(57)【要約】タービンシュラウド組立体は、環状シュラウド支持体の周りに環状の熱シールドを含む。ハニカム層が該ハニカム層の内側側部に沿ってシュラウド支持体に取り付けられ、ヒートシールドがハニカム層の外側側部に取り付けられる。ハニカム層は、シュラウド支持体にろう付けすることができ、ヒートシールドは、ハニカム層にろう付けすることができる。リップが、ヒートシールドの前方端部から内向きに垂下し、軸方向延長部がハニカム層の後方端部を超えて延びることができる。熱シールドはセグメント化することができる。シュラウド組立体は、環状のシュラウド支持体の周りに円周方向に配置された、軸方向に離間した第１及び第２段熱シールドを含むことができ、シュラウド支持体のフックによって内向きに支持されるシュラウドハンガーに結合された第１及び第２段シュラウドを含む高圧タービンに組み込むことができる。【選択図】      図３
2013520613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンジンのタービンシュラウド組立体であって、
環状シュラウド支持体の半径方向外側表面の周りに円周方向に配置された環状熱シールドを備え、該熱シールドが、半径方向内側側部に沿って前記シュラウド支持体に取り付けられたハニカム層を含み、前記熱シールドが、前記ハニカム層の半径方向外側側部に知って前記ハニカム層に取り付けられたヒートシールドを含む、ガスタービンエンジンのタービンシュラウド組立体。
【請求項２】
前記ハニカム層が前記シュラウド支持体にろう付けされ、前記ヒートシールドが前記ハニカム層にろう付けされる、請求項１に記載のガスタービンエンジンのタービンシュラウド組立体。
【請求項３】
前記ヒートシールドの前方端部から半径方向内向きに垂下するリップを更に備える、請求項１に記載のガスタービンエンジンのタービンシュラウド組立体。
【請求項４】
前記ハニカム層の後方端部を超えて軸方向に延びる軸方向延長部を更に備える、請求項３に記載のガスタービンエンジンのタービンシュラウド組立体。
【請求項５】
前記ハニカム層が前記シュラウド支持体にろう付けされ、前記ヒートシールドが前記にろう付けされる、請求項４に記載のガスタービンエンジンのタービンシュラウド組立体。
【請求項６】
前記熱シールドがセグメント化される、請求項５に記載のガスタービンエンジンのタービンシュラウド組立体。
【請求項７】
ガスタービンエンジンのタービンシュラウド組立体であって、
環状シュラウド支持体の半径方向外側表面の周りに円周方向に配置された少なくとも軸方向に離間した第１及び第２段熱シールドを備え、該第１及び第２段熱シールドが、それぞれの半径方向内側側部に沿って前記シュラウド支持体に取り付けられた第１及び第２のハニカム層を含み、前記第１及び第２段熱シールドが、前記第１及び第２のハニカム層それぞれの第１及び第２の半径方向外側側部に知って前記第１及び第２のハニカム層に取り付けられた第１及び第２のヒートシールドを含む、ガスタービンエンジンのタービンシュラウド組立体。
【請求項８】
前記第１及び第２のハニカム層が、該第１及び第２のハニカム層それぞれの第１及び第２の半径方向内側側部に沿って前記シュラウド支持体にろう付けされ、前記第１及び第２のヒートシールドが、前記第１及び第２のハニカム層それぞれの第１及び第２の半径方向外側側部に沿って前記第１及び第２のハニカム層にろう付けされる、請求項７に記載のガスタービンエンジンのタービンシュラウド組立体。
【請求項９】
前記第１及び第２のヒートシールドの第１及び第２の前方端部から半径方向内向きに垂下する第１及び第２のリップを更に備える、請求項７に記載のガスタービンエンジンのタービンシュラウド組立体。
【請求項１０】
前記第１及び第２のハニカム層の第１及び第２の後方端部を超えて軸方向に延びる第１及び第２の軸方向延長部を更に備える、請求項９に記載のガスタービンエンジンのタービンシュラウド組立体。
【請求項１１】
前記第１のリップが、前記シュラウド支持体の前縁を軸方向に覆うよう半径方向内向きに延びる、請求項１０に記載のガスタービンエンジンのタービンシュラウド組立体。
