(57)【要約】  タービンノズル分割体は、円弧状のアウターバンド分割体（１６）と；分割体から半径方向内側に突出し中空内部を有する翼型形状のタービン静翼（１４）と；アウターバンドに固定されインピンジキャビティを分割体と結合して形成するインピンジメント冷却板アセンブリ（６８）であって、冷却空気を前記アウターバンド分割体に流すインピンジ孔（９０）を有するインピンジメント冷却板アセンブリ（６８）と；インピンジメント冷却用インサート（６５、６７）と、を備える。インピンジメント冷却用インサートは、タービン静翼の内部に配置されるインピンジ孔（６９）を有し、インピンジメント冷却用インサートは、インピンジメント冷却板アセンブリの開口部に嵌合して、インピンジメント冷却板が、インピンジキャビティと直接流体連通しないように遮断される。【選択図】図２
2015514921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円弧状のアウターバンド分割体（５０）と、
前記アウターバンド分割体（５０）から半径方向内側に突出する翼型形状のタービン静翼であって、前記タービン静翼が中空内部を有する、前記タービン静翼と、
前記アウターバンドに固定されて、インピンジキャビティ（７９）を前記アウターバンド分割体（５０）と一体的に結合して形成するインピンジメント冷却板アセンブリ（６８）であって、前記インピンジメント冷却板アセンブリ（６８）が、前記インピンジメント冷却板アセンブリ（６８）に形成される少なくとも１つのインピンジ孔（６９、９０）を有し、前記インピンジ孔（６９、９０）が、冷却空気を前記アウターバンド分割体（５０）に流すように配置される、前記インピンジメント冷却板アセンブリ（６８）と、
少なくとも１つのインピンジメント冷却用インサート（６５）と、
を備え、
前記少なくとも１つのインピンジメント冷却用インサート（６５）は、前記少なくとも１つのインピンジメント冷却用インサート（６５）に形成されかつ前記タービン静翼の内部に配置される少なくとも１つのインピンジ孔（６９、９０）を有し、
前記少なくとも１つのインピンジメント冷却用インサート（６５）は、前記インピンジメント冷却板アセンブリ（６８）の開口部に嵌合して、前記少なくとも１つのインピンジメント冷却用インサート（６５）が、前記インピンジキャビティ（７９）と直接流体連通しないように遮断される、タービンノズル分割体。
【請求項２】
前記アウターバンド分割体（５０）は、中心部（５３）と、半径方向外側で円周方向に延長する前方レール（５４）と、半径方向外側で円周方向に延長する後方レール（５６）と、を含み、
前記前方レール（５４）、前記中心部（５３）、および前記後方レール（５６）は全て、前記アウターバンド分割体（５０）の各側部側の共通の側面（５８）で終端する、請求項１に記載のタービンノズル分割体。
【請求項３】
各側面は、前記側面（５８）に形成され、かつスプラインシールを収容するように構成される少なくとも１つのシールスロット（６２）を含む、請求項２に記載のタービンノズル分割体。
【請求項４】
フレーム（７０）は、前方辺（７２）、後方辺（７４）、および離間側辺を含み、前記前方辺（７２）は前記アウターバンド分割体（５０）の前記前方レール（５４）に嵌合し、前記後方辺（７４）は前記アウターバンド分割体（５０）の前記後方レール（５６）に嵌合する、請求項１に記載のタービンノズル分割体。
【請求項５】
前記アウターバンド分割体（５０）の前記側面の各側面（５８）は、半径方向に離間する内側レール（５９）および外側レール（６１）を形成する、請求項３に記載のタービンノズル分割体。
【請求項６】
前方インピンジメント冷却用インサート（６５）および後方インピンジメント冷却用インサート（６５）は、前記タービン静翼の内部に収容され、前記インピンジメント冷却板アセンブリ（６８）の前方開口部（８８）および後方開口部（８９）にそれぞれ嵌合する、請求項１に記載のタービンノズル分割体。
【請求項７】
前記インピンジメント冷却用インサート（６５）は、翼型形の断面形状を有する、請求項１に記載のタービンノズル分割体。
【請求項８】
前記インピンジメント冷却板（８０）は、前記インピンジメント冷却板（８０）に形成される複数のインピンジ孔（６９、９０）を有する、請求項１に記載のタービンノズル分割体。
【請求項９】
前記インピンジメント冷却板アセンブリ（６８）は、外周フレームと、前記フレームから半径方向内側に突出するインピンジメント冷却板（８０）と、を含む、請求項１に記載のタービンノズル分割体。
【請求項１０】
前記インピンジメント冷却板アセンブリ（６８）は、前記アウターバンドにろう付けされる、請求項３に記載のタービンノズル分割体。
【請求項１１】
前記インピンジメント冷却用インサート（６５）は、前記インピンジメント冷却板（８０）にろう付けされる、請求項１に記載のタービンノズル分割体。
【請求項１２】
