(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパンにわたって半径方向に延びるダブレットの中空のベーン（２２、２４）に一体形に接合された半径方向外側及び内側バンド（１８、２０）を含み、
前記ベーンの各々が、対向する前縁及び後縁（３６、３８）間で軸方向に延びかつ間隔を置いて配置されてその中に空気冷却媒体（１２）を受けるための前記バンド間で半径方向に延びる内部プレナム（４０）を画成した円周方向に対向する正圧及び負圧側壁（２８〜３４）を含み、
前記ベーンが、互いに間隔を置いて配置されて互いに内側寄りに向かい合う該ベーンの対応する正圧及び負圧側壁によって境界付けられた、高温燃焼ガス（１４）を流すための流路（４２）をその間に画成し、前記ベーンの残りの負圧及び正圧側壁が外側寄りに面し、
前記ダブレットのベーン（２２、２４）が、前記外側寄り側壁（３０、３２）に対してよりも前記内側寄り側壁（２８、３４）に対して冷却媒体（１２）のより多くを偏らせるような異なる冷却構成を含む、
タービンノズル（１６）。
【請求項２】
前記ベーン（２２、２４）の各々が、前記プレナム（４０）内部に配置されたインピンジメントバッフル（５６、５８）と該ベーンの側壁（２８、３２、３４）を貫通する開口出口（４４、４８）とを含み、
前記バッフル及び出口が、協働して前記異なる冷却構成を形成する、
請求項１記載のノズル。
【請求項３】
前記バッフル（５６、５８）が、その中に異なるインピンジメント冷却孔（６０）のパターンを含む、請求項２記載のノズル。
【請求項４】
前記インピンジメント孔パターンが、前記外側寄り側壁（３０、３２）に対してよりも前記内側寄り側壁（２８、３４）に対して冷却媒体のより多くを分配するように構成されている、請求項３記載のノズル。
【請求項５】
前記ベーンの外側寄り側壁（３０、３２）が、前記前縁及び後縁（３６、３８）間の及び前記前縁（３６）の周りを包む第１の厚さの断熱皮膜（５２）によって覆われ、
前記ベーンの内側寄り側壁（２８、３４）が、前記前縁（３６）の周りを包む第１の厚さの断熱皮膜から後方に延びる、第１の厚さより薄い第２の厚さの断熱皮膜（５２）によって覆われている、
請求項４記載のノズル。
【請求項６】
前記インピンジメント孔パターン及びベーン出口が、その上の前記第１の厚さの断熱皮膜と一致する外側寄り側壁（３０、３２）に対してよりもその上の前記第２の厚さの断熱皮膜（５２）と一致する内側寄り側壁（２８、３４）に対して冷却媒体のより多くを分配するように構成され、
前記インピンジメント孔パターンが、前記内側寄り正圧側壁（２８）に対してよりも前記内側寄り負圧側壁（３４）に対して冷却媒体のより多くを分配するようにさらに構成されている、
請求項５記載のノズル。
【請求項７】
前記外側寄り負圧側壁（３０）が、無孔であり、
前記内側寄り負圧側壁（３４）が、第１の出口（４４）の列を含み、
前記外側寄り正圧側壁（３２）が、第２の出口（４６）の列を含み、
前記内側寄り正圧側壁（２８）が、第３の出口（４８）の列を含む、
請求項６記載のノズル。
【請求項８】
前記内側寄り負圧側壁（３４）が、単一の前記第１の出口（４４）の列を除いては、前記前縁及び後縁間で無孔であり、
前記第２の出口（４６）が、前記ベーン内のプレナム（４０）の後方かつ該ベーンの後縁（３８）の前方で前記外側寄り正圧側壁（３２）を貫通し、
前記第３の出口（４８）が、前記ベーン（２２）内のプレナム（４０）の後方かつ該ベーンの後縁（３８）の前方で前記内側寄り正圧側壁（３８）を貫通している、
請求項７記載のノズル。
【請求項９】
前記ベーン（２２、２４）が、前記正圧側壁に沿って前記後縁（３８）の前方で終わりかつ該ベーン内の対応するプレナム（４０）と流れ連通した対応する後縁出口（５４）の列をさらに含み、
前記正圧側壁（２８、３２）が、前記第２及び第３の出口（４６、４８）並びに後縁出口（５４）の列を除いては無孔である、
請求項８記載のノズル。
【請求項１０】
前記第１の出口（４４）が、拡散フィルム冷却孔を含み、
前記第２及び第３の出口（４６、４８）が、前記正圧側壁（２８、３２）を貫通する傾斜フィルム冷却孔を含む、
請求項９記載のノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、総括的にはガスタービンエンジンに関し、より具体的には、ガスタービンエンジン内のタービンノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンでは、空気は、圧縮機内で加圧され、燃焼器内で燃料と混合されて高温の燃焼ガスを発生する。タービンは、対応するタービン内でガスからエネルギーを取り出し、圧縮機に動力を供給し、また例示的なターボファン式航空機エンジンの用途では上流ファンに動力を供給することによって有用な仕事を行う。
【０００３】
高圧タービン（ＨＰＴ）が燃焼器のすぐ後に続き、燃焼器から最も高温の燃焼ガスを受ける。ＨＰＴは、シャフトによって結合されて圧縮機に動力を供給する１つ又はそれ以上の段をその中に有することができる。
【０００４】
ＬＰＴは、一般的にＨＰＴの後に続く幾つかの段を有し、ターボファン式の用途では上流ファンに別のシャフトによって結合されるか、或いはその代わりにシャフトが出力を提供するようにエンジンの外に延びて様々な船舶用及び産業用の用途で発電機又は動力伝達装置を駆動することができる。
【０００５】
各タービン段は、燃焼ガスを下流方向に向けるステータベーンの列を有する固定タービンノズルを含む。対応するタービンロータブレードの列が、ノズルベーンの後に続き、燃焼ガスからエネルギーを取り出して、次に、対応するドライブシャフトに結合された支持ロータディスク上のブレードを回転させる。
【０００６】
各ノズルベーンは、燃焼ガスを下流のロータブレードの列内に向けて燃焼ガスからのエネルギー抽出を最大にするように特別に構成された対応する三日月状または翼形状の構成を有する。各ベーンは、対応する前縁及び後縁間で軸方向に延びかつ外側及び内側支持バンド間でスパンにわたって半径方向に延びるほぼ凹面形の正圧側面と円周方向に対向するほぼ凸面形の負圧側面とを含む。
【０００７】
燃焼ガスの過酷な環境を考慮して、ノズルベーン自体は、一般的に中空でありかつ圧縮機と流れ連通状態で結合されて、運転時に高温燃焼ガスによって加えられた外部熱負荷に対してノズルベーンを冷却するために冷却媒体として用いる抽出空気を圧縮機から受ける。ノズルベーンを冷却するために燃焼過程から何らかの空気を反らすことは、それに対応してエンジンの全体効率を低下させるので最少にすべきである。
