(57)【要約】      （修正有）【課題】圧縮機区分と、燃焼器アセンブリと、圧縮機区分とタービン区分を含むガスタービンシステムを提供する。【解決手段】燃焼器アセンブリ及びタービン区分の少なくとも１つが、第１の構成要素２０２と第２の構成要素２０３との間を封止する際に使用するための封止システム２００を備える。第１の構成要素が、高温ガス領域２４２と冷温ガス領域２４０との間に配向されている第１の封止部材受取領域２０８を画定する。第１の構成要素に隣接する第２の構成要素が、第１の封止部材受取領域に隣接して配向された第２の封止部材受取領域２３０を画定する。封止部材が、第１の封止部材受取領域及び第２の封止部材受取領域内に配向され、第１の端壁及び第２の端壁の１つに係合する少なくとも第１の弾力的な封止端部を画定する少なくとも第１の層を含む。【選択図】図４
2015092075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンジン（１００）内の構成要素（２０２、２０３、３０２、４０２、５０２）間に封止を提供するための方法であって、
ガスタービン（１００）の第１の構成要素（２０２、２０３、３０２、４０２、５０２）内に画定された第１の封止部材受取領域（２０７、２０８、２１１、２３０、２７０、２７２、３０４、４０４、５０４）の中に封止部材（２０４、２０９、２１３、３０６、４０６、５０６）を挿入するステップであって、前記第１の封止部材受取領域（２０７、２０８、２１１、２３０、２７０、２７２、３０４、４０４、５０４）が、高温ガス領域（２４２）と冷温ガス領域（２４０）との間に配向されているステップと、
ガスタービンエンジン（１００）の第２の構成要素（２０２、２０３、３０２、４０２、５０２）内に画定された第２の凹所（２０７、２０８、２１１、２３０、２７０、２７２、３０４、４０４、５０４）の中に封止部材（２０４、２０９、２１３、３０６、４０６、５０６）を挿入するステップであって、前記第２の構成要素（２０２、２０３、３０２、４０２、５０２）が、前記第１の構成要素（２０２、２０３、３０２、４０２、５０２）に隣接し、前記第１の封止部材受取領域（２０７、２０８、２１１、２３０、２７０、２７２、３０４、４０４、５０４）および前記第２の封止部材受取領域（２０７、２０８、２１１、２３０、２７０、２７２、３０４、４０４、５０４）の少なくとも１つが第１の端壁（２２６、２２８、２５８、３２０、３２４、４１８、４２２、５２４、５３６）を含み、前記第１の封止部材（２０４、２０９、２１３、３０６、４０６、５０６）および前記第２の封止部材（２０４、２０９、２１３、３０６、４０６、５０６）の少なくとも１つが前記第１の端壁（２２６、２２８、２５８、３２０、３２４、４１８、４２２、５２４、５３６）の略反対側に配向された第２の端壁（２２６、２２８、２５８、３２０、３２４、４１８、４２２、５２４、５３６）を含む、ステップと
を含む方法において、
前記封止部材（２０４、２０９、２１３、３０６、４０６、５０６）が、各前記第１の端壁（２２６、２２８、２５８、３２０、３２４、４１８、４２２、５２４、５３６）および前記第２の端壁（２２６、２２８、２５８、３２０、３２４、４１８、４２２、５２４、５３６）の一方に係合する少なくとも第１の封止端部（２２４、３１８、３２２、４１６、４２０、５２０、５２２、５２６、５２８）を画定する少なくとも第１の層（２１０、２１２、２１４、２１６、２１８、２２０、３０８、３１０、３１２、３１４、３１６、４１０、４１２、４１４、５０８、５１０、５１２、５１４、５１６、５１８）を含む、方法。
【請求項２】
前記方法が、前記第１の端壁（２２６、２２８、２５８、３２０、３２４、４１８、４２２、５２４、５３６）および前記第２の端壁（２２６、２２８、２５８、３２０、３２４、４１８、４２２、５２４、５３６）の他方に係合する第２の封止端部（２２４、３１８、３２２、４１６、４２０、５２０、５２２、５２６、５２８）を含むように封止部材（２０４、２０９、２１３、３０６、４０６、５０６）を画定するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第２の封止端部（２２４、３１８、３２２、４１６、４２０、５２０、５２２、５２６、５２８）を含むように前記封止部材（２０４、２０９、２１３、３０６、４０６、５０６）を画定するステップが、類似の横断面形状を含む第１の封止端部（２２４、３１８、３２２、４１６、４２０、５２０、５２２、５２６、５２８）および第２の封止端部（２２４、３１８、３２２、４１６、４２０、５２０、５２２、５２６、５２８）を含むように前記封止部材（２０４、２０９、２１３、３０６、４０６、５０６）を画定するステップを更に含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
第２の封止端部（２２４、３１８、３２２、４１６、４２０、５２０、５２２、５２６、５２８）を含むように前記封止部材（２０４、２０９、２１３、３０６、４０６、５０６）を画定するステップが、異なる横断面形状を含む第１の封止端部（２２４、３１８、３２２、４１６、４２０、５２０、５２２、５２６、５２８）および第２の封止端部（２２４、３１８、３２２、４１６、４２０、５２０、５２２、５２６、５２８）を含むように前記封止部材（２０４、２０９、２１３、３０６、４０６、５０６）を画定するステップを更に含む、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記方法が、前記第１の層（２１０、２１２、２１４、２１６、２１８、２２０、３０８、３１０、３１２、３１４、３１６、４１０、４１２、４１４、５０８、５１０、５１２、５１４、５１６、５１８）に接合された少なくとも第２の層（２１０、２１２、２１４、２１６、２１８、２２０、３０８、３１０、３１２、３１４、３１６、４１０、４１２、４１４、５０８、５１０、５１２、５１４、５１６、５１８）を含む積層封止部材（２０４、２０９、２１３、３０６、４０６、５０６）として前記封止部材（２０４、２０９、２１３、３０６、４０６、５０６）