【請求項１２】
前記第１及び第２段熱シールドがセグメント化される、請求項１０に記載のガスタービンエンジンのタービンシュラウド組立体。
【請求項１３】
前記第１及び第２のハニカム層が、該第１及び第２のハニカム層それぞれの第１及び第２の半径方向内側側部に沿って前記シュラウド支持体にろう付けされ、前記第１及び第２のヒートシールドが、前記第１及び第２のハニカム層それぞれの第１及び第２の半径方向外側側部に沿って前記第１及び第２のハニカム層にろう付けされる、請求項１２に記載のガスタービンエンジンのタービンシュラウド組立体。
【請求項１４】
ガスタービンエンジン高圧タービンであって、
第１及び第２段ディスクそれぞれを有する第１及び第２の高圧タービン段と、
前記第１及び第２段ディスクそれぞれから半径方向外向きに延びる第１段及び第２段ブレードから半径方向に離間し且つ該第１段及び第２段ブレードに外接する環状高圧タービン第１及び第２段シュラウド組立体と、
を備え、前記第１及び第２段シュラウド組立体が、第１及び第２段シュラウドハンガーそれぞれに結合された第１及び第２段シュラウドを含み、
前記ガスタービンエンジン高圧タービンが更に、
前記第１及び第２段シュラウドハンガーを半径方向内向きに支持する前方及び後方フックを含むシュラウド支持体と、
前記環状のシュラウド支持体の半径方向外側表面の周りに円周方向に配置され且つ前記第１及び第２段シュラウド組立体とほぼ同心状の第１及び第２段熱シールドと、
を備え、前記第１及び第２段熱シールドが、それぞれの第１及び第２の半径方向内側側部に沿って前記シュラウド支持体に取り付けられた第１及び第２のハニカム層を含み、前記第１及び第２段熱シールドが、前記第１及び第２のハニカム層それぞれの第１及び第２の半径方向外側側部に沿って前記第１及び第２のハニカム層に取り付けられた第１及び第２のヒートシールドを含む、ガスタービンエンジン高圧タービン。
【請求項１５】
前記第１及び第２のハニカム層が、該第１及び第２のハニカム層それぞれの第１及び第２の半径方向内側側部に沿って前記シュラウド支持体にろう付けされ、前記第１及び第２のヒートシールドが、前記第１及び第２のハニカム層それぞれの第１及び第２の半径方向外側側部に沿って前記第１及び第２のハニカム層にろう付けされる、請求項１４に記載のガスタービンエンジン高圧タービン。
【請求項１６】
前記第１及び第２のヒートシールドの第１及び第２の前方端部から半径方向内向きに垂下する第１及び第２のリップを更に備える、請求項１４に記載のガスタービンエンジン高圧タービン。
【請求項１７】
前記第１のリップが、前記シュラウド支持体の前縁を軸方向に覆うよう半径方向内向きに延びる、請求項１６に記載のガスタービンエンジン高圧タービン。
【請求項１８】
前記第１及び第２のハニカム層の第１及び第２の後方端部を超えて軸方向に延びる第１及び第２の軸方向延長部を更に備える、請求項１６に記載のガスタービンエンジン高圧タービン。
【請求項１９】
前記第１及び第２段熱シールドがセグメント化される、請求項１８に記載のガスタービンエンジン高圧タービン。
【請求項２０】
前記第１及び第２のハニカム層が、該第１及び第２のハニカム層それぞれの第１及び第２の半径方向内側側部に沿って前記シュラウド支持体にろう付けされ、前記第１及び第２のヒートシールドが、前記第１及び第２のハニカム層それぞれの第１及び第２の半径方向外側側部に沿って前記第１及び第２のハニカム層にろう付けされる、請求項１９に記載のガスタービンエンジン高圧タービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体的に、ガスタービンエンジン高圧タービンシュラウド及びその支持体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のガスタービンエンジンは通常、圧縮機、燃焼器、及びタービンを含み、ブレード、ディスク及びリテーナなどの回転タービン構成部品と、ベーン、シュラウド、及びフレームなどの固定タービン構成部品の両方は、高温の燃焼ガスによって加熱されることに起因して冷却を必要とする。