【０００８】
従来技術には、タービンノズルを冷却するための様々な構成があるが、それらは、複雑性、有効性また製造費用の点で異なっている。
【０００９】
ノズル材料は、一般的にガスタービンの高温環境において強度を維持する最先端技術のニッケル基超合金で形成される。超合金材料は、それでも使用期間におけるノズルの有効寿命及び耐久性を高めるために運転時に適当な冷却を必要とする。
【００１０】
従来型の断熱皮膜（ＴＢＣ）を用いることによって、ガスタービンの過酷な環境におけるノズル保護及び耐久性の強化を達成することができる。ＴＢＣは、一般的にノズルベーンの外部表面及びバンドの対応する流れ境界面を被覆して高温燃焼ガスに対する断熱障壁を形成するセラミック材料である。ＴＢＣはノズルベーンの外部表面を保護し、またノズルベーンの内部表面は、運転時に該ノズルベーンを通して流される空気冷却媒体によって適当に冷却することができる。
【００１１】
例えば、中空のノズルベーンは、それを貫通する適当な小さいインピンジメント冷却孔のパターンを有するインピンジメントインサート又はバッフルを含むことができる。バッフルは、薄い超合金金属で形成されかつベーン側壁の内部表面から間隔を置いて配置されて、冷却媒体が最初にその内部表面に対して衝突して内部表面から熱を取り出し、次に使用済みのインピンジメント空気がベーンの適当な出口を通して吐出されることを可能にする。
【００１２】
このような出口は、ベーン側壁を貫通するフィルム冷却孔の列を含み、それらフィルム冷却孔は、一般的に後方に傾斜してベーンと高温燃焼ガスとの間に付加的な断熱障壁又は断熱層を形成するフィルムとして冷却空気を吐出すようにする。各ベーンはまた、薄い後縁を通して使用済みインピンジメント空気の別の部分を吐出して後縁の冷却を高める後縁出口孔の列を含むことができる。また、追加の出口又はダンプ孔を支持バンド内に設けて、それを通して付加的な空気を吐出するようにすることができる。
【００１３】
とりわけ上述の例示的な構成は、燃焼ガスがベーンの正圧及び負圧側面上を異なる速度分布で流れるときに該燃焼ガスによって加えられる、異なる熱負荷に対してノズルの異なる部分の冷却要件が適合するように調製する必要があり、タービンノズルを製造する上での精巧さ及び複雑さを増すことになる。
【００１４】
製造方法もまた、ノズルの設計に影響を与える。例えば、典型的なタービンノズルは、該ノズルの周辺部の周りで多数のノズルセグメントに分割され、単体構造リングのフープ制約条件を排除し、それによって運転時に発生する熱応力の大きさを低下させる。典型的なノズルセグメントは、対応する円弧形外側及び内側バンドに一体形に接合された一対のノズルベーンを含み、隣接するノズルセグメントは、対応する軸方向分割線の位置でその中の直線状スプラインシールによって互いにシールされる。ノズルセグメントダブレットは、構成要素部品として製造し、その後互いに組立てるか又はろう付けすることができるが、一般的には外側及び内側バンドセグメントと一対の中空のノズルベーンとを含む共通の鋳造品として製造される。
【００１５】
インピンジメントバッフルは、別々に製造され、後で組立て工程の間にベーン内の対応する空洞すなわちプレナム内に取付けられる。
【００１６】
ＴＢＣは、一般的に適当な蒸着方法を用いてノズルベーンを充分な量のＴＢＣ材料で被覆するように施工される。フィルム冷却孔は、ＴＢＣを施工する前に、放電加工（ＥＤＭ）のような適当な穿孔方法を用いてノズルベーンを貫通して形成することができる。ノズル後縁孔は一般的にベーン内部のプレナムと流れ連通するように鋳造工程で形成されるので、ベーンの後縁領域は、ＴＢＣ被着工程の間はマスキングしてそれらの開口が詰まるのを防止するのが好ましい。
【００１７】
典型的なノズルは環状の又は軸対称の組立体であるので、ノズルセグメント及びベーンは、一般的にノズルの周辺部の周りで同一である。さらに、ノズルベーン内の様々なパターンの冷却孔を備えたインピンジメントバッフルもまたベーン毎で同一である。従って、このことにより、タービンノズルを製作するのに必要な異なる部品及び図面の数が限定される。
【００１８】
従って、同一のノズルベーン及びそれらの同一の冷却構成は、エンジン内での作動時のタービンノズルベーンの実質的に同一の性能を保証し、ノズルの寿命又は耐久性は、ノズル部品の製作公差の範囲内の不規則な差及び燃焼ガスの分布における不規則な差により影響を受ける。
【００１９】
しかしながら、典型的なＴＢＣ蒸着方法は指向性であるので、ダブレット構成におけるノズル側壁の全外部表面全体にわたってＴＢＣを均一に被着させることは可能ではない。ＴＢＣは、各ノズルダブレットに別々に施工されるので、その露出したすなわち外側寄りの表面は、ＴＢＣでその所望の呼び厚さ又は全厚さにまで容易に被覆することが可能であるが、ノズルダブレットの隠れたすなわち内側寄りの表面は、ＴＢＣのより薄い厚さで部分的にのみ被覆することができる。
【００２０】
より具体的には、ダブレット対は、その凸面形の負圧側面が円周方向外向きに対応する分割線に面する第１のすなわち先行ベーンを含む。ダブレットの第２のすなわち後続ベーンは、反対側の分割線に向かって外向きに面するその凹面形の正圧側面を有する。従って、先行ベーンの凹面形正圧側面は、後続ベーンの対向する凸面形負圧側面に向かって円周方向内向きに面するので、これらの内側寄り側壁の両方は、ベーンにおけるそれらの対向する側壁の遮蔽効果によってノズルの外側から隠蔽される。
【００２１】
従って、ＴＢＣ蒸着工程の間、後続ベーンは、先行ベーンの内側寄り正圧側面上に蒸着の影をつけて、その上にはより薄いＴＢＣを施工することになる。それに対応して、先行ベーンは、ＴＢＣ蒸着工程の間に後続ベーンの内側寄り凸面形負圧側面上に影をつけて、それに対応してその上のＴＢＣは薄い被着になる。
【００２２】
これと対照的に、先行ベーンの凸面形負圧側面全体は外側寄りに面し、ＴＢＣで完全に被覆することができる。また、後続ベーンの凹面形正圧側面全体は、外側寄りに面し、同様にＴＢＣで完全に被覆することができる。また、対向する前縁及び後縁もまた、外側寄りに面し、所望の全厚さにまで適当に被覆することができる。
【００２３】
この工程において得られたＴＢＣで被覆されたノズルダブレットは、先行ベーンの正圧側面に沿ってまた後続ベーンの負圧側面に沿って部分厚さのＴＢＣを有することになるので、２つのノズルベーン間の均一性すなわち同一性は妨げられることになる。それに対応して、２つのノズルベーンの冷却性能はもはや同一ではないことになる。
