらに固定するために、エーロフォイル２６０は、切り欠き２６２の半径方向内側に配置されたボス部分２７０も含む。ボス部分２７０は、エーロフォイル２６０の外壁２６４の一部を形成する。ボス部分２７０は、エーロフォイル２６０の流路部分２７２よりもさらに外側に突出している。エーロフォイル２６０が開口２２２に挿入されると、ボス部分２７０の外壁２６４が、嵌合係合で側壁２２８に押し付けられる。例えば、ボス部分２７０の外壁２６４は、図８および図９において境界構造２１０の側壁２２８と嵌合係合して示されている。ボス部分２７０の側壁２２８との嵌合係合は、エーロフォイル２６０が開口２２２に挿入されたときに、エーロフォイル２６０を境界構造２１０にさらに固定して連結する。
【００５２】
さらに図７に示すように、エーロフォイル２６０は、面取りされた縁部２７４および嵌合縁部２７６を含む。面取りされた縁部２７４は、境界構造２１０の面取りされた縁部２３０と相補的である。エーロフォイル２６０の嵌合縁部２７６は、境界構造２１０の第１の部分２１８の外面２１２と相補的である。エーロフォイル２６０が開口２２２に挿入されると、エーロフォイル２６０の面取りされた縁部２７４が、嵌合係合で境界構造２１０の面取りされた縁部２３０に押し付けられ、同様に、エーロフォイル２６０の嵌合縁部２７６は、嵌合係合で境界構造２１０の外面２１２に押し付けられる。例えば、エーロフォイル２６０の面取りされた縁部２７４は、図８および図９において境界構造２１０の面取りされた縁部２３０と嵌合係合して示され、エーロフォイル２６０の嵌合縁部２７６は、境界構造２１０の外面２１２と嵌合係合して示される。これらの嵌合面は、エーロフォイル２６０を境界構造２１０にさらに固定する。
【００５３】
図８に示すように、エーロフォイル２６０が開口２２２に挿入され、ロックリング２４２（図７）を介して境界構造２１０と連結された後、エーロフォイル２６０は境界構造２１０に押し付けられる。特に、図８では、エーロフォイル２６０は半径方向内向きに押圧されて示されている。エーロフォイル２６０が押されると、エーロフォイル２６０は、境界構造２１０によって画定された切り欠き２３２（図５）およびエーロフォイル２６０によって画定された切り欠き２６２（図７）によって画定される空洞内の境界構造２１０に対してロックリング２４２を圧縮する。特に、エーロフォイル２６０によって画定された切り欠き２６２の内壁は、ロックリング２４２の頭部２４４を押圧して、ロックリング２４２を境界構造２１０に押し付ける。このようにして、有刺シール２８０がエーロフォイル２６０と境界構造２１０との間に形成される（図９）。
【００５４】
図８に示す実施形態について、エーロフォイル２６０を、以下の例示的な方法で押圧することができる。図示されているように、硬質ツール２９０は、境界構造２１０の内面２１４に沿って開口２２２の周りに配置される。硬質ツール２９０は、エーロフォイル２６０のエーロフォイル形状を制御し、エーロフォイル２６０が押されたときに境界構造２１０を支持する。加圧ツール２９２は、エーロフォイル２６０を境界構造２１０に押し付けるためにエーロフォイル２６０に押圧力を加えるように動作可能に構成される。例えば、加圧ツール２９２は、図８に示すように、加圧空気を用いて境界構造２１０および硬質ツール２９０にエーロフォイル２６０を空気圧で加圧することができる。硬質ツール２９０は、押圧中に境界構造２１０に対するエーロフォイル２６０の適切な位置合わせを保証し、押圧力に対抗して、エーロフォイル２６０および境界構造２１０の様々な相補面の嵌合係合を促進する。代替の実施形態では、エーロフォイル２６０を押圧するための他の適切な方法を使用することができる。
【００５５】
エーロフォイル２６０が押圧されたときに結合された切り欠き２３２、２６２によって画定される空洞内の境界構造２１０に対してエーロフォイル２６０がロックリング２４２を圧縮すること加えて、エーロフォイル２６０の様々な嵌合面は、対応する境界構造嵌合面と同一面で嵌合係合するように押圧される。具体的には、嵌合縁部２７６は、境界構造２１０の外面２１２と同一面で嵌合係合するように押圧され、エーロフォイル２６０の面取りされた縁部２７４は、境界構造２１０の面取りされた縁部２３０と同一面で嵌合係合するように押圧され、エーロフォイル２６０のロック部分２６６の縁部のうちの一方は、側壁２２８と同一面で嵌合係合するように押圧され、ボス部分２７０の縁部は、側壁２２８と同一面で嵌合係合するように押圧され、ボス部分２７０の内面２７８は、硬質ツール２９０を押圧する。
【００５６】
図９に示すように、エーロフォイル２６０は境界構造２１０と組み合わされて流路アセンブリ２００を形成する。特に、ロックリング２４２は変形状態で圧縮されて示されている。より具体的には、ロックリング２４２は、元の楕円形の断面（図６）（すなわち、エーロフォイル２６０が押圧される前のロッキングリング２４２の断面）から圧縮された変形楕円形断面に変形する。ロックリング２４２を圧縮することによって、有刺シール２８０が形成される。有刺シール２８０は、流れの漏れが低減または排除されるように、境界構造２１０と共にエーロフォイル２６０を密閉する。
【００５７】
エーロフォイル２６０が押圧された後、結果として生じる流路アセンブリ２００は、１つまたは複数の仕上げプロセスを受け得る。例えば、流路アセンブリ２００は、バーンアウトプロセスおよび溶融浸透プロセスを受け得る。別の例示的な実施形態では、フルパスアセンブリ２００は、化学気相浸透プロセスを受けて、流路アセンブリ２００を仕上げることができる。
【００５８】