タービン、特に回転構成部品の冷却は、エンジンが適正に機能し且つ安全に作動するために重要である。高圧タービン（ＨＰＴ）段は通常、タービンブレード先端と該先端を囲むシュラウドとの間に極めて小さな先端クリアランスを維持する。シュラウド支持体は、回転ブレード先端に対してシュラウドを所望の位置に維持して、該シュラウドとブレードとの間のクリアランスを制御する。先端クリアランスは、良好な効率を得るためにできる限り小さくすべきであるが、エンジンの様々な動作モードの間にブレード及びタービンシュラウドが異なる割合で膨張及び収縮するので、先端クリアランスは通常、良好な効率を得るために望ましいものよりも大きなサイズにされる。
【０００３】
タービンシュラウドは、タービンブレード及びディスクよりも実質的に質量が小さく、従って、作動中に受ける温度差に起因して膨張及び収縮のより大きな割合で反応する。タービンは、作動中に高温燃焼ガスに浸されるので、通常は圧縮機吐出圧力及び／又はそこに好適に送られるブリード空気を用いて冷却される。
【０００４】
例えば、航空機ガスタービンエンジンにおいて、離陸中のエンジンの加速バーストが圧縮機吐出及び／又はブリード空気を提供し、これはタービンシュラウドの金属温度よりも高温になる場合がある。これに応じて、タービンシュラウドは、タービンブレードよりも速い割合で半径方向外向きに増大して先端クリアランスを増加させ、その結果、エンジン効率が低下する。エンジンの減速チョップ中は、タービンシュラウドの金属温度よりも低温の圧縮機吐出及び／又はブリード空気を受けるタービンシュラウドでは反対のことが起こり、すなわち、タービンシュラウドがタービンブレードに比べて相対的に迅速に収縮して先端クリアランスを減少させ、ブレード先端とシュラウドとの間に摩擦を引き起こす可能性がある。このため、先端クリアランスは通常、例えば、タービンシュラウドに対するブレード先端の望ましくない摩擦の可能性を排除又は低減するため、減速中に最小の先端クリアランスを確保するようなサイズにされる。このことでブレード先端及びシュラウドが損傷を受け、早期の摩滅を生じる可能性があり、これもまたエンジン効率を低下させる。
【０００５】
従って、タービンシュラウドは、先端クリアランスのサイズに起因してガスタービンエンジンの全体効率及び性能に直接的な影響を及ぼす。加えて、タービンシュラウドを冷却するのに使用されるあらゆる圧縮機吐出及び／又はブリード空気は、燃焼プロセス中又はタービンブレードによる作動膨張プロセス中には使用されず、有用な仕事を産出するのに利用可能ではないので、タービンシュラウドはエンジン性能に更に影響を及ぼすことになる。
【０００６】
従って、エンジンの全体の効率を最大限にするためにタービンシュラウドを冷却するのに使用されるブリード空気の量を低減するよう制御することが望ましい。
【０００７】
タービンブレード先端クリアランスを良好に制御するために、一部のタービンシュラウド及びその支持体は、加速バースト及び減速チョップなどの過渡運転条件中並びに航行中の圧縮機吐出圧力及び／又はブリード空気の変化に応答して増大及び収縮するよう設計される。
【０００８】
高圧タービン（ＨＰＴ）段の冷却に使用される冷却空気は、シュラウドとブレードとの間の先端クリアランスの制御におけるシュラウド支持体の作動をもたらす。ＨＰＴシュラウド支持体の特定の課題は、重量付加を僅かにしながら、エンジン速度加速中などのブレード過渡応答（時定数）に対処することである。
【０００９】
過渡中にブレード先端とシュラウドとの間の摩擦を阻止又は最小限にすることが重要である。エンジン過渡中のタービンシュラウド支持体の過渡応答に対するタービン冷却の影響を最小限にすることが望ましい。
【００１０】
加速バースト及び減速チョップなどの過渡運転条件中の圧縮機吐出圧力及び／又はブリード空気の変化による増大及び収縮に起因したタービンシュラウド及びその支持体に対する影響を最小限にすることが極めて望ましい。
【発明の概要】
【００１１】