【００２４】
従って、長年にわたって米国で用いられてきた従来の方法は、一般的にノズルリングが完全に組立てられた場合に隣接する次のベーンの位置にダブレットベーンの外側寄り側壁と整列したダミーノズルベーンを有効に形成するように、ＴＢＣ蒸着工程の間に適当なマスクを導入する。このように、ダミーマスクを用いて、先行ベーンの外側寄り負圧側面が後続ベーンの内側寄り負圧側壁と同様に部分厚さのＴＢＣを受けることを保証することができる。
【００２５】
それに対応して、反対側のマスクは、後続ベーンの外側寄り正圧側面が先行ベーンの内側寄り正圧側面上のＴＢＣの部分厚さと同様に部分厚さのＴＢＣを受けることを保証する。
【００２６】
このように、ノズルダブレットセグメント内の２つのノズルベーンは、実質的に同一の構成を有し、運転時にインピンジメントバッフルの同一の構成及びノズルベーンを貫通する様々な出口開口を用いて同様に冷却することができる。
【００２７】
従って、この従来の方法によって製造した典型的なノズルベーンは、実質的に同一の冷却システム設計を有するが、ノズルセグメントは、実際には運転時に同一の負荷を受けない。例えば、隣接するベーン間のノズル流路はそれを通して燃焼ガスを流すのには実質的に同一であるが、ノズルの円周方向の連続性は、セグメント構成によって中断されており、そのことが、次に各ノズルセグメント内の負荷の分布に影響を与えることになる。
【００２８】
運転時にノズルベーンの反力によってガス圧力荷重が生じ、このガス圧力荷重がノズルバンドを介して対応するノズル支持体に伝わる。また、ノズルベーン及びそのバンドは、運転時に異なる温度に曝され、この異なる温度がこれらの構成部品を異なる状態で膨張及び収縮させ、このことにより、次にこれら構成部品の熱負荷の差をもたらすことになる。
【００２９】
例えば、ノズルセグメントの円弧形の外側及び内側バンドは、燃焼ガスによって加熱される前には、最初、対応するフープに整列している。ガスによってノズルセグメントが加熱されると、外側バンドは、特に両側の分割線間でその翼弦方向に沿って真っ直ぐになろうとする傾向があるが、その変形は、バンドに取付けられた２つのノズルベーンによって拘束される。
【００３０】
この翼弦効果（ｃｈｏｒｄｉｎｇ  ｅｆｆｅｃｔ）は、ノズルダブレット内で互いに向かい合う２つの正圧及び負圧側面の内側寄り側壁内に付加的な熱応力を生じさせる。また、分割線の位置で露出した正圧及び負圧側面により形成される２つのノズルベーンの外側寄り側壁は、異なる熱負荷を受ける。ノズルダブレットの対応する熱変形及びそれによって生じた熱応力は、ノズルセグメントの耐久性又は有効寿命に悪影響を与える。
【特許文献１】特開２００３−１７２１０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３１】
従って、その中の異なる熱負荷の悪影響を低減するような特注の冷却構成を有するタービンノズルを提供することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
タービンノズルは、その間で半径方向に延びるダブレットの中空のベーンに一体形に接合された外側及び内側バンドを含む。ベーンの各々は、対向する前縁及び後縁間で延びかつ間隔を置いて配置されて空気冷却媒体を受けるためのバンド間で半径方向に延びる内部プレナムを画成した対向する正圧及び負圧側壁を含む。ベーンは、互いに間隔を置いて配置されて、互いに内側寄りに向かい合う該ベーンの対応する正圧及び負圧側壁によって境界付けられた、高温燃焼ガスを流すための流路を画成し、ベーンの残りの負圧及び正圧側壁は外側寄りに面する。ベーンは、外側寄り側壁に対してよりも内側寄り側壁に対して冷却媒体のより多くを偏らせるような異なる冷却構成を含む。
【００３３】
添付の図面に関連してなされた以下の詳細な記載において、好ましくかつ例示的な実施形態により本発明をその更なる目的及び利点と共により具体的に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
図１に示すのは、ターボファン式航空機エンジンの例示的な形態のガスタービンエンジン１０である。エンジン自体は、任意の従来型の構成を有することができ、一般的に直列流れ連通状態で、ファン、多段軸流圧縮機、燃焼器、高圧タービン（ＨＰＴ）及び低圧タービン（ＬＰＴ）を含み、それらはエンジンの長手方向すなわち軸方向中心軸線の周りで軸対称になっている。
【００３５】
ＨＰＴは、ロータディスクにより支持されかつシャフトによって圧縮機の対応するロータブレードに結合されたロータブレードを含む。ＬＰＴは、別のシャフトによってファンに結合されたロータディスクから延びるロータブレードを含む。
【００３６】
運転時に、空気１２は、エンジンを通って流れ、圧縮機によって加圧され、燃焼器内で燃料と混合されて、高温の燃焼ガス１４を発生し、タービンにおいて燃焼ガスからエネルギーを取り出した後にエンジンの出口ノズルから吐出される。
【００３７】
図１に示す例示的な構成では、ＨＰＴは、対応するノズルベーン及びロータブレードを有する第１及び第２の段を含む。第２段タービンノズル１６は、例示的な実施形態によって図１にその一部が示されており、エンジンの長手方向すなわち中心軸線の周りで軸対称になっている。第１段ノズル及びエンジンの残りの構成部品は、任意の従来型の構成を有することができる。
【００３８】
図１に示すタービンノズル１６は、そのフープ連続性を中断するように従来どおりの方法で円周方向にセグメント化される。具体的には、ノズルの各セグメントは、半径方向外側及び内側円弧形バンド１８、２０を含み、これらバンドは、該バンド間でスパンにわたって半径方向に延びる一対の又はダブレットの中空の翼形部ベーン２２、２４に一体形に接合される。２つのベーン及び２つのバンドは、その共通のすなわち単体構造の鋳造品で製造されるのが好ましいが、別の実施形態では、これらの部品は、別々に製造しかつ互いにろう付けすることができる。
【００３９】
従って、２つのベーン及びバンドは、対応する軸方向分割線２６において隣接するセグメントに相接して完全な環状のノズルを完成するノズルセグメント又はダブレットを形成する。従来型のスプラインシール（図示せず）を分割線内に設置して、外側リング内の隣接する外側バンド及び内側リング内の隣接する内側バンドを互いにシールするようにする。