図１０は、本主題の例示的な実施形態による流路アセンブリ２００の別の例示的な実施形態を示す図である。図１０に示す流路アセンブリ２００は、以下の記載を除いて図３から図９に示され付随する本文に記載されている流路アセンブリと同じまたは同様の方法で組み立てることができる。この実施形態では、境界構造２１０の側壁２２８に画定された切り欠き２３２は、軸方向Ａに関して角度を付けられていないかまたは傾斜していないＣ形状の断面を有し、エーロフォイル２６０の本体は、ボス部分を含まない。図示されているように、ロックリング２４２が切り欠き２３２内に挿入されると、ロックリング２４２は、軸方向Ａに対して角度を付けられないか、または傾かない。より詳細には、ロックリング２４２の頭部２４４は、ロックリング２４２が切り欠き２３２内に挿入されたときに開口２２２の外側端部２２４または内側端部２２６のいずれか一方に向けて角度を付けられないかまたは傾かない。このように、エーロフォイル２６０が開口２２２に挿入されると、エーロフォイル２６０の外壁２６４または壁は、開口２２２の半径方向中心線ＲＣに向かって内側に押圧される。エーロフォイル２６０によって画定された切り欠き２６２がロックリング２４２と位置合わせされると、エーロフォイル２６０は解放され、切り欠き２６２がロックリング２４２を受け入れるように半径方向の中心線ＲＣから外側に拡張する。これにより、エーロフォイル２６０を所定の位置へとスナップ嵌めまたはクリップすることが可能になる。ロックリング２４２は、圧縮されて、上述したのと同じまたは同様の方法でエーロフォイル２６０を境界構造２１０に対して封止することができる。
【００５９】
図１１は、本主題の例示的な実施形態による流路アセンブリ２００の別の例示的な実施形態を示す図である。図１１に示す流路アセンブリ２００は、以下の記載を除いて図３から図１０に示され付随する本文に記載されている流路アセンブリと同じまたは同様の方法で組み立てることができる。この実施形態では、境界構造２１０によって画定されるロック機構２３８は、切り欠き２３２である。切り欠き２３２は、境界構造２１０の側壁２２８に画定され、軸方向Ａに対して角度を付けられていないか、または傾斜していない部分楕円形状の軸方向断面を有する。ノズル２６０のロック機構２４８は、切り欠き２６２である。さらに、流路アセンブリ２００は、この実施形態ではロックリング２４２であるロック機構２４０も含む。
【００６０】
特に図１１に示すように、この実施形態では、切り欠き２３２は、開口２２２の内側端部２２６に近接した側壁２２８によって画定される。切り欠き２３２を開口２２２の内側端部２２６に、またはその近傍に配置することによって、流路の燃焼ガスが流路の外側境界に対して封止され、したがって、高温燃焼ガスが、エーロフォイル２６０と境界構造２１０との間で半径方向に漏出することが防止される。前述のように、近傍は、記載された状態の２０％以内を意味する。この例では、内側端部２２６の近傍は、開口２２２の深さの２０％を計算することによって決定され、切り込みが内側端部２２６から計算された距離内にある場合、切り欠きは、開口２２２の内側端部２２６の近傍にあるといえる。
【００６１】
代替的な実施形態では、切り欠き２３２は、開口２２２の外側端部２２４に近接した側壁２２８によって画定することができる。これは、例えば、組立プロセスの間、ロックリング２４２の挿入を容易にする。さらに別の実施形態では、開口が境界構造の１つまたは複数の側壁によって画定され、中点が開口２２２の外側端部と内側端部との間に画定される。このような実施形態では、境界構造２１０のロック機構２３８（例えば、切り欠き２３２とすることができる）は、中点に近接する側壁２２８によって画定される。
【００６２】
図１２は、本主題の例示的な実施形態による流路アセンブリ２００の別の例示的な実施形態を示す図である。図１２に示す流路アセンブリは、以下の記載を除いて図３から図９に示され付随する本文に記載されている流路アセンブリと同じまたは同様の方法で組み立てることができる。この実施形態では、エーロフォイル２６０のロック機構２４８はロック突起２５０であり、境界構造２１０のロック機構２３８は、エーロフォイル２６０のロック突起２５０を受け入れるように構成された切り欠き２３２である。
【００６３】
より詳細には、この実施形態では、ロック機構２４８は、エーロフォイル２６０の外壁２６４と一体的に形成されたロック突起２５０である。図示のように、ロック突起２５０は、境界構造２１０によって画定された切り欠き２３２のＣ形状断面と相補的な形状のＣ形状断面を有する。特に、ロック突起２５０は、Ｃ形状断面が開口２２２の内側端部２２６に向かって角度を付けられるように、軸方向Ａに関して傾いているか、または角度を付けられている。これにより、エーロフォイル２６０が開口２２２内に挿入されると、ロック突起２５０は、エーロフォイル２６０を境界構造２１０に連結するように、開口２２２の内側端部２２６に向かって延び、境界構造２１０によって画定された切り欠きき２３２内に突出する。さらに、この実施形態では、ロック突起２５０は、エーロフォイル２６０が境界構造２１０に押し付けられたときに圧縮可能な材料で形成される。これにより、エーロフォイル２６０が押圧されると、ロック突起２５０は、有刺シール２８０がエーロフォイル２６０と境界構造２１０との間に形成され得るように、切り欠き２３２内で圧縮される。
【００６４】
図１３は、本主題の例示的な実施形態による流路アセンブリ２００の別の例示的な実施形態を示す図である。図１３に示す流路アセンブリ２００は、以下の記載を除いて図３から図９に示され付随する本文に記載されている流路アセンブリと同じまたは同様の方法で組み立てることができる。この実施形態では、境界構造２１０のロック機構２３８は、ロック突起２５６であり、エーロフォイル２６０のロック機構２４８は、境界構造２１０のロック突起２５６を受け入れるように構成された切り欠き２６２である。
【００６５】
より詳細には、この実施形態では、ロック突起２５６は、境界構造２１０と一体的に形成される。図示されているように、ロック突起２５６は、エーロフォイル２６０によって画定された切り欠き２６２の軸方向Ｃ形状断面と相補的な形状の軸方向Ｃ形状断面を有する。特に、ロック突起２５６は、軸方向Ｃ形状断面が開口２２２の外側端部２２４に向かって角度を付けられるように、軸方向Ａに対して傾いているか、または角度を付けられている。これにより、エーロフォイル２６０が開口２２２内に挿入されると、ロック突起２５６は、エーロフォイル２６０を境界構造２１０に連結するように、開口２２２の外側端部２２４に向かって延び、エーロフォイル２６０によって画定された切り欠きき２６２内に突出する。さらに、この実施形態では、ロック突起２５６は、エーロフォイル２６０が境界構造２１０に押し付けられたときに圧縮可能な材料で形成される。これにより、エーロフォイル２６０が押圧されると、ロック突起２５０は、シール２８０がエーロフォイル２６０と境界構造２１０との間に形成され得るように、切り欠き２６２内で圧縮される。