を製造するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記方法が、前記第１の層（２１０、２１２、２１４、２１６、２１８、２２０、３０８、３１０、３１２、３１４、３１６、４１０、４１２、４１４、５０８、５１０、５１２、５１４、５１６、５１８）の平坦な添え骨部（２２３、３２８、４０９、５２１）に対してある角度で延在する平坦な部材として前記第１の封止端部（２２４、３１８、３２２、４１６、４２０、５２０、５２２、５２６、５２８）を画定するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記方法が、前記第１の層（２１０、２１２、２１４、２１６、２１８、２２０、３０８、３１０、３１２、３１４、３１６、４１０、４１２、４１４、５０８、５１０、５１２、５１４、５１６、５１８）の平坦な添え骨部（２０４、２１３、３０６、４０６、５０６）から延在する添え骨部（２０４、２１３、３０６、４０６、５０６）として前記第１の封止端部（２２４、３１８、３２２、４１６、４２０、５２０、５２２、５２６、５２８）を画定するステップを更に含み、前記添え骨部（２０４、２１３、３０６、４０６、５０６）が「Ｗ」字形横断面構成を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記方法が、前記第１の層（２１０、２１２、２１４、２１６、２１８、２２０、３０８、３１０、３１２、３１４、３１６、４１０、４１２、４１４、５０８、５１０、５１２、５１４、５１６、５１８）の平坦な添え骨部（２０４、２１３、３０６、４０６、５０６）から延在する添え骨部（２０４、２１３、３０６、４０６、５０６）として前記第１の封止端部（２２４、３１８、３２２、４１６、４２０、５２０、５２２、５２６、５２８）を画定するステップを更に含み、前記添え骨部（２０４、２１３、３０６、４０６、５０６）が湾曲した横断面構成を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記方法が、少なくとも２つの層（２１０、２１２、２１４、２１６、２１８、２２０、３０８、３１０、３１２、３１４、３１６、４１０、４１２、４１４、５０８、５１０、５１２、５１４、５１６、５１８）を含むように前記封止部材（２０４、２０９、２１３、３０６、４０６、５０６）を画定するステップを更に含み、各前記少なくとも２つの層（２１０、２１２、２１４、２１６、２１８、２２０、３０８、３１０、３１２、３１４、３１６、４１０、４１２、４１４、５０８、５１０、５１２、５１４、５１６、５１８）が少なくとも１つの封止端部（２２４、３１８、３２２、４１６、４２０、５２０、５２２、５２６、５２８）を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも２つの層（２１０、２１２、２１４、２１６、２１８、２２０、３０８、３１０、３１２、３１４、３１６、４１０、４１２、４１４、５０８、５１０、５１２、５１４、５１６、５１８）を含むように前記封止部材（２０４、２０９、２１３、３０６、４０６、５０６）を画定するステップが、類似の横断面構成を含む第１の封止端部（２２４、３１８、３２２、４１６、４２０、５２０、５２２、５２６、５２８）および第２の封止端部（２２４、３１８、３２２、４１６、４２０、５２０、５２２、５２６、５２８）を含むように各前記少なくとも２つの層（２１０、２１２、２１４、２１６、２１８、２２０、３０８、３１０、３１２、３１４、３１６、４１０、４１２、４１４、５０８、５１０、５１２、５１４、５１６、５１８）を画定するステップを更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
圧縮機区分（１０２）と、
前記圧縮機区分（１０２）に結合された燃焼器アセンブリ（１０４）と、
前記圧縮機区分（１０２）に結合されたタービン区分（１０８）と
を備えるガスタービンシステム（１００）において、
前記燃焼器アセンブリ（１０４）および前記タービン区分（１０８）の少なくとも１つが、第１の構成要素（２０２、２０３、３０２、４０２、５０２）と第２の構成要素（２０２、２０３、３０２、４０２、５０２）との間を封止する際に使用するための封止サブシステム（２００、２８０、３００、４００、５００）を備え、
前記封止サブシステム（２００、２８０、３００、４００、５００）が、高温ガス領域（２４２）と冷温ガス領域（２４０）との間に配向されている第１の封止部材受取領域（２０７、２０８、２１１、２３０、２７０、２７２、３０４、４０４、５０４）を画定する第１の構成要素（２０２、２０３、３０２、４０２、５０２）と、前記第１の構成要素（２０２、２０３、３０２、４０２、５０２）に隣接し、前記第１の封止部材受取領域（２０７、２０８、２１１、２３０、２７０、２７２、３０４、４０４、５０４）に隣接して配向された第２の封止部材受取領域（２０７、２０８、２１１、２３０、２７０、２７２、３０４、４０４、５０４）を画定する第２の構成要素（２０２、２０３、３０２、４０２、５０２）であって、
前記第１の封止部材受取領域（２０７、２０８、２１１、２３０、２７０、２７２、３０４、４０４、５０４）および前記第２の封止部材受取領域（２０７、２０８、２１１、２３０、２７０、２７２、３０４、４０４、５０４）の少なくとも１つが、第１の端壁（２２６、２２８、２５８、３２０、３２４、４１８、４２２、５２４、５３６）を含み、