【００４０】
図２は、後縁から見たノズルベーンの正圧側面を示す。図３は、前縁から見たノズルベーンの負圧側面を示す。また、図４は、各ノズルセグメント内の２つのノズルベーンの円周方向の整列状態を半径方向断面図で示す。
【００４１】
より具体的には、これらの図に示す第１のベーン２２は、ほぼ凹面形の正圧側壁２８と円周方向に対向するほぼ凸面形の負圧側壁３０とを含む。同様に、第２のベーン２４は、ほぼ凹面形の正圧側壁３２と円周方向に対向するほぼ凸面形の負圧側壁３４とを含む。
【００４２】
２つのベーン２２、２４の空気力学的輪郭すなわち形状は、互いに同一であり、その対応する正圧及び負圧側壁は、外側及び内側バンド間でスパンにわたって半径方向に延びる対向する前縁及び後縁３６、３８間で軸方向に延びる。各ベーンの対応する側壁は、互いに円周方向に間隔を置いて配置されてバンド間で半径方向に延びる対応する内部空洞すなわちプレナム４０を画成し、プレナム４０は、運転時にその上を流れる高温燃焼ガス１４によって加えられる熱負荷に対してベーンを冷却する冷却媒体として各ベーン内で使用するために圧縮機から適当に抽出した加圧空気１２を受ける。
【００４３】
図４に示すように、２つのベーンは、互いに円周方向に間隔を置いて配置されて、外側及び内側バンドと共にその間にノズル流路すなわちチャネル４２を画成し、運転時にこのチャネル４２を通して燃焼ガス１４が流れる。燃焼ガスは、円周方向に内側寄りに互いに向かい合うベーンの対応する正圧及び負圧側壁によって横方向に境界付けられる。
【００４４】
従って、第１のベーン２２の正圧側壁２８及び第２のベーン２４の負圧側壁３４は、互いに向かい合い、２つのバンドの間で半径方向に延びる協働する内側寄りパネルすなわち側壁を形成する。２つのベーンの残りの負圧及び正圧側壁は、円周方向外側寄りに両側の分割線２６に面し、隣接するノズルセグメントのベーンとの間で該ベーンと共に対応するノズル流路を画成する。従って、両側の分割線における第１のベーン２２の負圧側壁３０及び第２のベーン２４の正圧側壁３２は、外側及び内側バンド間で半径方向に延びる２つの外側寄りパネルすなわち側壁を形成する。
【００４５】
この構成では、２つのベーン２２、２４は、単体構造の組立体として対応する外側及び内側バンドに一体形に接合されて１つのノズルセグメントすなわちダブレットを形成する。このようなノズルダブレットの完全な列は、ノズルの周辺部の周りで互いに適当に結合され、その結合箇所をシールするためにそれぞれの分割線２６に取付けられたスプラインシール（図示せず）を含む。従って、上に示すように、各ノズルセグメントは、外側及び内側バンドの周方向連続性の中断のゆえに隣接するノズルセグメントから構造的に独立して作動する。
【００４６】
図２及び図３に示すように、外側バンド１８は、ノズル自体の中心軸線の周りで円周方向に円弧形であり、２つのベーン２２、２４によって対応する円弧形内側バンド２０に接合される。燃焼ガス１４が隣接するベーン間に画成されたノズル通路を通って流れると、ベーン及びバンドは、正圧及び負圧側壁上の燃焼ガスの異なる速度及び温度分布のゆえに異なる圧力及び熱負荷を受ける。
【００４７】
従って、各ノズルセグメントの外側バンドは、該バンドが円周方向に真っ直ぐになろうとする傾向をもつ上述の翼弦効果の影響を受けるが、真っ直ぐになることは外側バンドに跨る２つのベーンによって拘束される。分析によると、２つの内側寄り側壁は翼弦効果による対応する熱誘起応力を受けやすく、この熱誘起応力は２つの外側寄り側壁に生じる熱応力とは異なることを、示している。
【００４８】
２つのベーンの内側寄り側壁内のこのような熱応力を低減するために、ノズルを改良して、外側寄り側壁３０、３２に対してよりも内側寄り側壁２８、３４に対して冷却媒体１２のより多くを偏らせるための手段を導入する。具体的には、２つのベーン２２、２４は、内側寄り及び外側寄り側壁間で冷却媒体を偏らせるような異なる冷却構成を含むのが好ましい。換言すれば、２つのベーン２２、２４に対する冷却構成は、もはや従来の方法におけるように同一にはならないで、代わりに外側寄り側壁と対照的に内側寄り側壁に付加的な冷却を導入するように適当に改良されることになり、その改良は、各ノズルダブレットへの冷却媒体の全体流量を増加させずに行われることが好ましい。
【００４９】
ノズルダブレットへの一定量の冷却媒体空気流量について、各ベーンの２つの側壁間でまた両方のベーン間でさえ、空気流量を選択的に再分配して内側寄り側壁を優先的に偏らせて冷却することができる。
【００５０】
２つのベーン２２、２４に対する異なる冷却構成は、従来から公知の冷却要素の改良を用いて様々な方法で形成することができる。ノズルベーンの対向する側面に異なる冷却構成を設けることは従来から公知であるが、このような従来の方法は、それでもなお内側寄り及び外側寄り側壁間の作動上の差に関係なくベーン毎で同一である。
【００５１】
この好ましい実施形態では、付加的な冷却空気が、対応する外側寄り側壁の犠牲において内側寄り側壁に供給される。また、異なる冷却構成は、さらにダブレットの１つのベーンが該ダブレットの他のベーンよりも多くの空気を受けるように、一対のベーンを通る冷却媒体の異なる流量が生じるような寸法にすることができる。
【００５２】
図２〜図４に示す例示的な実施形態では、ダブレットベーンの各々は、その対応する側壁３４、３２、２８を貫通する開口出口４４、４６、４８を含み、冷却媒体流を偏らせるための異なる冷却構成を形成する。異なるベーンの異なる側壁を貫通する、その他は従来型の冷却開口を導入することは、内側寄り側壁を良好に冷却するのに用いることができる利点がある。
【００５３】
図３及び図４に示すように、外側寄り負圧側壁３０は、第１のベーン２２の前縁と後縁との間ではそれを通して冷却空気を吐出する必要はなく、無孔であるのが好ましい。それに対応して、第２のベーン２４の内側寄り負圧側壁３４は、ベーンに沿って半径方向スパンに整列した第１の出口４４の列を含む。
【００５４】
図４に示す第１の出口４４は、第２のベーン２４内部のプレナム４０と流れ連通した状態で該プレナム４０の前端部においてかつ第２のベーンの前縁３６のわずかに後方で内側寄り負圧側壁３４を貫通するのが好ましい。
【００５５】