【００６６】
図１４は、本主題の例示的な実施形態による流路アセンブリ２００の別の例示的な実施形態を示す図である。図１４に示す流路アセンブリ２００は、以下の記載を除いて図３から図９に示され付随する本文に記載されている流路アセンブリと同じまたは同様の方法で組み立てることができる。特に、この実施形態では、エーロフォイル２６０のロック機構２４８は、エーロフォイル２６０の外壁２６４と一体的に形成された突起２５２である。境界構造２１０のロック機構２３８は、面取りされた内側縁部２３６である。突起２５２は、境界構造２１０の面取りされた内側縁部２３６と相補的な形状の傾斜面２５４を有する三角形の軸方向断面を有する。この実施形態では、エーロフォイル２６０が開口２２２に挿入されると、傾斜面２５４は、境界構造２１０の面取りされた内側面２３６と嵌合係合するようになる。傾斜面２５４と面取りされた内側面２３６との嵌合係合は、くさび状の連結およびシールを形成してエーロフォイル２６０を境界構造２１０に固定する。
【００６７】
前述したように、流路アセンブリ２００の１つまたは複数の構成要素は、ＣＭＣ材料で形成することができる。ＣＭＣ材料、および特にＳｉＣ／Ｓｉ−ＳｉＣ（繊維／マトリックス）連続繊維強化セラミック複合材料（ＣＦＣＣ）材料およびプロセスの例は、米国特許第５，０１５，５４０号、５，３３０，８５４号、５，３３６，３５０号、５，６２８，９３８号、６，０２４，８９８号、６，２５８，７３７号、６，４０３，１５８号、および６，５０３，４４１号および米国特許出願公開第２００４／００６７３１６号に記載されている。このようなプロセスは、一般に、複数の予め含浸された（プリプレグ）層を使用するＣＭＣの製造を必要とし、例えば、プライ材料は、セラミック繊維、織物または編組セラミック繊維布、またはマトリックス材料を含浸させた積層セラミック繊維トウからなるプリプレグ材料を含み得る。いくつかの実施形態では、各プリプレグ層は、所望のセラミック繊維補強材料、ＣＭＣマトリックス材料の１つまたは複数の前駆体、および有機樹脂バインダーを含む「テープ」の形態である。プリプレグテープは、セラミック前駆体およびバインダーを含有するスラリーを補強材に含浸させることによって形成することができる。前駆体の好ましい材料は、所望のマトリックス材料がＳｉＣである場合、ＣＭＣ構成要素のセラミックマトリックス、例えばＳｉＣ粉末および／または１つまたは複数の炭素含有材料に望ましい特定の組成物に依存する。注目すべき炭素含有材料には、フルフリルアルコール（Ｃ４Ｈ３ＯＣＨ２ＯＨ）を含むカーボンブラック、フェノール樹脂、およびフラン樹脂が含まれる。他の典型的なスラリー成分には、プリプレグテープの可撓性を促進する有機バインダー（例えば、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ））、および繊維補強材料の含浸を可能にするためにスラリーの流動性を促進するバインダーのための溶媒（例えば、トルエンおよび／またはメチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ））を含む。スラリーは、ＣＭＣ構成要素のセラミックマトリックス中に存在することを意図した１つまたは複数の粒状充填剤、例えばＳｉ−ＳｉＣマトリックスの場合にはケイ素および／またはＳｉＣ粉末をさらに含み得る。細断された繊維またはウィスカーまたは他の材料もまた、前述のようなマトリックス内に埋め込まれてもよい。例えば米国特許出願公開第２０１３／０１５７０３７号に記載されているプロセスおよび組成物のような、複合物品を製造するための他の組成物およびプロセス、より詳細には他のスラリーおよびプリプレグテープ組成物も同様に使用することができる。
【００６８】
得られたプリプレグテープは、テープで形成されたＣＭＣ構成要素が、各薄層が個々のプリプレグテープから得られる複数の薄層を含むように、他のテープで積層されてもよい。各薄層は、例えば以下にさらに詳細に記載するような焼成および高密度化サイクルの間にセラミックマトリックス前駆体の転化により全体的にまたは部分的に形成されたセラミックマトリックスに包まれたセラミック繊維強化材料を含む。いくつかの実施形態では、強化材料は、トウの一方向アレイの形態であり、各トウは連続繊維またはフィラメントを含む。トウの一方向アレイの代替物も同様に使用することができる。さらに、適切な繊維直径、トウ直径、および中心間トウ間隔は、特定の用途、特定の薄層およびそれが形成されたテープの厚さ、および他の要因に依存する。上述したように、他のプリプレグ材料または非プリプレグ材料も同様に使用することができる。
【００６９】
積層材を形成するためにテープまたはプライを重ね合わせた後、積層材を減量し、必要に応じて加圧および温度をかけながら硬化させてプリフォームを製造する。次いで、プリフォームを真空または不活性雰囲気中で加熱（焼成）してバインダーを分解し、溶媒を除去し、前駆体を所望のセラミックマトリックス材料に変換する。バインダーの分解のために、結果は、多孔質ＣＭＣ本体であり、多孔質ＣＭＣ本体は、高密度化、例えば溶融浸透（ＭＩ）を受けて多孔性を充填し、ＣＭＣ構成要素を生じることができる。上記プロセスのための特定の処理技術およびパラメータは、材料の特定の組成に依存する。例えば、ケイ素ＣＭＣ構成要素は、例えばシルコンプ（Ｓｉｌｃｏｍｐ）プロセスと通常呼ばれるプロセスによって、溶融シリコンが浸透した繊維状材料で形成されてもよい。ＣＭＣ構成要素を製造する別の技術は、スラリー鋳造溶融浸透（ＭＩ）法として知られている方法である。スラリーキャストＭＩ法を使用する製造方法の１つでは、ＣＭＣは、互いに実質的に９０°の角度の２つの織り方向を有し、両方の織り方向に実質的に同じ数の繊維が走っている炭化ケイ素（ＳｉＣ）含有繊維を含む平衡二次元（２Ｄ）織布のプライを最初に提供することによって製造される。「炭化ケイ素含有繊維」という用語は、炭化ケイ素を含む組成を有する繊維を指し、好ましくは実質的に炭化ケイ素である。例えば、繊維は、炭素で取り囲まれた炭化ケイ素コアを有することができ、または逆に、繊維は、炭化ケイ素によって取り囲まれるか、または炭化ケイ素でカプセル化された炭素コアを有し得る。