前記第１の封止部材受取領域（２０７、２０８、２１１、２３０、２７０、２７２、３０４、４０４、５０４）および前記第２の封止部材受取領域（２０７、２０８、２１１、２３０、２７０、２７２、３０４、４０４、５０４）の少なくとも１つが、前記第１の端壁（２２６、２２８、２５８、３２０、３２４、４１８、４２２、５２４、５３６）に略反対側に配向された第２の端壁（２２６、２２８、２５８、３２０、３２４、４１８、４２２、５２４、５３６）を含む、第２の構成要素（２０２、２０３、３０２、４０２、５０２）と、前記第１の封止部材受取領域（２０７、２０８、２１１、２３０、２７０、２７２、３０４、４０４、５０４）および前記第２の封止部材受取領域（２０７、２０８、２１１、２３０、２７０、２７２、３０４、４０４、５０４）内に配向された封止部材（２０４、２０９、２１３、３０６、４０６、５０６）であって、前記第１の端壁（２２６、２２８、２５８、３２０、３２４、４１８、４２２）および前記第２の端壁（２２６、２２８、２５８、３２０、３２４、４１８、４２２、５２４、５３６）の１つに係合する少なくとも第１の弾力的な封止端部（２２４、３１８、３２２、４１６、４２０、５２０、５２２、５２６、５２８）を画定する少なくとも第１の層（２１０、２１２、２１４、２１６、２１８、２２０、３０８、３１０、３１２、３１４、３１６、４１０、４１２、４１４、５０８、５１０、５１２、５１４、５１６、５１８）を含む封止部材（２０４、２０９、２１３、３０６、４０６、５０６）と
を備える、ガスタービンシステム（１００）。
【請求項１２】
前記封止部材（２０４、２０９、２１３、３０６、４０６、５０６）が、前記第１の端壁（２２６、２２８、２５８、３２０、３２４、４１８、４２２、５２４、５３６）および前記第２の端壁（２２６、２２８、２５８、３２０、３２４、４１８、４２２、５２４、５３６）の他方に係合する第２の封止端部（２２４、３１８、３２２、４１６、４２０、５２０、５２２、５２６、５２８）を含む、請求項１１に記載のガスタービンシステム（１００）。
【請求項１３】
前記第１の封止端部（２２４、３１８、３２２、４１６、４２０、５２０、５２２、５２６、５２８）および前記第２の封止端部（２２４、３１８、３２２、４１６、４２０、５２０、５２２、５２６、５２８）が、類似の横断面形状を含む、請求項１２に記載のガスタービンシステム（１００）。
【請求項１４】
前記第１の封止端部（２２４、３１８、３２２、４１６、４２０、５２０、５２２、５２６、５２８）および前記第２の封止端部（２２４、３１８、３２２、４１６、４２０、５２０、５２２、５２６、５２８）が、異なる横断面形状を含む、請求項１２に記載のガスタービンシステム（１００）。
【請求項１５】
前記封止部材（２０４、２０９、２１３、３０６、４０６、５０６）が、前記第１の層（２１０、２１２、２１４、２１６、２１８、２２０、３０８、３１０、３１２、３１４、３１６、４１０、４１２、４１４、５０８、５１０、５１２、５１４、５１６、５１８）に接合された少なくとも第２の層（２１０、２１２、２１４、２１６、２１８、２２０、３０８、３１０、３１２、３１４、３１６、４１０、４１２、４１４、５０８、５１０、５１２、５１４、５１６、５１８）を含む積層封止部材（２０４、２０９、２１３、３０６、４０６、５０６）である、請求項１１に記載のガスタービンシステム（１００）。
【請求項１６】
前記第１の封止端部（２２４、３１８、３２２、４１６、４２０、５２０、５２２、５２６、５２８）が、前記第１の層（２１０、２１２、２１４、２１６、２１８、２２０、３０８、３１０、３１２、３１４、３１６、４１０、４１２、４１４、５０８、５１０、５１２、５１４、５１６、５１８）の平坦な添え骨部（２２３、３２８、４０９、５２１）に対してある角度で延在する平坦な部材を含む、請求項１１に記載のガスタービンシステム（１００）。
【請求項１７】
前記第１の封止端部（２２４、３１８、３２２、４１６、４２０、５２０、５２２、５２６、５２８）が、前記第１の層（２１０、２１２、２１４、２１６、２１８、２２０、３０８、３１０、３１２、３１４、３１６、４１０、４１２、４１４、５０８、５１０、５１２、５１４、５１６、５１８）の平坦な添え骨部（２２３、３２８、４０９、５２１）から延在する添え骨部（２２３、３２８、４０９、５２１）を備え、前記添え骨部（２２３、３２８、４０９、５２１）が「Ｗ」字形横断面形状を含む、請求項１１に記載のガスタービンシステム（１００）。
【請求項１８】
前記第１の封止端部（２２４、３１８、３２２、４１６、４２０、５２０、５２２、５２６、５２８）が、前記第１の層（２１０、２１２、２１４、２１６、２１８、２２０、３０８、３１０、３１２、３１４、３１６、４１０、４１２、４１４、５０８、５１０、５１２、５１４、５１６、５１８）の平坦な添え骨部（２２３、３２８、４０９、５２１）から延在する添え骨部（２２３、３２８、４０９、５２１）を備え、前記添え骨部（２２３、３２８、４０９、５２１）が湾曲した横断面形状を含む、請求項１１に記載のガスタービンシステム（１００）。
【請求項１９】
前記封止部材（２０４、２０９、２１３、３０６、４０６、５０６）が、少なくとも２つの層（２１０、２１２、２１４、２１６、２１８、２２０、３０８、３１０、３１２、３１４、３１６、４１０、４１２、４１４、５０８、５１０、５１２、５１４、５１６、５１８）を含み、各前記少なくとも２つの層（２１０、２１２、２１４、２１６、２１８、２２０、３０８、３１０、３１２、３１４、３１６、４１０、４１２、４１４、５０８、５１０、５１２、５１４、５１６、５１８）が少なくとも１つの封止端部（２２４、３１８、３２２、４１６、４２０、５２０、５２２、５２６、５２８）を含む、請求項１１に記載のガスタービンシステム（１００）。
【請求項２０】
各前記少なくとも２つの層（２１０、２１２、２１４、２１６、２１８、２２０、３０８、３１０、３１２、３１４、３１６、４１０、４１２、４１４、５０８、５１０、５１２、５１４、５１６、５１８）が、類似の横断面形状を含む第１の封止端部（２２４、３１８、３２２、４１６、４２０、５２０、５２２、５２６、５２８）および第２の封止端部（２２４、３１８、３２２、４１６、４２０、５２０、５２２、５２６、５２８）を備える、請求項１９に記載のガスタービンシステム（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、全体的に回転機械に関し、より詳細には、ガスタービンエンジン内の構成要素間に封止を提供するための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