ガスタービンエンジンタービンシュラウド組立体は、環状シュラウド支持体の半径方向外側表面の周りに円周方向に配置された環状の熱シールドを含む。熱シールドは、半径方向内側側部に沿ってシュラウド支持体に取り付けられたハニカム層と、該ハニカム層の半径方向外側側部に知ってハニカム層に取り付けられたヒートシールドとを含む。ハニカム層は、シュラウド支持体にろう付けすることができ、ヒートシールドは、ハニカム層にろう付けすることができる。
【００１２】
ガスタービンエンジンタービンシュラウド組立体の更に特定の実施形態は、ヒートシールドの前方端部から半径方向内向きに垂下するリップと、ハニカム層の後方端部を超えて軸方向に延びる軸方向延長部とを含む。熱シールドはセグメント化することができる。
【００１３】
ガスタービンエンジンタービンシュラウド組立体の別の特定の実施形態は、環状シュラウド支持体の半径方向外側表面の周りに円周方向に配置された少なくとも軸方向に離間した第１及び第２段熱シールドを含む。第１及び第２段熱シールドは、それぞれの半径方向内側側部に沿ってシュラウド支持体に取り付けられた第１及び第２のハニカム層を含み、第１及び第２段熱シールドは、第１及び第２のハニカム層それぞれの第１及び第２の半径方向外側側部に知って第１及び第２のハニカム層に取り付けられた第１及び第２のヒートシールドを含む。第１及び第２のハニカム層は、該第１及び第２のハニカム層それぞれの第１及び第２の半径方向内側側部に沿ってシュラウド支持体にろう付けすることができ、第１及び第２のヒートシールドは、第１及び第２のハニカム層それぞれの第１及び第２の半径方向外側側部に沿って第１及び第２のハニカム層にろう付けすることができる。
【００１４】
第１及び第２のリップは、第１及び第２のヒートシールドの第１及び第２の前方端部から半径方向内向きに垂下することができる。第１及び第２の軸方向延長部は、第１及び第２のハニカム層の第１及び第２の後方端部を超えて軸方向に延びることができる。記第１のリップは、シュラウド支持体の前縁を軸方向に覆うよう半径方向内向きに延びることができる。第１及び第２段熱シールドがセグメント化することができる。
【００１５】
ガスタービンエンジン高圧タービンは、少なくとも軸方向に離間した第１及び第２段熱シールドを含むガスタービンエンジンタービンシュラウド組立体を組み込むことができる。高圧タービンの第１及び第２の高圧タービン段は、それぞれ第１及び第２段ディスクと、第１及び第２段ディスクそれぞれから半径方向外向きに延びる第１段及び第２段ブレードから半径方向に離間し且つ該第１段及び第２段ブレードに外接する環状高圧タービン第１及び第２段シュラウド組立体とを含む。第１及び第２段シュラウド組立体の第１及び第２段シュラウドは、第１及び第２段シュラウドハンガーそれぞれに結合され、シュラウド支持体は、第１及び第２段シュラウドハンガーを半径方向内向きに支持する前方及び後方フックを含む。第１及び第２段熱シールドは、環状のシュラウド支持体の半径方向外側表面の周りに円周方向に配置され且つ第１及び第２段シュラウド組立体とほぼ同心状である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１及び第２の高圧タービンシュラウド支持体上にハニカム状の断熱層及びヒートシールドを有するガスタービンエンジンの断面図。
【図２】図１に示すエンジンにおける圧縮機の吐出部分、燃焼器、並びに第１及び第２の高圧タービンの拡大断面図。
【図３】図２に示す第１及び第２の高圧タービンシュラウド支持体の拡大断面図。
【図４】図３に示す第１及び第２の高圧タービンシュラウド支持体の１つのセクタ（扇形）の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１には、下流側流れ関係で、高圧圧縮機１４、燃焼器５２、高圧タービン１６、及び低圧タービン３４を含む、高圧ロータ１２を有するガスタービンエンジン１０が示されている。高圧ロータ１２は、前フレーム２２の前方軸受２０とタービンフレーム２６における高圧タービン１６の下流側に配置された後方軸受２４とによって回転可能に支持される。本明細書で示される圧縮機１４の例示的な実施形態は、５段軸方向圧縮機３０と、その後に続いて、環状の遠心圧縮機インペラ３２を有する単一段遠心圧縮機１８とを含む。