【００７０】
ＣＭＣ構成要素を形成するための他の技術には、ポリマー浸透および熱分解（ＰＩＰ）ならびに酸化物／酸化物プロセスが含まれる。ＰＩＰプロセスでは、炭化ケイ素繊維プリフォームは、ポリシラザンのようなプレセラミックポリマーで浸透され、次いで熱処理されてＳｉＣマトリックスを形成する。酸化物／酸化物プロセスにおいて、アルミニウムまたはアルミノシリケート繊維は予め含浸され、次いで予め選択された形状に積層されてもよい。構成要素は、炭素繊維強化炭化ケイ素マトリックス（Ｃ／ＳｉＣ）ＣＭＣから製造することもできる。Ｃ／ＳｉＣ加工は、予め選択された形状のツール上に重ね合わせられた炭素繊維プリフォームを含む。ＳｉＣ／ＳｉＣのスラリーキャスト法で利用されているように、ツールはグラファイト材料でできている。繊維状プリフォームは、約１０℃で化学気相浸透プロセス中にツールによって支持され、それによってＣ／ＳｉＣ  ＣＭＣ構成要素が形成される。さらに他の実施形態では、２Ｄ、２．５Ｄおよび／または３ＤプリフォームをＭＩ、ＣＶＩ、ＰＩＰ、または他のプロセスで利用することができる。例えば、２次元織物の切断層は、上述のように交互の織り方向に積み重ねられてもよく、あるいはフィラメントは、多軸繊維アーキテクチャを用いた２．５Ｄまたは３Ｄプリフォームを形成するために、巻き付けまたは編組され、３Ｄ製織、ステッチング、またはニードリングと組み合わされてもよい。例えば他の織りまたは編組方法を使用するか、または２Ｄ織物を利用する２．５Ｄまたは３Ｄプリフォームを形成する他の方法を使用することもできる。したがって、様々なプロセスを使用して、１つまたは複数のＣＭＣ構成要素として流路アセンブリ２００の１つまたは複数の構成要素を形成することができる。
【００７１】
図１５は、本主題の例示的な実施形態による例示的な方法（３００）のフロー図である。特に、図１５は、エーロフォイルを境界構造と組み立てる方法のフロー図であり、エーロフォイルおよび境界構造の少なくとも一方が複合材料で形成されている。例えば、複合材料は、ＣＭＣ材料、ＰＭＣ材料、または他の複合材料であってもよい。
【００７２】
（３０２）において、方法（３００）は、切り欠きを画定するエーロフォイルを境界構造によって画定された開口に挿入するステップを含み、境界構造体は切り欠きを画定し、エーロフォイルが開口に挿入されると、ロックリングは、境界構造によって画定された切り欠きおよびエーロフォイルによって画定された切り欠き内に受け入れられる。例えば、境界構造は、本明細書に示され説明される境界構造２１０であり得る。特に、境界構造２１０は、例えば、外側ライナ１０８、外側バンド１１０，１１４、シュラウド１１２，１１６、これらの境界構造の１つまたは複数で構成された一体的な部品などを含む外壁１０２の任意の部分とすることができる。境界構造２１０はまた、例えば、内側ライナ１２２、内側バンド１２４，１３６、ブレードプラットフォーム１３２、これらの境界構造の１つまたは複数から構成される一体的な部品などを含む内壁１０４の任意の部分とすることができる。開口は、図４に示され付随する本文に記載されている開口２２２とすることができる。
【００７３】
さらに、境界構造によって画定された切り欠きは、境界構造２１０の側壁２２８の１つに機械加工された切り欠き２３２とすることができる。切り欠きは、例えば、開口の周縁の周りにＣ形状の断面を有し得る。いくつかの例では、Ｃ形状断面は、Ｃ形状断面が開口の内側端部に向かって半径方向内側に角度を付けられるか、または開口の外側端部に向かって半径方向外側に角度を付けられるように、軸方向Ａに対して角度を付けられるかまたは傾斜していてもよい。他の実装形態では、境界構造に機械加工された切り欠きは、他の適切な断面形状を有し得る。
【００７４】
ロックリングは、例えば、ロックリング２４２とすることができる。いくつかの実装形態では、境界構造によって画定された開口は、外側端部と内側端部との間に延び、ロックリングが境界構造によって画定された切り欠き内に挿入されると、ロックリングは、ロックリングと境界構造との間に実質的にＶ形状の凹部を形成するように、開口の外側端部に向けて延び、開口の外側に突出する。いくつかの実装形態では、ロックリングは、楕円形の断面を有し、境界構造によって画定された切り欠きの周縁に沿って延び得る。他の実装形態では、ロックリングは他の適切な断面形状を有し得る。
【００７５】
さらに、エーロフォイルは、本明細書に図示され説明されるエーロフォイル２６０とすることができる。エーロフォイル２６０は、例えば、ノズル流路アセンブリ８２Ｎ、８４Ｎのうちの一方の一部とすることができる。いくつかの実装形態では、エーロフォイルが開口に挿入されると、エーロフォイルのロック部分がＶ形状の凹部に挿入されてエーロフォイルを境界構造と連結する。さらに、いくつかの実装形態では、エーロフォイルに機械加工された切り欠きは、Ｃ形状の断面を有する。
【００７６】
いくつかの実装形態では、エーロフォイルを開口に挿入する前に、方法（３００）は、開口を境界構造内に機械加工するステップをさらに含む。方法（３００）は、切り欠きを開口に近接する境界構造内に機械加工するステップも含む。さらに、方法（３００）は、ロックリングを切り欠きに挿入するステップも含む。ロックリングは、例えばＣＭＣ材料などの複合材料であってもよい。ロックリングは、グリーン状態またはウェット状態（すなわち、オートクレーブ処理を受ける前）の間に開口に挿入することができる。ロックリングは、ヌードルとして製造することができる。