少なくともいくつかの公知のガスタービンエンジンは、ガスタービンエンジンの内側シェルと、例えば低圧燃焼ガス流に直接さらされる構成要素との間に配置されるガスタービンの低温領域から、流体流路（「高温ガス経路」）に沿って導かれる燃焼ガスの流れを隔離することを促進する複数の封止アセンブリを含む。少なくとも公知の封止アセンブリは、ガスタービンエンジンの段内のステータ区分などの隣接する静止構成要素間に延在して、高圧低温領域と低圧高温領域との間に封止を提供する。高温燃焼ガスがエンジンの冷温領域内に取り込まれることを更に保護するために、少なくとも公知のガスタービンエンジンでは、パージ用空気が、燃焼ガス流の圧力よりも高い圧力で冷温領域内に導かれる。
【０００３】
少なくともいくつかの公知の封止アセンブリは、２つの隣接する構成要素内に画定される、隣接する細長い矩形のスロットまたは封止部材受取領域内に挿入される略平坦な細長い封止部材を含む。そのような封止部材は、「スプライン封止」と呼ばれることが多く、側縁領域および端縁領域を含む。少なくともいくつかの公知の封止アセンブリでは、隣接する矩形スロットが、製造公差および小さい部品間の不整合を収容するために、スロット内に挿入される封止部材の長さよりも長い。そのような封止部材を含む少なくともいくつかの公知のガスタービンエンジンでは、封止部材の端縁領域の周りに、特に端縁領域と細長い矩形スロットの隣接する端部領域との間に、パージ用空気の漏出が発生する可能性がある。漏出の結果として、燃焼ガスが冷温領域内に取り込まれるこことを防止することを保証するために、漏出が発生しなかった場合に必要とされるよりも大きな体積のパージ用空気が必要になる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第８，１８２，２０８号明細書
【発明の概要】
【０００５】
一態様では、ガスタービン内の構成要素間に封止を提供する方法が提供される。方法は、ガスタービンの第１の構成要素内に画定された第１の封止部材受取領域の中に封止部材を挿入するステップであって、第１の封止部材受取領域が、高温ガス領域と冷温ガス領域との間に配向されている、ステップを含む。方法は、ガスタービンエンジンの第２の構成要素内に画定された第２の凹所の中に封止部材を挿入するステップであって、第２の構成要素が、第１の構成要素に隣接し、第１の封止部材受取領域および第２の封止部材受取領域の少なくとも１つが第１の端壁を含み、第１の封止部材および第２の封止部材の少なくとも１つが第１の端壁の略反対側に配向された第２の端壁を含む、ステップを更に含む。封止部材が、各第１の端壁および第２の端壁の一方に係合する少なくとも第１の封止端部を画定する少なくとも第１の層を含む。
【０００６】
やはり別の態様では、ガスタービンシステムが提供される。ガスタービンシステムが、圧縮機区分と、圧縮機区分に結合された燃焼器アセンブリと、圧縮機区分に結合されたタービン区分とを含む。燃焼器アセンブリおよびタービン区分の少なくとも１つが、第１の構成要素と第２の構成要素との間を封止する際に使用するための封止サブシステムを備える。封止サブシステムが、高温ガス領域と冷温ガス領域との間に配向されている第１の封止部材受取領域を画定する第１の構成要素を含む。封止サブシステムは、第１の構成要素に隣接する第２の構成要素を更に含む。第２の構成要素は、第１の封止部材受取領域に隣接して配向された第２の封止部材受取領域を画定し、第１の封止部材受取領域および第２の封止部材受取領域の少なくとも１つが、第１の端壁を含む。第１の封止部材受取領域および第２の封止部材受取領域の少なくとも１つが、第１の端壁の略反対側に配向された第２の端壁を更に含む。封止部材サブシステムが、第１の封止部材受取領域および第２の封止部材受取領域内に配向された封止部材を更に含み、封止部材が、第１の端壁および第２の端壁の１つに係合する少なくとも第１の弾力的な封止端部を画定する少なくとも第１の層を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】例示的ガスタービンエンジンの概略図である。
【図２】図１に示すガスタービンエンジン内で使用され得る例示的封止システムの斜視図である。
【図３】図２に示す封止システムの側面断面図である。
【図４】図３に示す封止システムの端面断面図である。
【図５】図１に示すガスタービンエンジン内で使用され得る代替封止システムの側面断面図である。
【図６】図１に示すガスタービンエンジン内で使用され得る別の代替封止システムの側面断面図である。
【図７】図１に示すガスタービンエンジン内で使用され得るやはり別の代替封止システムの側面断面図である。
【図８】図１に示すガスタービンエンジン内で使用され得るやはり別の代替封止システムの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本明細書で使用する場合、「軸方向の」および「軸方向に」という用語は、ガスタービンエンジンの長手軸に略平行に延在する方向および配向を指示する。更に、「半径方向の」および「半径方向に」という用語は、ガスタービンエンジンの長手軸に略垂直に延在する方向および配向を指示する。加えて、本明細書で使用する場合、「円周方向の」および「円周方向に」という用語は、ガスタービンエンジンの長手軸を中心として円弧状に延在する方向および配向を指示する。本明細書で使用する場合、「流体」という用語は、限定しないが、ガスおよび空気を含む、流れる任意の媒体または材料を含むことを更に理解されたい。
【０００９】
図１は、例示的なガスタービンエンジン１００の概略図である。ガスタービンエンジン１００は、圧縮機アセンブリ１０２および燃焼器アセンブリ１０４を含む。ガスタービンエンジン１００は、タービンアセンブリ１０８、および軸１０６を中心として回転するように構成されている、共通の圧縮機／タービンシャフト１１０（ロータ１１０と呼ばれることが多い）を更に含む。
【００１０】
作動中、圧縮空気が燃焼器アセンブリ１０４に供給されるように、空気が圧縮機アセンブリ１０２を通って流れる。燃料が、燃焼器アセンブリ１０４内に画定される燃焼領域および／または区域（図示せず）に導かれ、そこで燃料は空気と混合され、点火される。燃焼器アセンブリ１０４内で生成された燃焼ガスは、高温ガス経路１１１に沿ってタービンアセンブリ１０８を通って導かれ、ガス流体の熱エネルギーが機械的回転エネルギーに転換される。