内側寄り負圧側壁３４は、単一の第１の出口４４の列を除いて第２のベーンの前縁及び後縁間では無孔であるのが好ましい。このように、第１の出口４４の列は、前縁の後方の第２のベーン２４の最大幅付近に選択的に配置することができ、側壁３４は第１の出口４４から前方に前縁３６までと第１の出口４４から後方に後縁３８までとは無孔である。
【００５６】
図４に示す第１の出口４４は、ベーン内部のそれらの入口よりも大きい流れ面積を備えた、ベーンの負圧側面上に出口を有する従来型の拡散フィルム冷却孔の形態であるのが好ましい。図３に示すように、出口４４の吐出端部は、側壁上に幅広のブレイクアウト構成を有し、第２のベーン２４の後縁に向かって優先的に延びる冷却空気のフィルムを幅広のブレイクアウト構成から分配する。このように、第１の出口４４の列は、第２のベーン２４の内側寄り負圧側壁３４を局所的に冷却するのに対して、第１のベーン２２の外側寄り負圧側壁３０は無孔である。
【００５７】
２つの負圧側壁３０、３４の異なる冷却性能を用いて、断熱皮膜（ＴＢＣ）を導入する上でさらに利点を得ることができる。より具体的には、図４は、製造工程の間にノズルベーン上にＴＢＣを被着するための従来型の蒸着装置を概略的に示す。上に示すように、ＴＢＣ装置５０は、セラミック皮膜の施工において指向性がある。
【００５８】
ＴＢＣ装置５０は、ベーン対の外側寄り側壁３０、３２が両ベーンの前縁３６及び後縁３８間で全厚さのＴＢＣ５２によって被覆され、全厚さのＴＢＣ５２がさらに両ベーンの対応する前縁３６の周りを包むように従来どおりに作動させることができる。ＴＢＣ５２は、従来型のボンドコートを有するか又は有しない状態でベーンの金属表面に対して付着する、セラミック材料のような任意の従来どおりの組成を有することができる。ＴＢＣの全厚さの施工は、約６〜１０ミル（０．１５〜０．２５ｍｍ）の範囲内とすることができる所望の厚さ又は呼び厚さＡにより表される。
【００５９】
それに対応して、２つのベーンの内側寄り側壁２８、３４は、前縁の周りを包む全厚さのＴＢＣから後方に延びる部分厚さのすなわちより薄いＴＢＣ５２によって被覆される。
【００６０】
図４は、従来型のＴＢＣ蒸着の間に起こる上述の遮蔽効果を概略的に示す。第２のベーン２４は、Ｃで表す影領域で第１のベーン２２の正圧側面上に影をつけ、この影領域では、被着したＴＢＣはそれに対応して薄い厚さＢを有し、この厚さＢは、ベーンの特定の輪郭及び蒸着工程における特定の処理法に応じて最大厚さＡから局所的にほとんどゼロ厚さにまで薄くなる範囲とすることができる。
【００６１】
それに対応して、第１のベーン２２は、ＴＢＣ蒸着工程の間に第２のベーン２４の負圧側壁３４上に影をつけ、それに対応して、ＴＢＣ５２が、露出した外側寄り表面の全厚さＡに比べて比較的薄い厚さＢで被着される影領域Ｄを作り出す。
【００６２】
２つの影領域Ｃ、Ｄは、従来どおりのＴＢＣ被着方法によって制御された異なる内側寄り正圧及び負圧側壁上の異なる範囲を有することに注目されたい。しかしながら、ＴＢＣは、それでもなおベーン表面全体にわたり強化した断熱を与え、この強化した断熱は、ベーンの熱保護を高めるだけでなく、運転時に内側寄り側壁２８、３４によって伝えられる熱応力をさらに低減するために２つのベーン２２、２４を異なる冷却構成にするのに用いることができる利点がある。
【００６３】
図４に示す好ましい実施形態では、外側寄り負圧側壁３０は、第１のベーン２２の前縁３６及び後縁３８間で全厚さのＴＢＣ５２によって完全に被覆される。それに対応して、第２のベーン２４の内側寄り負圧側壁３４もまた、第１の出口４４の前方で全厚さのＴＢＣ５２によって被覆されるが、影領域Ｄの第１の出口４４の後方では部分すなわちより薄い厚さのＴＢＣ５２によって被覆される。
【００６４】
両外側寄り側壁３０、３２は、部分厚さのＴＢＣを含む対応する内側寄り側壁２８、３４と対照的に全厚さのＴＢＣを含むことに注目されたい。上に示すように、従来の方法は、第１のベーン２２の影領域Ｃが第２のベーン２４の外側寄り正圧側壁３２に沿って形成されるように、２つのベーン２２、２４の適当なマスキングを導入することである。また、従来の方法は、マスクを用いて、第１のベーン２２の外側寄り負圧側壁３０に沿って対応する位置に内側寄り負圧側壁３４の影領域Ｄを導入するようにしている。
【００６５】
このように、両方のベーン２２、２４に対するＴＢＣ構成は、従来の方法によれば同一になることになるが、本明細書の教示によれば、マスクは排除され、外側寄り側壁上の対応する影領域もまた排除されて、外側寄り側壁は、その上の全厚さのＴＢＣの保護を受けることができるようになる。その全厚さの保護は、後にさらに説明するように、２つのベーンの異なる冷却構成と協働して付加的な利点をもたらす。
【００６６】
外側寄り負圧側壁３０は無孔であるのが好ましいので、その上の利用可能な全厚さのＴＢＣ５２は、その中にフィルム冷却開口を全く必要とせずに外側寄り負圧側壁３０を適当に冷却することができる。それに対応して、内側寄り負圧側壁３４は部分厚さのＴＢＣ５２の領域を有するので、第１の出口４４の列は、部分厚さのＴＢＣの開始位置に選択的に導入されて、薄いＴＢＣの上に冷却空気のフィルムを吐出して高温燃焼ガスに対する断熱を局所的に強化することができる。
【００６７】
図４はさらに、内側寄り負圧側壁３４はまた第２のベーン２４の後縁３８の前方で全厚さのＴＢＣによって被覆され、該ＴＢＣが次に第１の出口４４に向かって延びる部分厚さのＴＢＣに滑らかに連続することを示す。影領域Ｄは、対向する前縁及び後縁間で間隔を置いた内側寄り負圧側壁の小さな部分を形成し、ＴＢＣの厚さは影領域Ｄの対向する軸方向端部における全厚さＡから変化して影領域Ｄの範囲内のより薄いＴＢＣに適当に滑らかに連続する。
【００６８】
上に示すように、２つのベーンの外側寄り及び内側寄り正圧側壁３２、２８は、対応する第２及び第３の開口出口４６、４８の列を含むのが好ましく、これらの開口出口４６、４８を用いて、異なる厚さのＴＢＣ５２とさらに協働しながら、２つのベーンの内側寄り及び外側寄り側壁を異なるように冷却することができる利点がある。具体的には、２つの出口４６、４８の列は、異なる構成を有するのが好ましく、出口４６、４８を通る冷却媒体はそれに対応して異なる流量になる。
【００６９】
図４に示す第２の出口４６は、第２のベーン２４内のプレナム４０の後方かつ該第２のベーン２４の後縁３８の前方で外側寄り正圧側壁３２を貫通するのが好ましい。２つのベーン内の対応するプレナム４０は、それらのベーンの薄い後縁領域から上流方向に間隔を置いて配置された各ベーンを貫通する普通の半径方向通路を形成する。２つの出口４６、４８の列は、側壁間の従来型のチャネルによって、それぞれのプレナムと適当に結合した流れ連通状態で適当に結合される。同様に、第３の出口４８は、第１のベーン内のプレナム４０の後方かつ該第１のベーンの後縁３８の前方で内側寄り正圧側壁２８を貫通する。