【００７７】
いくつかの実装形態では、エーロフォイルは複合材料で形成される。そのような実装形態では、エーロフォイルが開口に挿入されて境界構造に押し付けられるとき、エーロフォイルはグリーン状態にある。さらに、いくつかの実装形態では、境界構造は複合材料で形成される。そのような実装形態では、エーロフォイルが開口に挿入されて境界構造に押し付けられるとき、境界構造はグリーン状態にある。さらに別の実装形態では、エーロフォイルおよび境界構造は複合材料で形成される。そのような実装形態では、エーロフォイルが開口に挿入されて境界構造に押し付けられるとき、エーロフォイルと境界構造は共にグリーン状態にある。構成要素の一方または両方が複合材料であり、エーロフォイルが開口に挿入されたときにグリーン状態であると、構成要素の柔軟性により、エーロフォイルをより容易に適所に挿入して固定することが可能になる。
【００７８】
いくつかの実装形態では、方法（３００）は、１つまたは複数のプライを重ね合わせて境界構造を形成するステップをさらに含む。このような実装形態では、境界構造が第１の部分および第２の部分を画定するように１つまたは複数のプライが重ね合わせられ、第１の部分が第１の厚さを有し、第２の部分が第２の厚さを有し、第１の部分の第１の厚さは第２の部分の第２の厚さよりも大きい。このような実装形態では、開口を境界構造に機械加工する間に、開口が境界構造の第１の部分に機械加工される。これは、とりわけ、より大きな深さを有する開口を提供することができ、これにより、エーロフォイルまたは他の構造体を取り付け得る表面積がより大きくなる。
【００７９】
いくつかの実装形態では、エーロフォイルを開口に挿入する前に、方法は、開口が境界構造に形成されるように１つまたは複数のプライを重ね合わせることによって開口を境界構造に形成するステップをさらに含む。この方法はまた、切り欠きが境界構造によって画定されるように１つまたは複数のプライを重ね合わせることによって、境界構造によって画定された切り欠きを形成するステップを含む。このように、これらの様々な特徴を機械加工する代わりに、境界構造を重ね合わせてこれらの特徴を画定することができる。
【００８０】
いくつかの実装形態では、境界構造を形成するために１つまたは複数のプライを重ね合わせた後、方法（３００）は、境界構造を圧縮するステップをさらに含む。これは、例えば、境界構造をオートクレーブまたは同様の構造に挿入することによって行うことができる。
【００８１】
（３０４）において、方法（３００）は、ロックリングがエーロフォイルと境界構造との間にシールを形成するように、エーロフォイルを境界構造に押し付けるステップを含む。例えば、有刺シールは、有刺シール２８０とすることができる。ロックリングは、ロックリング２４２とすることができる。境界構造によって画定される切り欠きは、切り欠き２３２であり得、エーロフォイルによって画定される切り欠きは、切り欠き２６２であり得る。ロックリング２４２が圧縮されると、ロックリング２４２は元の形状から変形して、結合された切り欠き２３２，２６２によって画定される空洞の壁に対して圧縮され得る。例えば、いくつかの実装形態では、押圧する前に、ロックリング２３２は楕円形の断面を有し得る。押圧した後、ロックリング２３２は、例えば図９に示すような変形した楕円形の断面を有し得る。
【００８２】
いくつかのさらなる実装形態では、方法（３００）は、境界構造の内面に沿って開口の周りに硬質ツールを配置するステップを含む。例えば、硬質ツールは、図８に示され付随する本文に記載されている硬質ツール２９０であってもよい。そのような実装形態では、押圧中に、ロックリングが境界構造によって画定された切り欠きとエーロフォイルによって画定された切り欠きとの間で圧縮されるように、エーロフォイルが境界構造に空気圧で押し付けられ、境界構造が硬質ツールに押し付けられる。
【００８３】
さらに他の実装形態では、エーロフォイルを押圧した後、方法（３００）は、バーンアウトプロセス、溶融浸透プロセス、および化学気相浸透プロセスのうちの少なくとも１つを介して、エーロフォイル、ロックリング、および境界構造を互いに結合するステップをさらに含む。
【００８４】
図１６は、本主題の例示的な実施形態による例示的な方法（４００）のフロー図である。特に、図１６は、第１の構成要素を第２の構成要素と組み立てる方法のフロー図である。第１および第２の構成要素の少なくとも１つは複合材料で形成される。第１の構成要素は、開口および開口に近接するロック機構を画定し、第２の構成要素は、ロック機構を画定する。複合材料は、例えば、ＣＭＣ材料、ＰＭＣ材料、または他の複合材料であってもよい。構成要素の１つは、例えば、ニッケルベース合金であり得る。さらに、いくつかの実装形態では、第１の構成要素は境界構造２１０であり、第２の構成要素はエーロフォイル２６０であり得る。
【００８５】
（４０２）において、方法（４００）は、第１の構成要素と第２の構成要素の少なくとも一方がグリーン状態にある間に、第２の構成要素を第１の構成要素に押し付けるステップを含み、第２の構成要素が押圧されると、ロック機構は、第１の構成要素と第２の構成要素との間にシールを形成するように係合する。
【００８６】
いくつかの実装形態では、方法（４００）は、開口を第１の構成要素に機械加工するステップを含む。開口は、図４に示され付随する本文に記載されている開口２２２とすることができる。第１の構成要素は、上述したように、図３から図１２に示され付随する本文に記載されている境界構造２１０であり得る。開口は、第１の構成要素がグリーン状態にある間に、第１の構成要素に機械加工することができる。
【００８７】