【００１１】
図２は、ガスタービンエンジン１００（図１参照）内で使用され得る例示的な封止システム２００の拡大斜視図である。図３は封止システム２００の側面断面図であり、図４は封止システム２００の端面断面図である。封止システム２００は、第１の静止構成要素２０２と隣接する第２の静止構成要素２０３との間に封止を提供するために使用される。封止部材２０４は、高温ガス経路１１１と実質的に同じ方向に沿って延在する。
【００１２】
例示的な実施形態では、封止領域２０６は、構成要素２０２内に画定される細長いスロットまたは封止部材受取領域２０８と、構成要素２０３内に画定される対応するスロットまたは封止部材受取領域２３０との間に画定される。封止部材２０４は、スロット２０８および２３０内に取り込まれる（すなわち、少なくとも部分的に挿入される）。
【００１３】
例示的な実施形態では、封止システム２００は、封止部材２０４に加えて、例えば封止部材２０９および２１３などの複数の封止部材を含み、封止部材２０９および２１３は、スロットまたは封止部材受取領域２０７および２１１の中にそれぞれ受けられる。スロット２０７、２０８および２１１の配置は、例示に過ぎない。代替の実施形態では、スロット２０７、２０８および２１１は、封止システム２００が本明細書に記載するように機能できるようにする任意の構成の中に配向され得る。更に、各封止部材２０４、２０９および／または２１３は、封止システム２００が本明細書に記載するように機能できるようにする、互いに異なる構成を含めて任意の構成を有することができる。
【００１４】
例示的な実施形態では、封止部材２０４は、層２１０、２１２、２１４、２１６および２１８を含む多層封止部材である。一実施形態では、層２１０〜２１８の少なくとも１つが固体金属層である。更に、一実施形態では、層２１０〜２１８の少なくとも１つが金属繊維層である。別法として、任意の層２１０〜２１８は、封止システム２００が本明細書に記載するように機能できるようにする任意の材料から製造されることが可能である。例示的な実施形態では、層２１０〜２１８は、封止システム２００が本明細書に記載するように機能できるようにする任意の適切な固着方法を使用して互いに結合され得る。封止部材２０４は、多層積層構造を有すると説明されるが、代替の実施形態では、封止部材は、封止システム２００が本明細書に記載するように機能できるようにする任意の数の層を有することができる。
【００１５】
例示的な実施形態では、封止部材２０４は、封止端部２２２および２２４を有する層２２０を含む。例示的な実施形態では、任意の層２２０は、封止システム２００が本明細書に記載するように機能できるようにする任意の材料から製造される。具体的には、層２２０は、封止端部２２２および２２４がスロット２０８の端壁２２６および２２８、ならびにスロット２３０（図４参照）内の対応する壁（図示せず）との接触を維持するために弾力的に曲がることができる十分に強力な可撓性材料から製造される。
【００１６】
例示的な実施形態では、封止部材２０４は、封止端部２２４および封止端部２２２（破線を参照）の両方を含む。代替の実施形態では、封止部材２０４は、封止端部２２２および２２４の１つだけを有することができる。例えば、代替の実施形態では、封止端部２２２を省くことができる。加えて、例示的な実施形態では、封止端部２２２および２２４は、両方とも同じ層、例えば層２２０から延在する。代替の実施形態（図示せず）では、封止端部２２２および２２４は、層２１０、２１２、２１４、２１６、２１８および２２０の異なる１つから延在することができる。
【００１７】
例示的な実施形態では、封止端部２２４は、層２２０の略平坦な添え骨部２２３に対して角度αで寸法形成され、配向されている。封止端部２２２は、添え骨部２２３に対して角度βで寸法形成され、配向されている。例示的な実施形態では、αおよびβは同じ値である。代替の実施形態では、各αおよびβは、封止システム２００が本明細書に記載するように機能できるようにする任意の値を有することができる。封止部材２０４をスロット２０８の中に挿入した後、封止端部２２２および２２４の端縁２２５および２２７は、それぞれ端壁２２６および２２８との接触を維持する。例示的な実施形態では、封止端部２２２および２２４は、略平坦な添え骨部２２３から一体に延在する。代替の実施形態では、封止端部２２２および２２４は、最初に別個の構成要素として製造され、その後、システム２００が本明細書に記載するように機能できるようにする任意の適切な取付方法を使用して、略平坦な添え骨部２２３に結合される。
【００１８】
一実施形態では、封止部材２０４がスロット２０８の長さＭよりも短い最初の全体的長さＬを有して、封止部材２０４をスロット２０８の中に挿入することを促進するように、システム２００の組み立てを促進するために、封止部材２０４は最初は封止端部２２２および２２４と共に製造され、封止端部２２２および２２４は一時的に位置２３２および２３４（図３に破線で図示する）に反らされ、かつ例えば感温性接着剤２３６によって一時的に定位置に固定される。タービンエンジンの作動中に、接着剤２３６は上昇した温度にさらされ、それによって接着剤２３６が溶解し、封止端部２２２および２２４を図３に示すような、それらの延在した位置に配置することができる。
【００１９】
図４に示すように、封止部材２０４は、隣接する構成要素２０２および２０３の間に延在する封止を提供する。より具体的には、封止部材２０４は、構成要素２０２と構成要素２０３との間に画定される間隙２０５に跨る。例示的な実施形態では、冷温ガス領域２４０内の圧力は、燃焼ガスにさらされる高温ガス経路領域２４２内の圧力よりもより高い。したがって、領域２４０と２４２との間の圧力差によって、ガスタービンエンジン１００（図示１参照）の作動中に、封止部材２０４は、スロット２０８の底部壁２４４およびスロット２３０の底部壁２４６に押し付けられる。端壁２２６および２２８との接触を維持するために弾力的に可撓性であるように封止端部２２２および２２４を構成することによって、封止システム２００は、封止部材２０４の端部の周りの漏出を低減または防止することを促進する。