【００１８】
図２を更に参照すると、出口ガイドベーン４０が、５段軸方向圧縮機３０と単一段遠心圧縮機１８との間に配置されている。圧縮機吐出圧力（ＣＤＰ）空気７６は、インペラ３２から流出してディフューザ４２を通り、次いでデスワーラカスケード４４を通って燃焼器５２内の燃焼室４５に入る。燃焼室４５は、環状半径方向外側及び内側燃焼器ケーシング４６、４７によって囲まれる。空気７６は、複数の燃料ノズル４８によって提供される燃料と従来の方式で混合され、環状半径方向外側及び内側燃焼ライナ７２、７３によって境界付けられる環状燃焼ゾーン５０において点火されて燃焼する。
【００１９】
燃焼によって高温燃焼ガス５４が生成され、これが高圧タービン１６を通って流れて高圧ロータ１２の回転を引き起こし、続いて下流側に流れて低圧タービン３４において更に仕事を抽出し、最終的に、従来の方式で知られるように排出される。本明細書で図示される例示的な実施形態において、高圧タービン１６は、下流側直列流れ関係で、第１及び第２段ディスク６０、６２を有する第１及び第２の高圧タービン段５５、５６を含む。高圧ロータ１２の高圧シャフト６４は、高圧タービン１６をインペラ３２に回転駆動係合して接続する。第１段ノズル６６は、第１の高圧タービン段５５の直ぐ上流側にあり、第２段ノズル６８は、第２の高圧タービン段５６の直ぐ上流側にある。外側燃焼器ケーシング４６と外側燃焼ライナ７２との間に配置された環状外側チャネル７４は、外側燃焼ライナ７２の上流側又は前方端部４９から少なくとも第１の高圧タービン段５５まで軸方向及び下流側に延びる。
【００２０】
図３を参照すると、外側燃焼器ケーシング４６の後方フランジ２００は、ボルト２０４によりボルト接続２０６でタービンケーシング２０２の前方フランジ２１０にボルト留めされる。ボルト接続はまた、タービンシュラウド組立体１１５の環状シュラウド支持体１１４を支持するシュラウド支持フランジ２１０と、半径方向外側のタービン間ディフューザ壁２１４を支持するディフューザ支持体２１３のディフューザ壁フランジ２１２とをそれぞれ含む。環状高圧タービンの第１及び第２段シュラウド組立体１７１、２７１は、第１及び第２の高圧タービン段５５、５６（図２を参照）それぞれにおいて第１及び第２段ディスク６０、６２から半径方向外向きに延びる第１及び第２段ブレード９２、９４と外接する。第１及び第２段シュラウド組立体１７１、２７１は、複数の弓形の第１及び第２段シュラウドセグメント１７４、２７４から構成される第１及び第２段シュラウド１７２、２７２を含み、該第１及び第２段シュラウドセグメント１７４、２７４は、第１及び第２段シュラウドハンガー１７６、２７６に結合される。シュラウド支持体１１４は、第１及び第２段シュラウドハンガー１７６、２７６それぞれを半径方向内向きに支持する前方及び後方フック１７３、１７５を含む。
【００２１】
図２を参照すると、本明細書ではＣＤＰ空気７６と呼ばれる圧縮機吐出圧力空気は、遠心圧縮機１８のインペラ３２から吐出され、これを用いて燃焼器５２において燃焼を燃焼させ、高温燃焼ガス５４に曝されるタービン１６の構成部品、すなわち第１段ノズル６６、第１段シュラウド７１、及び第１段ディスク６０を冷却する。ＣＤＰ空気７６は、遠心圧縮機１８のインペラ３２から直接ディフューザ４２に吐出される。インペラ３２は、ロータディスク部分８２から半径方向に延びる複数の遠心圧縮機ブレード８４を含む。該圧縮機ブレード８４の反対側で軸方向前方には、環状ブレード先端シュラウド９０がある。
【００２２】
タービン冷却システム１３７は、第１段ディスク６０の高圧タービン（ＨＰＴ）第１段ブレード９２を清浄な冷却空気９７で冷却し、ＨＰＴブレード冷却通路に吸入される砂及び／又は土砂を最小限にし、従って、小さなブレード冷却通路の閉塞及びその結果として生じるブレード故障を阻止するために使用される。清浄な冷却空気９７は、ＣＤＰ空気７６が内半径部分１３３に沿ってデスワールカスケード４４に流入したときに、ディフューザ４２の出口１４０の下流側のブリード位置９５にて抽気される。このようにして抽気される清浄な冷却空気９７は、第１段ディスク６０の第１段ブレード９２における微細な冷却通路を閉塞する可能性がある粒子状物質が実質的に存在しない。