【００７０】
第２及び第３の出口４６、４８自体は互いに同一とすることができるが、その列は、外側寄り及び内側寄り側壁間で冷却空気を偏らせるような異なる構成を有するのが好ましい。例えば、図２に示す第２の出口４６の列は、その数を１９個の孔に限定することができ、それに対応してその数は第３の出口４８の列内の２１個の出口４８よりも少ない。
【００７１】
２つの正圧側壁２８、３２は、第２及び第３の出口４６、４８の対応する列の前方は２つのベーンの対応する前縁３６までずっと無孔であるのが好ましい。
【００７２】
図１、図２及び図４に示すように、両方のベーン２２、２４はまた、ベーン内の対応するプレナム４０と流れ連通した状態で該ベーンの対応する後縁３８に隣接して配置された対応する後縁出口５４の列を含むのが好ましい。後縁出口５４の列は、任意の従来型の構成を有することができ、一般的に対応するチャネルがプレナム４０から後方にそれぞれの後縁３８まで延びた状態で最初からベーンと共に鋳造される。正圧側面出口４６、４８は、従来どおりの方法で後縁出口５４にも供給する内部チャネルと流れ連通した状態でそれぞれの側壁を貫通する。
【００７３】
ベーンの２つの正圧側壁２８、３２からの冷却空気の吐出を制限するために、両方の側壁は、後縁３８と対応する第２及び第３の出口４６、４８の列との間は無孔である。
【００７４】
第２及び第３の出口４６、４８は、後方に傾斜しかつ正圧側壁３２、２８を貫通して、該出口の下流にフィルム冷却を与えるような対応する従来型のフィルム冷却孔の形態であるのが好ましい。これらの出口は、従来型のＥＤＭによって形成することができ、また一般的には円筒形である。
【００７５】
それに対応して、後縁出口５４もまた、また２つのベーンのそれぞれの後縁３８のすぐ前方で正圧側壁に沿って終わる正圧側面抽気スロットのような従来型の形態を有することができる。
【００７６】
上に示すように、ベーンは、外側寄り正圧側壁３２が第２のベーン２４の前縁３６と後縁３８とに間及びＴＢＣを貫通して形成した第２の出口４６の周りで全厚さのＴＢＣ５２によって被覆された状態で、その両側面上にＴＢＣ５２を含むのが好ましい。
【００７７】
それに対応して、内側寄り正圧側壁２８は、第１のベーン２２の前縁３６と後縁３８との間及びそのＴＢＣを貫通して形成した第３の出口４８の周りで部分厚さのＴＢＣによって被覆される。
【００７８】
図４に示す全厚さのＴＢＣは、両ベーン２２、２４の前縁３８の周りを囲みすなわち包み、第２のベーン２４内の後縁出口５４の手前まで外側寄り正圧側壁３２に沿って後方に延びる。全厚さＴＢＣ５２はまた、第１のベーン２２の前縁から内側寄り正圧側壁２８に沿って後方に延びて、影領域Ｃの部分厚さのＴＢＣと滑らかに連続する。
【００７９】
部分厚さのＴＢＣ５２は、第１のベーン２２の後縁出口５４の手前まで該第１のベーン２２の内側寄り正圧側壁２８に沿って後方に延びる。２つのベーン２２、２４内の２つの出口５４の列は、蒸着工程の間には適当にマスキングして、これらの前もって成形した孔を不要に塞ぐおそれがある、出口５４上へのＴＢＣの堆積を防止する。
【００８０】
幾つかの図に示すノズルベーンはさらに、必要に応じて、上で開示した所望の異なる冷却構成を補完する様々な他の従来型の冷却形状を含むことができる。例えば、図１は、２つのベーンの対応するプレナム４０内部に適当に配置されるか又は懸架される一対のインピンジメントインサートすなわちバッフル５６、５８の使用を示す。
【００８１】
バッフルは、上に開示した所望の異なる冷却構成を補完するために改良されるのを除いて、その組成、形状及び構成において従来どおりとすることができる。２つのベーン２２、２４は、上で改良したのを除いて互いに実質的に同一であるので、２つのインピンジメントバッフルは、内側寄りベーン側壁の偏った冷却を補完するように互いに異なっているのが好ましい。
【００８２】
より具体的には、図１及び図４に示す２つのバッフル５６、５８の各々は、それらが取付けられる各ベーンの正圧及び負圧側面の内部表面と一致するそれらの対向する正圧及び負圧側面上に適当な小さいインピンジメント冷却孔６０のパターンを含む。２つのバッフルは異なるインピンジメント孔パターンを備えるので、バッフルは互いに同じではなく、第１のインピンジメントバッフル５６は対応する第１のベーン２２においてのみ用いられるように特別に構成され、また第２のインピンジメントバッフル５８は第２のベーン２４内でのみ用いられるように特別に構成される。
【００８３】
２つのバッフル内のインピンジメント孔パターンは、ベーンの各々内の利用可能な冷却媒体１２のより多くを対応する外側寄り側壁３０、３２に対してよりも内側寄り側壁２８、３４に対して分配するように構成されるのが好ましい。このように、インピンジメントバッフルは、上述の側壁出口４４、４６、４８と協働して、先に開示した利点を得るために２つのベーンの内側寄り側壁を優先的に冷却するように全体として該ベーンの所望の異なる冷却構成を形成する。
【００８４】
図４に示すように、インピンジメントバッフルは、小さいインピンジメント冷却孔６０を通して空気冷却媒体１２を分配するように従来どおりの方法で作動して、対応する側壁の内部表面をインピンジメント冷却する。インピンジメントバッフルは、その外部表面に一体形に接合された従来型のスペーサ又はパッド６２を含み、バッフルと側壁との間にほぼ一定のギャップを維持するようにする。バッフルは、各ベーン内部に形成された対応するプレナム４０の同様な形状に一致する対応する翼形状又は三日月状の構成を有する。
【００８５】
図５及び図６は、その中のインピンジメント孔パターンの例示的な構成及びその外部表面に取付けられたパッド６２の幾つかを含む両インピンジメントバッフルの上端部分をより詳細に示す。図４は、それらのそれぞれのベーン内に取付けられたインピンジメントバッフルとベーンのＴＢＣ被覆された外部表面内部でのそれらの相対位置とを示す。
【００８６】
上に示すように、２つのベーンは、ＴＢＣの異なる構成を有し、ＴＢＣの大部分はベーン上に全厚さの被覆を形成し、局所的に小さい影領域Ｃ、Ｄは部分厚さのＴＢＣを有する。インピンジメントバッフルは、各ベーン内に導入された利用可能な冷却媒体のより多くを全厚さのＴＢＣの外側寄り側壁３０、３２に対してよりも、部分厚さのＴＢＣを含む内側寄り側壁２８、３４に対して分配することによって異なる厚さのＴＢＣと選択的に協働することができる。