【００２０】
封止部材２０４は、隣接するタービン構成要素２０２および２０３内の１対の隣接するスロット２０８および２３０の中に受けられるように図２から図４に説明され、図示されており、各スロット２０８および２３０は、封止部材２０４の側部を受け、取り囲む。少なくともいくつかの公知のガスタービンエンジン１００（図１参照）は、スロット２０８および２３０などの完全に画定された凹所を組み込まない封止システムを更に含むことができる。例えば、図８は、封止部材２０４（図２〜図４参照）と共に、ガスタービンエンジン１００の中で使用可能である別の封止システム２８０を図示する。例示的な実施形態では、封止システム２８０は、ガスタービンエンジン１００内に円周方向に配置されている複数のシュラウドブロック２５０（その２つを図８に示す）を含み、封止部材２０４は、各隣接する１対のシュラウドブロック２５０の間に配向される。
【００２１】
例示的な実施形態では、シュラウドブロック２５０は、フランジ２５４および上を覆うフランジ２６６を含む。フランジ２５４および２６６は、距離Ｈによって分離されている。フランジ２５４の少なくとも部分２６２がフランジ２６６によって覆われる。シュラウドブロック２５０は、少なくとも端壁２５８によって境を接し、フランジ２６８によって少なくとも部分的に覆われているフランジ２５６を更に含む。例示的な実施形態では、類似の端壁（図示せず）がフランジ２５６の反対側の端部に設けられる。前述のように、封止部材２０４（図２〜図４参照）は、各１対の隣接するシュラウドブロック２５０の間に配向される。例えば、封止部材２０４（図８に図示せず）は、フランジ２５４および２５６によって支持され、その端部で端壁２５８および対応する反対側の端壁（図示せず）によって境を接するように、隣接するシュラウドブロック２５０の間に配向可能である。加えて、封止部材２０４は、フランジ２６８および２６６によって定位置に更に維持される。したがって、フランジ２５４および２６６は第１の封止部材受取領域２７０を画定し、フランジ２５６、２６８、端壁２５８および反対側の端壁（図示せず）は第２の封止部材受取領域２７２を画定する。例示的な実施形態では、封止部材受取領域２７２は、端壁２５８および反対側の端壁を含むが、一方封止部材受取領域２７０は端壁を含まない。代替の実施形態では、各封止部材受取領域２７０および２７２は、封止システム２８０が本明細書に記載するように機能できるようにする、任意の数の端壁を含むことができる。例えば、代替の実施形態では、封止部材受取領域２７２は端壁２５８を含むことができるが、一方封止部材受取領域２７０は、フランジ２５６の端部に隣接するフランジ２５４の端部に配向される、端壁２５８の反対側にある端壁（図示せず）を含むことができる。
【００２２】
封止端部２２２および２２４が、略平坦で、上方に角度をなす要素として図２から図４に示されている。代替の実施形態では、他の封止端部形状が提供される。例えば、図５は、代替の例示的な封止システム３００の側面断面図であり、封止部材３０６が静止構成要素３０２の中のスロット３０４内に受けられている。封止部材３０６は、隣接する静止構成要素（図示せず）上に画定される対応するスロット内にも挿入されている。例示的な実施形態では、封止部材３０６は多層であり、中央封止層３０８を含む。上方層３１０および３１２は中央封止層３０８に結合され、同様に下方層３１４および３１６は中央封止層３０８に結合される。例示的な実施形態では、任意の層３０８〜３１６は、封止システム３００が本明細書に記載するように機能できるようにする任意の材料から製造可能である。更に、層３０８〜３１６は、封止システム３００が本明細書に記載するように機能できるようにする任意の適切な固着方法を使用して互いに結合され得る。封止部材３０６は、多層積層構造を有すると説明されるが、代替の実施形態では、封止部材３０６は、封止システム３００が本明細書に記載するように機能できるようにする任意の数の層を含むことができる。
【００２３】
封止部材３０６は、層３０８の略平坦な添え骨部３２８から延在する封止端部３１８および３２２を含む。例示的な実施形態では、各封止端部３１８および３２２は、「Ｗ」字形形状を有する。更に、封止端部３１８および３２２は、封止部材３０６がスロット３０４内に挿入された後、封止端部３１８がスロット３０４の端壁３２０との接触を維持し、封止端部３２２がスロット３０４の端壁３２４との接触を維持するように、弾力的に可撓性であるように寸法形成され、構成されている。更に、封止部材３０６をスロット３０４内に挿入した後、封止端部３１８および３２２の一方または両方が、わずかに圧縮されて、封止端部３１８および３２２と各端壁３２０および３２４との間に封止を提供する。したがって、封止システム３００は封止部材３０６の端部の周りの漏出を低減し、防止することを促進する。
【００２４】
図２から図４の実施形態に関して説明するように、一実施形態では、システム３００の組み立て前に、封止端部３１８および／または３２２は圧縮され、またはそうでない場合は反らされ、例えば感温性接着剤（図示せず）を使用して一時的に反らせた位置に固着可能である。封止端部３１８および／または３２２の圧縮は、封止部材３０６をスロット３０４内、および隣接する構成要素（図示せず）内の対応するスロット（図示せず）内に挿入することを促進する。組み立て後、封止部材３０６はエンジン作動温度にさらされ、それによって接着剤が溶解し、それに続いて封止端部３１８および／または３２２の配置を促進する。
【００２５】
例示的な実施形態では、領域３３０内のパージ用ガスのガス圧力が、領域３３２内のガス圧力よりも高い。したがって、タービン作動中に存在する領域３３０と３３２との間の圧力差のために、封止部材３０６はスロット３０４の底部壁３３４に対して、および隣接する構成要素（図示せず）内の対応するスロットの底部壁に対して押し付けられる。封止端部３１８および３２２は、封止部材３０６の周りのパージ用ガスの漏出を防止することを促進する。