いくつかの実装形態では、方法（４００）は、切り欠きを開口に近接する第１の構成要素に機械加工するステップを含む。例えば、切り欠きは、境界構造２１０の側壁２２８の１つに機械加工された切り欠き２３２とすることができる。切り欠きは、例えば、開口の周縁の周りにＣ形状の断面を有することができる。いくつかの例では、Ｃ形状断面は、Ｃ形断面が開口の内側端部に向かって半径方向内側に角度を付けられるか、または開口の外側端部に向かって半径方向外側に角度を付けられるように、軸方向Ａに対して角度を付けられるかまたは傾斜し得る。他の実装形態では、第１の構成要素に機械加工された切り欠きは、他の適切な断面形状を有し得る。切り欠きは、第１の構成要素がグリーン状態にある間に、開口に近接した第１の構成要素に機械加工され得る。
【００８８】
いくつかの実装形態では、方法（４００）は、第２の構成要素を第１の構成要素に押し付けるステップを含み、第２の構成要素が押圧されると、ロック機構は、第１の構成要素によって画定される切り欠き内に受け入れられ、切り欠き内に圧縮されて第１の構成要素と第２の構成要素との間に有刺シールを形成する。いくつかの実装形態では、ロック機構はロックリングである。例えば、ロック機構は、ロックリング２４２であってもよい。さらに他の実装形態では、ロック機構は、第２の構成要素と一体的に形成される。例えば、ロック機構は、ロック突起２５０であってもよい。さらに別の実装形態では、ロック機構は、境界構造２１０の面取りされた内側縁部２３６と相補的な傾斜角を有する傾斜面２５４を有する突起２５２として第２の構成要素と一体的に形成される。第２の構成要素を押圧する間に、第１の構成要素と第２の構成要素の両方がグリーン状態にあり得る。両方の構成要素がグリーン状態にある間に第２の構成要素を第１の構成要素に押し付けることにより、構成要素はどちらも、それらが所望の方向により容易に組み立てられ、第２の構成要素が第１の構成要素によって所定位置により容易に押圧され、位置決めされ得るように柔軟である。さらに、構成要素がどちらもグリーン状態で柔軟であるので、第２の構成要素が第１の構成要素に押し付けられた場合に構成要素の損傷がより少ない。グリーン状態では、構成要素は、完全に硬化して完成した複合体状態ほど脆くなく、したがって、第１および第２の構成要素の微細構造にクラックまたは損傷が少ない。
【００８９】
いくつかの実装形態では、第１の構成要素は、内面および外面を画定する。そのような実装形態では、方法（４００）は、第１の構成要素の内面に沿って開口の周囲に硬質ツールを配置するステップをさらに含む。押圧中、第２の構成要素は、ロック機構が第１の構成要素によって画定された切り欠き内に圧縮されるように、第１の構成要素に対して空気圧で押圧される。
【００９０】
さらに他の実装形態では、第２の構成要素を押圧した後、方法（４００）は、バーンアウトプロセス、溶融浸透プロセス、および化学気相浸透プロセスのうちの少なくとも１つを介して、第１の構成要素、第２の構成要素、および（別個の構成要素である場合には）ロック機能を互いに結合して複合構成要素を硬化させるステップをさらに含む。
【００９１】
本明細書は、最良の形態を含む本発明を開示し、さらに、任意のデバイスまたはシステムを作製および使用すること、ならびに任意の組み込まれた方法を実施することを含む、当業者が本発明を実践することを可能にするための実施例を使用している。本発明の特許可能な範囲は特許請求の範囲によって画定され、当業者が着想する他の実施例を含んでもよい。そのような他の実施例は、それらが特許請求の範囲の文言と異ならない構造要素を有する場合に、またはそれらが特許請求の範囲の文言との十分な差違を有しない等価な構造要素を含む場合に、特許請求の範囲内に入ることが意図される。
【００９２】
最後に、代表的な実施形態を以下に示す。
［実施態様１］
エーロフォイル（２６０）を境界構造（２１０）と組み立てる方法であって、前記エーロフォイル（２６０）および前記境界構造（２１０）の少なくとも一方が複合材料で形成され、
切り欠き（２６２）を画定する前記エーロフォイル（２６０）を前記境界構造（２１０）によって画定される開口（２２２）に挿入するステップであって、前記境界構造（２１０）が切り欠き（２３２）を画定し、前記エーロフォイル（２６０）が前記開口（２２２）に挿入されると、ロックリング（２４２）が前記境界構造（２１０）によって画定される前記切り欠き（２３２）および前記エーロフォイル（２６０）によって画定される前記切り欠き（２６２）内に受け入れられる、ステップと、
前記ロックリング（２４２）が前記エーロフォイル（２６０）と前記境界構造との間にシール（２８０）を形成するように、前記エーロフォイル（２６０）を前記境界構造（２１０）に押し付けるステップと、
を含む、方法。
［実施態様２］
前記エーロフォイル（２６０）は、前記複合材料で形成され、前記エーロフォイル（２６０）が前記開口（２２２）に挿入され前記境界構造（２１０）に押し付けられたとき、前記エーロフォイル（２６０）はグリーン状態にある、実施態様１記載の方法。
［実施態様３］
前記エーロフォイル（２６０）を前記開口（２２２）に挿入する前に、前記方法は、
前記開口（２２２）を前記境界構造（２１０）に機械加工するステップと、
前記切り欠き（２６２）を前記エーロフォイル（２６０）に機械加工するステップと、
前記切り欠き（２３２）を前記境界構造（２１０）に機械加工するステップと、
をさらに含む、実施態様１記載の方法。
［実施態様４］
前記エーロフォイル（２６０）を前記開口（２２２）に挿入する前に、前記方法は、
前記開口（２２２）が前記境界構造（２１０）に形成されるように１つまたは複数のプライ（２１６）を重ね合わせることによって、前記開口（２２２）を前記境界構造（２１０）に形成するステップと、
前記切り欠き（２３２）が前記境界構造（２１０）によって画定されるように１つまたは複数のプライ（２１６）を重ね合わせることによって、前記境界構造（２１０）によって画定される前記切り欠き（２３２）を形成するステップと、
をさらに含む、実施態様１記載の方法。
［実施態様５］