【００２３】
図３を参照すると、環状外側チャネル７４からのＣＤＰ空気７６は、第２段ノズル入口２３０を通って第２段ノズル６８に抽気又は吸い込まれて該第２段ノズル６８を冷却する。環状外側チャネル７４からのＣＤＰ空気７６はまた、冷却のため第１段シュラウド１７２に送られる。ディフューザ４２の出口１４０の下流側のブリード位置９５にて抽気される清浄な冷却空気９７は、第２段シュラウド組立体２７１の半径方向外向きに位置する環状の第１のキャビティ２３４にパイプ輸送される。第１のキャビティ２３４のＣＤＰ空気７６は、後方シュラウドハンガー２２６を冷却し、次いで、孔の第１のセット３０５を通って第２段ノズル６８とタービンシュラウド組立体１１４との間で半径方向に位置する環状の第２のキャビティ３０７に流入され、これを用いて環状の第２のキャビティ３０７をパージする。次に、第２のキャビティ２３７内のＣＤＰ空気７６は、第２段シュラウド２７２を通って流されて該第２段シュラウド２７２を冷却する。
【００２４】
第１及び第２段シュラウド組立体１７１、２７１は、第１段及び第２段ブレード９２、９４の第１段及び第２段ブレード先端１９２、１９４と、第１及び第２段シュラウド１７２、２７２との間の最小先端クリアランスＣを維持するよう設計される。第１及び第２段シュラウド組立体１７１、２７１及びこれらの構成部品は、ＣＤＰ空気７６によって冷却され、該ＣＤＰ空気７６に曝されるシュラウド支持体１１４によって支持される。
【００２５】
第１及び第２段シュラウド組立体１７１、２７１は、図２に示される、比較的緩慢に応答する高質量の第１段及び第２段ブレード９２、９４並びに第１及び第２段ディスク６０、６２よりも比較的早い割合で熱膨張及び熱収縮する。従って、先端クリアランスＣは、加速バースト及び減速チョップなどの過渡エンジン過渡作動条件中にサイズが変化する。通常、先端クリアランスＣは、特に航行中にエンジン効率を低下させる過渡エンジン過渡作動条件中の変化する先端クリアランスＣに対処するのに望ましいはずの先端クリアランスよりも僅かに大きいように設計される。
【００２６】
図３を参照すると、軸方向に離間した第１及び第２段熱シールド２８０、２８２は、シュラウド支持体１１４の半径方向外側表面２８５の周りに円周方向に配置され、好ましくは、第１及び第２段シュラウド組立体１７１、２７１並びに第１及び第２段シュラウド１７２、２７２と同心である。第１及び第２段熱シールド２８０、２８２は、シュラウド支持体１１４に取り付けられた第１及び第２のハニカム層２８４、２８６を含み、第１及び第２のヒートシールド３００、３０２は、第１及び第２のハニカム層２８４、２８６に取り付けられる。第１及び第２のハニカム層２８４、２８６それぞれの第１及び第２の半径方向内側側部２８８、２９０は、シュラウド支持体１１４にろう付けされるのが好ましい。第１及び第２のヒートシールド３００、３０２は、第１及び第２のハニカム層２８４、２８６それぞれの第１及び第２の半径方向外側側部３０４、３０６にろう付けされるのが好ましい。
【００２７】
或いは、第１及び第２のハニカム層２８４、２８６の開放セル３０１は、第１及び第２のヒートシールド３００、３０２によりシールされ、従って、周囲のＣＤＰ空気７とシュラウド支持体１１４との間の放射及び対流熱伝達を低減する。第１及び第２のヒートシールド３００、３０２はまた、ハニカム層をわたるＣＤＰ空気７６の流れの減速を阻止し、従って、接触時間及び熱伝達を行うための時間が短縮されるので周囲のＣＤＰ空気７６とシュラウド支持体１１４との間の放射及び対流熱伝達を低減する。
【００２８】