【００２６】
図６は、別の代替の例示的な封止システム４００の側面断面図である。封止部材４０６が静止構成要素４０２の中のスロット４０４内に、および隣接する構成要素（図示せず）の中の対応するスロット内に挿入されている。例示的な実施形態では、封止部材４０６は多層であり、封止層４０８ならびに層４１０、４１２および４１４を含む。更に、任意の層４０８〜４１４は、封止システム４００が本明細書に記載するように機能できるようにする任意の材料から製造可能である。封止層４０８は、封止端部４１６および４２０がそこから延在する略平坦な添え骨部４０９を含む。更に、層４０８〜４１６は、封止システム４００が本明細書に記載するように機能できるようにする任意の適切な固着方法を使用して互いに結合され得る。封止部材４０６は、多層積層構造を有すると説明されるが、代替の実施形態では、封止部材４０６は、封止システム４００が本明細書に記載するように機能できるようにする任意の数の層を含むことができる。
【００２７】
例示的な実施形態では、封止端部４１６および４２０は、封止部材４０６が挿入された後、封止端部４１６がスロット４０４の端壁４１８との接触を維持し、封止端部４２０がスロット４０４の端壁４２２との接触を維持するように、弾力的に可撓性であるように寸法形成され、構成されている。更に、封止部材４０６をスロット４０４内に挿入した後、封止端部４１６および４２０の一方または両方が、わずかに圧縮されて、封止端部４１６および４２０とそれぞれ端壁４１８および４２２との間に封止を提供する。
【００２８】
図２から図４の実施形態に関して説明するように、一実施形態では、システム４００の組み立て前に、封止端部４１６および／または４２０は圧縮され、またはそうでない場合は反らされ、例えば感温性接着剤（図示せず）を使用して一時的に反らせた位置に固着可能である。封止端部４１６および／または４２０の圧縮は、封止部材４０６をスロット４０４内、および隣接する構成要素（図示せず）内の対応するスロット内に挿入することを促進する。組み立て後、封止部材４０６はエンジン作動温度にさらされ、それによって接着剤が溶解し、それに続いて封止端部４１６および４２０の配置を促進する。
【００２９】
例示的な実施形態では、領域４３０内のパージ用ガス圧力が、領域４３２内のガス圧力よりも高い。したがって、タービン作動中に存在する領域４３０と４３２との間の圧力差のために、封止部材４０６はスロット４０４の底部壁４３４に対して、および隣接する構成要素（図示せず）内の対応するスロットの底部壁に対して維持される。封止端部４１６および４２０は、封止部材４０６の周りのパージ用ガスの漏出を防止することを促進する。
【００３０】
図７は、別の代替の例示的な封止システム５００の側面断面図である。封止部材５０６は、静止構成要素５０２の中のスロット５０４内に受けられる。封止部材５０６は、隣接する静止構成要素（図示せず）内の対応するスロット内にも受けられる。例示的な実施形態では、封止部材５０６は多層であり、層５１２および５１４と層５１６および５１８との間に配向された封止層５０８および５１０を含む。更に、層５０８〜５１８は、封止システム５００が本明細書に記載するように機能できるようにする任意の適切な固着方法を使用して一体に結合され得る。更に例示的な実施形態では、任意の層５０８〜５１８は、封止システム５００が本明細書に記載するように機能できるようにする任意の材料から製造可能である。封止部材５０６は、多層積層構造を有すると説明されるが、代替の実施形態では、封止部材５０６は、封止システム５００が本明細書に記載するように機能できるようにする任意の数の層を含むことができる。
【００３１】
封止端部５２０および５２６は、層５０８から延在する。封止端部５２２および５２８は、層５１０の略平坦な添え骨部５２１から延在する。例示的な実施形態では、封止端部５２０、５２２、５２６および５２８は断面が弓状であり、封止部材５０６をスロット５０４の中に挿入した後、封止端部５２０、５２２、５２６および５２８の少なくとも１つがわずかに圧縮されて、封止端部５２０および／または５２２と端壁５２４との間、および封止端部５２６および／または５２８と端壁５３６との間にそれぞれ封止を提供する。
【００３２】
図２から図４の実施形態に関して説明するように、一実施形態では、システム５００の組み立て前に、封止端部５２０、５２２、５２６および／または５２８の少なくとも１つは圧縮され、またはそうでない場合は反らされ、例えば感温性接着剤（図示せず）を使用して一時的に反れた位置に固着される。封止端部５２０、５２２、５２６および／または５２８の圧縮は、封止部材５０６をスロット５０４内に挿入することを促進する。組み立て後、封止部材５０６はエンジン作動温度にさらされ、それによって接着剤が溶解し、それに続いて封止端部５２０、５２２、５２６および／または５２８の配置を促進する。
【００３３】
例示的な実施形態では、領域５３０内のパージ用ガス圧力が、領域５３２内のガス圧力よりも高い。したがって、タービン作動中に存在する領域５３０と５３２との間の圧力差のために、封止部材５０６はスロット５０４の底部壁５３４に対して、および隣接する構成要素（図示せず）内の対応するスロットの底部壁に対して維持される。封止端部５２０、５２２、５２６および／または５２８は、封止部材５０６の周りのパージ用ガスの漏出を防止することを促進する。
【００３４】
図２、図５〜図７の実施形態では、封止部材２０４、３０６、４０６および５０６は、それぞれ封止端部２２２および２２４（図２参照）、３１８および３２２（図５参照）、４１６および４２０（図６参照）、ならびに５２０、５２２、５２６および５２８（図７参照）と共に図示されており、各実施形態の中の封止端部は同じ横断面形状を有する。代替の実施形態では、封止部材端部は任意の形状を有することができ、封止システムが本明細書に記載するように機能できるようにする、単一の封止部材の反対側の端部で異なる形状を含むことができる。例えば、代替の実施形態（図示せず）では、封止部材は一方の端部で湾曲した封止端部を含み、反対側の端部で「Ｗ」字形封止端部を含むことができる。