１つまたは複数のプライ（２１６）を重ね合わせることによって前記境界構造（２１０）を形成するステップであって、前記１つまたは複数のプライ（２１６）は、前記境界構造（２１０）が第１の部分（２１８）および第２の部分（２２０）を画定し、前記第１の部分（２１８）が第１の厚さ（Ｔ１）を有し、前記第２の部分（２２０）が第２の厚さ（Ｔ２）を有し、前記第１の部分（２１８）の前記第１の厚さ（Ｔ１）が前記第２の部分（２２０）の前記第２の厚さ（Ｔ２）よりも大きくなるように重ね合わせられ、前記開口（２２２）を前記境界構造（２１０）へ機械加工する間に前記開口（２２２）が前記境界構造（２１０）の前記第１の部分（２１８）に機械加工される、ステップをさらに含む、実施態様１記載の方法。
［実施態様６］
前記境界構造（２１０）によって画定された前記開口（２２２）は、外側端部（２２４）と内側端部（２２６）との間に延び、前記ロックリング（２４２）が前記境界構造（２１０）によって画定された前記切り欠き（２３２）内に挿入されると、前記ロックリング（２４２）は、前記ロックリング（２４２）と前記境界構造（２１０）との間に凹部（２３４）を形成するように、前記開口（２２２）の前記外側端部（２２４）に向けて延び、前記開口（２２２）の外側に突出し、前記エーロフォイル（２６０）が前記開口（２２２）に挿入されると、前記エーロフォイル（２６０）のロック部分（２６６）が前記凹部（２３４）に挿入されて前記エーロフォイル（２６０）を前記境界構造（２１０）と連結する、実施態様１記載の方法。
［実施態様７］
前記境界構造（２１０）に機械加工された前記切り欠き（２３２）は、Ｃ形状の断面を有し、前記エーロフォイル（２６０）によって画定された前記切り欠き（２６２）は、Ｃ形状の断面を有し、前記ロックリング（２４２）は、楕円形状の断面を有する、実施態様１記載の方法。
［実施態様８］
前記境界構造（２１０）は、内面および外面を画定し、前記方法は、
境界構造（２１０）の前記内面に沿って前記開口（２２２）の周りに硬質ツールを配置するステップをさらに含み、
押圧中に、前記ロックリング（２４２）が前記境界構造（２１０）によって画定された前記切り欠き（２３２）と前記エーロフォイル（２６０）によって画定された前記切り欠き（２６２）との間で圧縮されるように、前記エーロフォイル（２６０）が前記境界構造（２１０）に空気圧で押し付けられ、前記境界構造（２１０）が前記硬質ツールに押し付けられる、実施態様１記載の方法。
［実施態様９］
前記エーロフォイル（２６０）を押圧した後、前記方法は、
バーンアウトプロセス、溶融浸透プロセス、または化学気相浸透プロセスを介して、前記エーロフォイル（２６０）、前記ロックリング（２４２）、および前記境界構造（２１０）を互いに結合するステップをさらに含む、実施態様１記載の方法。
［実施態様１０］
ガスタービンエンジン（１０）用の流路アセンブリ（２００）であって、
複合材料で形成され、開口（２２２）を画定する境界構造（２１０）であって、前記開口（２２２）に近接する切り欠き（２３２）をさらに画定する境界構造（２１０）と、
複合材料で形成され、前記境界構造（２１０）の前記開口（２２２）内に嵌合するように寸法決めされたエーロフォイル（２６０）と、
前記境界構造（２１０）によって画定された前記切り欠き（２３２）内に受け入れられて前記エーロフォイル（２６０）を前記境界構造（２１０）と連結し、前記境界構造（２１０）と前記エーロフォイル（２６０）との間で圧縮されて前記境界構造（２１０）と前記エーロフォイル（２６０）との間にシール（２８０）を形成するロック機構（２４０）と、
を含む、流路アセンブリ（２００）。
［実施態様１１］
前記ロック機構（２４０）は、ロックリング（２４２）であり、前記境界構造（２１０）によって画定された前記開口（２２２）は、外側端部（２２４）と内側端部（２２６）との間に延び、前記ロックリング（２４２）は、前記開口（２２２）の前記外側端部（２２４）に向かって延び、前記ロックリング（２４２）と前記境界構造（２１０）との間に凹部（２３４）を画定するように前記開口（２２２）内に突出し、前記エーロフォイル（２６０）は、前記凹部（２３４）を充填して前記エーロフォイル（２６０）を前記境界構造（２１０）と連結するロック部分（２６６）を含む、実施態様１０記載の流路アセンブリ（２００）。
［実施態様１２］
前記ロック機構（２４０）は、前記エーロフォイル（２６０）と一体的に形成されている、実施態様１０記載の流路アセンブリ（２００）。
［実施態様１３］
前記境界構造（２１０）によって画定された前記開口（２２２）は、外側端部（２２４）と内側端部（２２６）との間に延び、前記エーロフォイル（２６０）が前記開口（２２２）に挿入されると、前記エーロフォイル（２６０）と一体に形成された前記ロック機構（２４０）は、前記エーロフォイル（２６０）を前記境界構造（２１０）と連結するように、前記開口（２２２）の前記内側端部（２２６）に向かって延び、前記境界構造（２１０）によって画定された前記切り欠き（２３２）内に突出する、実施態様１２記載の流路アセンブリ（２００）。
［実施態様１４］
前記開口（２２２）は、前記境界構造（２１０）の１つまたは複数の側壁（２２８）によって画定され、前記境界構造（２１０）によって画定された前記開口（２２２）は、外側端部（２２４）と内側端部（２２６）との間に延び、中点が前記外側端部（２２４）と前記内側端部（２２６）との間に画定され、前記切り欠き（２３２）は、前記中点に近接した前記１つまたは複数の側壁（２２８）によって画定される、実施態様１０記載の流路アセンブリ（２００）。
［実施態様１５］
前記開口（２２２）は、前記境界構造（２１０）の１つまたは複数の側壁（２２８）によって画定され、前記境界構造（２１０）によって画定された前記開口（２２２）は、外側端部（２２４）と内側端部（２２６）との間に延び、前記切り欠き（２３２）は、前記外側端部（２２４）および前記内側端部（２２６）のうちの少なくとも１つに近接した前記１つまたは複数の側壁（２２８）によって形成される、実施態様１０記載の流路アセンブリ（２００）。
［実施態様１６］
第１の構成要素を第２の構成要素と組み立てる方法であって、前記第１および前記第２の構成要素の少なくとも１つは複合材料で形成され、前記第１の構成要素は開口（２２２）および前記開口（２２２）に近接したロック機構を画定し、前記第２の構成要素はロック機構を画定し、