第１及び第２のヒートシールド３００、３０２それぞれの第１及び第２の前方端部３１４、３１６上の第１及び第２のリップ３１０、３１２はまた、ハニカム層をわたるＣＤＰ空気７６の流れの減速を低減し、更にハニカム層及びシュラウド支持体１１４とＣＤＰ空気７６の流れとの間の接触を阻止することにより、周囲のＣＤＰ空気７６とシュラウド支持体１１４との間の放射及び対流熱伝達を低減する。第１及び第２のリップ３１０、３１２は、第１及び第２のヒートシールド３００、３０２それぞれの第１及び第２の前方端部３１４、３１６から半径方向内向きに垂下し、曲率半径Ｒを含む。第１及び第２のリップ３１０、３１２は、第１及び第２のハニカム層２８４、２８６を実質的に軸方向に覆うよう半径方向内向きに垂下する。第１のリップ３１０は、シュラウド支持体１１４の前縁３２０を軸方向に覆うように半径方向内向きに延びる。
【００２９】
第１及び第２のハニカム層２８４、２８６それぞれの第１及び第２の後方端部３３４、３３６を超えて軸方向に延びる第１及び第２の軸方向延長部３３０、３３２はまた、ハニカム層から後方に離れてＣＤＰ空気７６の流れを誘導し、更にシュラウド支持体１１４とシュラウドの区域内のＣＤＰ空気７６の流れとの間の接触を阻止することにより、周囲のＣＤＰ空気７６とシュラウド支持体１１４との間の熱伝達を低減する。図４に示すように、第１及び第２段熱シールド２８０、２８２は、円周方向に複数の第１及び第２の熱シールドセグメント３２２、３２４にセグメント化される。熱シールド及び環状シュラウド支持体は、２つよりも多いタービン段に用いてもよい。
【００３０】
第１及び第２段熱シールド２８０、２８２は、タービンに極めて僅かな重量を付加しながら、シュラウド支持体に対するブレード及びディスクの過渡応答を一致させるのを助ける。ヒートシールドは、ハニカム層にろう付けされ、次いで、熱シールドとして示される環状セグメント又はセクタに切断される。熱シールドセグメントは、ＨＰＴシュラウド支持体１１４上にろう付けされる。ハニカム層のハニカムセル内の空気は、断熱体としての機能を果たし、従って、この部分の重量を軽量化し、適切なクリアランス時定数を有することができる。
【００３１】
１つの例示的なヒートシールド材料は、０．０２０インチの厚みがあり、約０．１００インチ厚のより厚みのあるハニカム材料にろう付けされる。熱シールドは、ＨＰＴシュラウド支持体直径にあり、熱シール度セグメントは、２０又は２４度の扇形とすることができる。適正な数の熱シール度セグメントがシュラウド支持体上にろう付けされ、第１及び第２段の両方においてシュラウド支持体を３６０度覆うようにする。熱シール度は、ヒートシールドとＨＰＴシュラウド支持体材料との間の膨張係数の差違に起因して、扇形又はセグメントの状態にろう付けされる。ＨＰＴシュラウド支持体は通常、膨張係数の低い合金から作られるが、コスト及び可用性の理由から、ヒートシールドは膨張係数の低い合金から作られない。ヒートシールドが扇形ではない場合には、過渡中に低い膨張係数差及び温度差から引き起こされる応力に耐えることができない可能性がある。
【００３２】
本明細書では本発明の好ましく且つ例示的な実施形態であると考えられるものを説明してきたが,本発明の他の変更が本明細書の教示から当業者には明らかになるはずであり,従って,全てのそのような変更は本発明の技術思想及び技術的範囲内に属するものとして特許請求の範囲で保護されることが望まれる。従って、本特許により保護されることを望むものは,特許請求の範囲に記載し且つ特定した発明である。
【符号の説明】
【００３３】
４６  外側燃焼器ケーシング
５５、５６  第１及び第２の高圧タービン段
６０、６２  第１及び第２段ディスク
９２、９４  第１及び第２段ブレード
１１４  環状シュラウド支持体
１１５  タービンシュラウド組立体
１７１、２７１  環状高圧タービンの第１及び第２段シュラウド組立体
１７２、２７２  第１及び第２段シュラウド
１７４、２７４  第１及び第２段シュラウドセグメント
１７６、２７６  第１及び第２段シュラウドハンガー
２００  後方フランジ
２０４  ボルト
２１０  シュラウド支持フランジ
２１２  ディフューザ壁フランジ
２１３  ディフューザ支持体
２１４  タービン間ディフューザ壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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