【００３５】
本明細書に記載する主題は、ガスタービンエンジンの中で静止構成要素間を封止する公知の方法に勝るいくつかの利点を提供する。例えば、本明細書に記載する封止システムは、燃焼ガスに直接さらされるタービンの内側シェルとタービン構成要素との間など、高温燃焼ガス経路と冷温ガス領域との間にガスタービンエンジン内の圧力境界を維持することを促進する。本明細書に記載する封止システムは、細長い略平坦な（「スプライン」）封止部材の端部領域の周りの漏出を低減し、防止することを更に促進する。本明細書に記載する封止システムは、反らされた方向に封止端部を一時的に固定することを促進することによって、タービン構成要素の組み立てを促進し、隣接するタービン構成要素内に画定されたスロットの中に封止部材を挿入することを促進する。更に、本明細書に記載する封止システムは、高圧パージが、ガスタービンエンジン内の隣接する構成要素間に画定された間隙を通って、高温ガス経路内に余分に流出することを防止するように促進し、タービン効率の向上を促進する。
【００３６】
ガスタービンエンジンの静止構成要素間に封止を提供するための方法およびシステムの例示的な実施形態を上記に詳細に説明している。方法およびシステムは、本明細書に説明する特定の実施形態に限定されず、むしろシステムの構成要素および／または方法のステップは、本明細書に説明する他の構成要素および／またはステップから独立して、別個に利用可能である。例えば、方法は、他の回転機械システムおよび方法と組み合わせて使用することも可能であり、本明細書に説明するガスタービンエンジンだけと共に実施することに限定されない。むしろ、例示的な実施形態は、多くの他の回転機械応用に関連して実施し、利用することができる。
【００３７】
特許請求する主題の様々な実施形態の特定の形態をいくつかの図面の中で示し、他の図面では示していないが、これは便宜上のためだけである。本明細書に説明する主題の原理にしたがって、図面の任意の形態を参照し、および／または任意の他の図面の任意の形態と組み合わせて特許請求することが可能である。
【００３８】
ここに記載の説明は、特許請求する、最良の形態を含む主題を開示するために実施例を使用し、更に当業者が、任意の装置またはシステムを作製および使用し、ならびに任意の組み込まれた方法を実施することを含めて、本明細書に説明する主題を実施することができるために実施例を使用する。本明細書に説明する主題の特許性のある範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者に思い当たる他の実施例を含むことができる。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は異ならない構造的要素を有する場合、またはそれらが特許請求の範囲の文言とは実質的には異ならない均等な構造的要素を有する場合、特許請求の範囲内にあると意図する。
【００３９】
主題を様々な特定の実施形態に関して説明したが、当業者は、特許請求の精神および範囲内で修正形態によって主題を実施することができることを理解するであろう。
【符号の説明】
【００４０】
１００  ガスタービンエンジン
１０２  圧縮機アセンブリ
１０４  燃焼器アセンブリ
１０６  回転軸
１０８  タービンアセンブリ
１１０  圧縮機／タービンシャフト／ロータ
１１１  高温ガス経路
２００  封止システム
２０２  構成要素
２０３  構成要素
２０４  封止部材
２０５  ガス
２０６  封止領域
２０７  スロット／封止部材受取領域
２０８  スロット／封止部材受取領域
２０９  封止部材
２１０  層
２１１  封止部材受取領域
２１２  層
２１３  封止部材
２１４  層
２１６  層
２１８  層
２２０  層
２２２  封止端部
２２３  添え骨部
２２４  封止端部
２２５  端縁
２２６  端壁
２２７  端縁
２２８  端壁
２３０  スロット／封止部材受取領域
２３２  位置
２３４  位置
２３６  接着剤
２４０  領域
２４２  高温ガス経路領域
２４４  底部壁
２４６  底部壁
２５０  シュラウドブロック
２５４  フランジ
２５６  フランジ
２５８  端壁
２６２  部分
２６６  フランジ
２６８  フランジ
２７０  封止部材受取領域
２７２  封止部材受取領域
２８０  封止システム
３００  封止システム
３０２  構成要素
３０４  スロット
３０６  封止部材
３０８  層
３１０  層
３１２  層
３１４  層
３１６  層
３１８  封止端部
３２０  端壁
３２２  封止端部
３２４  端壁
３２８  添え骨部
３３０  領域
３３２  領域
３３４  底部壁
４００  封止システム
４０２  構成要素
４０４  スロット
４０６  封止部材
４０８  層
４０９  添え骨部
４１０  層
４１２  層
４１４  層
４１６  封止端部
４１８  端壁
４２０  封止端部
４２２  端壁
４３０  領域
４３２  領域
４３４  底部壁
５００  封止システム
５０２  構成要素
５０４  スロット
５０６  封止部材
５０８  層
５１０  層
５１２  層
５１４  層
５１６  層
５１８  層
５２０  封止端部
５２１  添え骨部
５２２  封止端部
５２４  端壁
５２６  封止端部
５２８  封止端部
５３０  領域
５３２  領域
５３４  底部壁
５３６  端壁
【図１】
2015092075.tif 000003
【図２】
2015092075.tif 000004
【図３】
2015092075.tif 000005
【図４】
2015092075.tif 000006
【図５】
2015092075.tif 000007
【図６】
2015092075.tif 000008
【図７】
2015092075.tif 000009
【図８】
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【外国語明細書】
2015092075000001.pdf