【００８７】
例えば、インピンジメント孔パターン及びベーン対内のベーン出口は、その上の全厚さの断熱皮膜と対応する外側寄り側壁３０、３２に対してよりも２つの影領域Ｃ、Ｄ内の部分厚さの断熱皮膜５２と一致する内側寄り側壁２８、３４に対して冷却媒体のより多くを分配するように構成することができる。また、インピンジメント孔パターンはさらに、内側寄り正圧側壁２８に対してよりも内側寄り負圧側壁３４に対して冷却媒体のより多くを分配するように構成することができる。
【００８８】
従って、ノズルダブレット内の２つのベーンは、全体として協働して、その外側寄り側壁に比較してその対応する内側寄り側壁に局所的に偏らせて該ベーン内に利用可能な冷却媒体１２を分配し、同時にダブレットの２つのベーン間で異なった状態で利用可能な空気を分配する。
【００８９】
図４に示す２つのバッフル内に用いるインピンジメント孔６０は、両ベーンにおいて約２０ミル（０．５ｍｍ）の従来どおりの等しい又は均一な大きさを有し、内側寄り側壁２８、３４の内部表面に対してインピンジメントするのに冷却媒体のより多くを分配するようにその量及び配分を異ならせることができる。１つの実施形態では、第１のベーン２２内の第１のバッフル５６は、その負圧側面に１０１個のインピンジメント孔６０のパターンを有し、また対向する正圧側面には１０９個のインピンジメント孔のパターンを有する。それに対応して、第２のベーン２４内の第２のバッフル５８は、その負圧側面に１３０個のインピンジメント孔のパターンを有し、その正圧側面は、その中に７７個のインピンジメント孔のパターンを有する。
【００９０】
従って、図４に示す好ましい実施形態では、２つのバッフル５６、５８内のインピンジメント孔パターンは、2つのベーンの２つの内側寄り側壁２８、３４の両方に沿ってまた該ベーンの２つの外側寄り側壁３０、３２に沿って互いに異なり、結果として２つのインピンジメントバッフルの４つのパネル内にインピンジメント孔の４つの異なるパターンを形成することになる。
【００９１】
２つのインピンジメントバッフルの４つの対向する側面内のこれらのインピンジメント孔の異なるパターンは、上に開示した所望の異なる冷却構成を形成するように互いに選択的に異なり、また任意の従来型の構成を有する場合における２つのバッフルの対向する前縁及び後縁に見られる付加的なインピンジメント冷却孔を含まない。
【００９２】
２つのバッフル内の異なるインピンジメント孔のパターンを用いて、特に、その全厚さによって高い熱保護を与えた全厚さのＴＢＣを含む外側寄り側壁に対してよりも部分厚さのＴＢＣを含む内側寄り側壁に対してより多くのインピンジメント冷却空気を向けるように、ベーンの外部表面上への異なる厚さのＴＢＣの導入を補完する利点が得られる。
【００９３】
図１及び図４に初めに示したように、２つのバッフル５６、５８の各々は、その半径方向内側端部に底面プレートすなわちフロア６４を含み、このフロア６４は、対応するベーン内に取付けられたときに、内側バンド２０内の対応するポケットのわずかに上方に間隔を置いて配置される。図４に示す第１のベーンは、第１のバッフルフロア内に第１のダンプ出口６６を含み、また第２のベーン２４は、第２のバッフルフロア内に第２のダンプ出口６８を含む。バッフルのダンプ出口は、図７に最も良く示すように、内側バンド内のそれぞれのダンプ出口７０、７２と協働する。
【００９４】
これらのダンプ出口は、位置及び目的の点では従来どおりであるが、その大きさが異なり、２つのベーンの異なる冷却構成とさらに協働する。従来型のダンプ孔は、大きさが同一であり、従来型のベーン及びバッフルの同一の構成を補完する。
【００９５】
しかしながら、改良した複式ノズルにおける所望の異なる冷却構成は、各ノズルダブレット内の２つのベーンの冷却構成における様々な変更によって形成することができる。第２のダンプ出口６８の流れ面積の大きさは、第１のダンプ出口６６の流れ面積の約２倍の大きさであるのが好ましく、これを使用して上に開示した所望の異なる冷却構成を達成する上で利点が得られる。
【００９６】
同一のベーン及びその同一の冷却構成で設計された従来型のノズルでは、各ベーンに供給される冷却空気の所定の量は、高温燃焼ガスによってベーンの外部に加えられる異なる熱負荷に応じて該ベーンの異なる部分を冷却するようにそのベーン全体にわたって適当に分配されなければならない。
【００９７】
これと対称的に、ここではノズルダブレット内の２つのベーンは、バンドセグメント内の該２つのベーンに対する支持及び印加負荷の相違を認識して該ノズルダブレットへの総合すなわち全冷却媒体流量が各ベーン自体の内部だけでなく２つのベーンダブレット間でも選択的に分配されるように、まとめて処理されることができる。
【００９８】
各ベーンへの全空気流量は、異なるバッフルを通して異なるように分配され、また好ましい方法で異なるベーン出口及びダンプ孔を通して吐出される。また、２つのベーン２２、２４の各々を通る全流量は、１つの実施形態では、後続の第２のベーン２４を通る全空気流量が先行の第１のベーン２２を通る全空気流量よりも約１０％大きくなるように異なるのが好ましい。
【００９９】
上に示すように、運転時に２つのベーンに加わる圧力及び熱負荷は、ダブレット内の２つのベーン及びバンドの熱変形及びそれらによる対応する熱応力に影響を与える。ベーンの外側寄り側壁とは対照的にベーンの内側寄り側壁の異なる熱負荷は、ここではダブレットベーン内に異なる冷却構成を導入する能力によって対処することができる。
【０１００】
上に開示した改良ノズルダブレットの作動の熱伝達及び流れ回路分析によると、従来の設計の同一のベーン及び冷却構成を有する対応する設計と比較した場合に所定の冷却流量に対する内側寄り側壁の作動温度が著しく低下することを示している。さらに、有限要素分析もまた、従来の設計に優り、熱誘起応力が著しく低下した状態で応力レベルが著しく改善されることを示している。
【０１０１】
従って、改良ノズルダブレットは、一層耐久性が増し、所定の量の冷却空気で冷却する場合に寿命が延びる。それに代えて、ノズル寿命を延ばす代わりにノズルを冷却するために圧縮機から抽出する空気をより少なくすることができる。
【０１０２】