前記第１の構成要素と前記第２の構成要素の少なくとも一方がグリーン状態にある間に、前記第２の構成要素を前記第１の構成要素に押し付けるステップであって、前記第２の構成要素が押圧されると、前記ロック機構は、前記第１の構成要素と前記第２の構成要素との間にシール（２８０）を形成するように係合する、ステップを含む、方法。
［実施態様１７］
前記第１の構成要素は、内面および外面を画定し、前記方法は、
前記第１の構成要素の前記内面に沿って前記開口（２２２）の周囲に硬質ツールを配置するステップをさらに含み、
押圧中、前記第２の構成要素は、前記ロック機構が前記シール（２８０）を形成するように係合するように、前記第１の構成要素に対して空気圧で押圧される、実施態様１６記載の方法。
［実施態様１８］
前記第１の構成要素の前記ロック機構は切り欠き（２３２）であり、前記第２の構成要素の前記ロック機構は前記第２の構成要素と一体的に形成されたロック突起である、実施態様１６記載の方法。
［実施態様１９］
前記第２の構成要素の前記ロック機構は切り欠き（２６２）であり、前記第１の構成要素の前記ロック機構は前記第１の構成要素と一体的に形成されたロック突起である、実施態様１６記載の方法。
［実施態様２０］
前記第２の構成要素の前記ロック機構は切り欠き（２６２）であり、前記第１の構成要素の前記ロック機構は切り欠き（２３２）であり、押圧する前に、前記方法は、
ロックリング（２４２）を前記第１の構成要素の前記切り欠き（２３２）内に挿入するステップと、
前記エーロフォイル（２６０）を前記開口（２２２）に挿入するステップと、をさらに含み、
前記エーロフォイル（２６０）が前記開口（２２２）に挿入されると、前記ロックリング（２４２）は、前記第１の構成要素によって画定された前記切り欠き（２３２）と前記第２の構成要素によって画定された前記切り欠き（２６２）内に受け入れられる、実施態様１６記載の方法。
【符号の説明】
【００９３】
１０  ターボファンジェットエンジン
１２  長手方向または軸方向の中心線
１４  ファンセクション
１６  コアタービンエンジン
１８  外側ケーシング
１９  ケーシングの内面
２０  入口
２２  低圧圧縮機
２４  高圧圧縮機
２６  燃焼セクション
２８  高圧タービン
３０  低圧タービン
３２  ジェット排気セクション
３４  高圧シャフト／スプール
３６  低圧シャフト／スプール
３８  ファン
４０  ブレード
４２  ディスク
４４  作動部材
４６  パワーギヤボックス
４８  ナセル
５０  ファンケーシングまたはナセル
５２  出口ガイドベーン
５４  下流セクション
５６  バイパス空気流路
５８  空気
６０  入口
６２  空気の第１の部分
６４  空気の第２の部分
６６  燃焼ガス
６８  ステータベーン
７０  タービンロータブレード
７２  ステータベーン
７４  タービンロータブレード
７６  ファンノズル排気セクション
７８  高温ガス経路
８０  燃焼器
８２  第１のタービン段
８２Ｎ  ノズル部分
８２Ｂ  ブレード部分
８４  第２のタービン段
８４Ｎ  ノズル部分
８４Ｂ  ブレード部分
８６  燃焼室
８８  前端
９０  燃料ノズルアセンブリ
１００  流路
１０２  外壁
１０４  内壁
１０８  外側ライナ
１１０  第１の段外側バンド
１１２  第１の段シュラウド
１１４  第２の段外側バンド
１１６  第２の段シュラウド
１１８  燃焼器ドーム
１２２  内側ライナ
１２４  第１の段内側バンド
１２６  第１の段ノズルエーロフォイル
１２８  第２の段ノズルエーロフォイル
１３０  ロータブレードエーロフォイル
１３２  ロータブレードプラットフォーム
１３４  第１の段ロータ
１３６  内側バンド
１３８  第２の段ロータ
１４０  ブレード先端
１４２  先端開口
２００  流路アセンブリ
２１０  境界構造（第１の構成要素）
２１２  外面
２１４  内面
２１６  プライ
２１８  第１の部分
２２０  第２の部分
Ｔ１  厚さ（第１の部分）
Ｔ２  厚さ（第２の部分）
２２２  開口
２２４  外側端部
２２６  内側端部
２２８  側壁
２３０  面取りされた縁部
２３２  切り欠き
２３４  Ｖ形状の凹部
２３６  面取りされた内側縁部
２３８  ロック機構（境界構造）
２４０  ロック機構（ロックリング）
２４２  ロックリング
２４４  頭部
２４６  基部
２４８  ロック機構（エーロフォイル）
２５０  ロック突起
２５２  突起
２５４  傾斜面
２５６  ロック突起
２６０  エーロフォイル（第２の構成要素）
２６２  切り欠き
２６４  外壁
２６６  ロック部分
２６８  終点
２７０  ボス部分
２７２  流路部分
２７４  面取りされた縁部
２７６  嵌合縁部
２７８  内面
２８０  有刺シール
２９０  硬質ツール
２９２  加圧ツール
Ｒ  半径方向
Ａ  軸方向
Ｃ  円周方向
【図１】
2019044764.tif 000003
【図２】
2019044764.tif 000004
【図３】
2019044764.tif 000005
【図４】
2019044764.tif 000006
【図５】
2019044764.tif 000007
【図６】
2019044764.tif 000008
【図７】
2019044764.tif 000009
【図８】
2019044764.tif 000010
【図９】
2019044764.tif 000011
【図１０】
2019044764.tif 000012
【図１１】
2019044764.tif 000013
【図１２】
2019044764.tif 000014
【図１３】
2019044764.tif 000015
【図１４】
2019044764.tif 000016
【図１５】
2019044764.tif 000017
【図１６】
2019044764.tif 000018
【外国語明細書】
2019044764000001.pdf