２つのベーン２２、２４が異なる冷却構成を有するにも拘わらず、それらの空気力学的輪郭及び内部プレナム４０は、標準的な製作公差の範囲内で互いに同一である。同様に２つのインピンジメントバッフル５６、５８は、２つのベーンの対応する同一のプレナム４０内部に嵌合するようにその形状及び寸法が同一であるが、その中の空気孔のパターンにおいて異なる冷却構成を有する。
【０１０３】
従って、２つの異なるバッフルは、２つの異なるベーン内では互換性がない。異なるベーン内で異なるバッフルの誤った組立てを防止するために、バッフルは、従来の設計からさらに改良される。
【０１０４】
図１及び図７に初めに例示したように、外側バンド１８は、各ベーンを通して下向きに内側バンドまで延びるそれぞれのプレナム４０の入口端部を画成する対応する座部７４を含む。図１に示すように、バッフルの各々は、組立て工程の間に各座部開口を通して下向きに挿入されて、対応するベーン内部に懸架されるようになる。
【０１０５】
図５〜図７に示すように、バッフル座部７４の各々は、ベーンの上方に異なるように設置されたそれぞれの凹部すなわちソケット７６を含む。例えば、第１のベーン２２に対するソケット７６は、前縁付近の負圧側壁３０の上方で座部内に設置される。それに対応して、第２のベーン２４に対するソケット７６は、前縁付近の正圧側壁３２の上方に設置される。
【０１０６】
図１、図５及び図６に示すバッフル５６、５８の各々は、その上部すなわち外側端部から異なるように外向きに延びる対応する位置合せピン７８を含み、該ピンが、組立て工程の間にソケット７６のそれぞれの１つ内に配置すなわち嵌合される。
【０１０７】
図５に示す第１のバッフル５６に対する位置合せピン７８は、対応するソケット７６の上方で該バッフル５６の負圧側面上に設置され、また図６に示す第２のバッフル５８の位置合せピン７８は、対応するソケット７６の上方で該バッフル５８の正圧側面上に設置される。従って、位置合せピン及びそれらと対をなすソケットは、この好ましい実施形態では、それらの整列形状の差異を最大にするように対応する外側寄り側壁３０、３２と半径方向に整列した状態で外側バンド内に配置される。
【０１０８】
このように、第１のバッフル５６は、位置合せピン及びソケットが第２のベーンとは反対側にあることになるので、第２のベーン２４内には物理的に取付けることができない。同様に、第２のバッフル５８は、位置合せピン及びソケットが第１のベーンとは反対側にあることになるので、第１のベーン２２内には取付けることはできない。
【０１０９】
第１のバッフル５６は、対応するピン及びソケットを適当に位置合せすることによってのみ第１のベーン２２内に取付けることができ、また同様に第２のバッフル５８は、対応するピン及びソケットを適当に位置合せした時にのみ第２のベーン２４内に取付けることができる。この組立て形状は、Ｍｕｒｐｈｙプルーフィング機構の一形式として一般的に知られており、他の点では類似の形状の構成部品の誤組立てを防止する。
【０１１０】
図５及び図６に示す２つのバッフルはまた、バッフルの外側端部を囲みかつ外側バンド内の対応する座部７４を覆うように構成され従来型の上部フランジ８０を含む。フランジ８０は、それを通して空気冷却媒体１２がエンジンの圧縮機から従来どおりに供給される対応する入口管を含む。
【０１１１】
ノズルベーン内に異なる冷却構成を比較的簡単に導入することにより、実質的な耐久性の改善を得ることができる。上に示すように、従来型のタービンノズルは、一般的に、ノズルを円周方向にセグメント化することに起因する圧力及び熱負荷の差にもかかわらず、その同一性能を維持するために同一のベーン及び同一のノズルダブレットを含む。
【０１１２】
これと対称的に、上に開示した改良ノズルダブレットは、特にノズルダブレットの異なる圧力及び熱負荷に対処してその耐久性を改善するようにノズル構成の比較的小さな変更を導入する。ノズルベーン自体内の冷却孔パターンを、各ノズルダブレットの先行ベーンと後続ベーンとの間で異ならせることができる。ダブレット内の２つのベーンの断熱皮膜もまた、互いに異なるものとすることができる。ダブレット内の２つのベーンの内部インピンジメントバッフルの冷却構成もまた、互いに異なるものとすることができる。また、これらの個々の相違をノズルダブレット内の２つのベーンの全体的冷却構成を補完するように互いに選択的に用いて、ダブレットの耐久性を対応して増大させながら、作動温度及び熱応力の低下を最大にするようにすることができる。
【０１１３】
本明細書では本発明の好ましくか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、本明細書における教示から当業者には明らかになるはずである。なお、特許請求の範囲に記載された符号は、理解容易のためであってなんら発明の技術的範囲を実施例に限縮するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】ターボファン式航空機エンジンの例示的なタービンノズルの一部分の分解部分断面斜視図。
【図２】ほぼ線２−２に沿って取った、図１に示すタービンノズルの正圧側面の後方から前方に見た斜視図。
【図３】ほぼ線３−３に沿って取った、図１に示すノズルの負圧側面の前方から後方に見た斜視図。
【図４】ほぼ４−４を付したピッチ線すなわち中間スパン線に沿って取った、図１に示すノズルの一部分の半径方向断面平面図。
【図５】図１に示す第１のインピンジメントバッフルの上端部分の拡大斜視図。
【図６】図１に示す第２のインピンジメントバッフルの上端部分の拡大斜視図。
【図７】ほぼ線７−７に沿って取った、図１に示すタービンノズルの平面図。
【符号の説明】
【０１１５】
１０  ガスタービンエンジン
１２  空気
１４  高温燃焼ガス
１６  第２段タービンノズル
１８  外側バンド
２０  内側バンド
２２  第１のベーン
２４  第２のベーン
２６  軸方向分割線
２８  第１のベーンの内側寄り正圧側壁
３０  第１のベーンの外側寄り負圧側壁
３２  第２のベーンの外側寄り正圧側壁
３４  第２のベーンの内側寄り負圧側壁
３６  前縁
３８  後縁
４０  プレナム
４４、４６、４８  開口出口
５２  断熱皮膜
５４  後縁出口
５６、５８  インピンジメントバッフル
６０  インピンジメント冷却孔
６６、６８、７２  ダンプ出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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