更に、前記タービン静翼の半径方向内側端部に配置される円弧状のインナーバンド分割体（５２）を備える、請求項１に記載のタービンノズル分割体。
【請求項１３】
ガスタービンエンジンのタービンノズルアセンブリであって、
環状列に配置される複数のタービンノズル分割体を備え、
前記タービンノズル分割体の各々は、
円弧状のアウターバンド分割体（５０）と、
前記アウターバンド分割体（５０）から半径方向内側に突出する翼型形状のタービン静翼であって、前記タービン静翼が中空内部を有する、前記タービン静翼と、
前記アウターバンドに固定されて、インピンジキャビティ（７９）を前記アウターバンド分割体（５０）と一体的に結合して形成するインピンジメント冷却板アセンブリ（６８）であって、前記インピンジメント冷却板アセンブリ（６８）が、前記インピンジメント冷却板アセンブリ（６８）に形成される少なくとも１つのインピンジ孔（６９、９０）を有し、前記インピンジ孔（６９、９０）が、冷却空気を前記アウターバンド分割体（５０）に流すように配置される、前記インピンジメント冷却板アセンブリ（６８）と、
少なくとも１つのインピンジメント冷却用インサート（６５）に形成されかつ前記タービン静翼の内部に配置される少なくとも１つのインピンジ孔（６９、９０）を有する少なくとも１つのインピンジメント冷却用インサート（６５）であって、前記少なくとも１つのインピンジメント冷却用インサート（６５）が、前記インピンジメント冷却板アセンブリ（６８）の開口部に嵌合して、前記少なくとも１つのインピンジメント冷却用インサート（６５）が、前記インピンジキャビティ（７９）と直接流体連通しないように遮断される、前記少なくとも１つのインピンジメント冷却用インサート（６５）と、
を備え、
前記タービンノズルアセンブリは、前記タービンノズル分割体を取り囲む環状支持構造を更に備える、
タービンノズルアセンブリ。
【請求項１４】
各アウターバンド分割体（５０）は、中心部（５３）と、半径方向外側で円周方向に延長する前方レール（５４）と、半径方向外側で円周方向に延長する後方レール（５６）と、を含み、
前記前方レール（５４）、前記中心部（５３）、および前記後方レール（５６）は全て、前記アウターバンド分割体（５０）の各側部側の共通の側面（５８）で終端する、請求項１３に記載のタービンノズルアセンブリ。
【請求項１５】
各側面は、前記側面（５８）に形成され、かつスプラインシールを収容するように構成される少なくとも１つのシールスロット（６２）を含む、請求項１４に記載のタービンノズルアセンブリ。
【請求項１６】
各フレーム（７０）は、前方辺（７２）、後方辺（７４）、および離間側辺を含み、前記前方辺（７２）は、関連する前記アウターバンド分割体（５０）の前記前方レール（５４）に嵌合し、前記後方辺（７４）は関連する前記アウターバンド分割体（５０）の前記後方レール（５６）に嵌合する、請求項１３に記載のタービンノズルアセンブリ。
【請求項１７】
各アウターバンド分割体（５０）の前記側面（５８）の各側面は、半径方向に離間する内側レールおよび外側レールを形成する、請求項１６に記載のタービンノズルアセンブリ。
【請求項１８】
前方インピンジメント冷却用インサート（６５）および後方インピンジメント冷却用インサート（６５）は、前記タービン静翼の内部に収容され、前記インピンジメント冷却板アセンブリ（６８）の前方開口部（８８）および後方開口部（８９）にそれぞれ嵌合する、請求項１３に記載のタービンノズルアセンブリ。
【請求項１９】
各ポートは、レーストラック断面形状を有する、請求項１３に記載のタービンノズルアセンブリ。
【請求項２０】
各インピンジメント冷却板（８０）は、前記インピンジメント冷却板（８０）に形成される複数のインピンジ孔（６９、９０）を有する、請求項１３に記載のタービンノズルアセンブリ。
【請求項２１】
前記インピンジメント冷却板アセンブリ（６８）は、外周フレームと、前記フレームから半径方向内側に突出するインピンジメント冷却板（８０）と、を含む、請求項１３に記載のタービンノズルアセンブリ。
【請求項２２】
前記インピンジメント冷却板アセンブリ（６８）は、前記アウターバンドにろう付けされる、請求項１３に記載のタービンノズルアセンブリ。
【請求項２３】
各ポートは、関連する前記インピンジメント冷却板（８０）にろう付けされる、請求項１３に記載のタービンノズルアセンブリ。
【請求項２４】
更に、各タービン静翼の半径方向内側端部に配置される円弧状のインナーバンド分割体（５２）を備える、請求項１３に記載のタービンノズルアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して、ガスタービンエンジンのタービンに関し、特にこのようなエンジンのタービンセクションを冷却する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンは、高圧圧縮機、燃焼器、および高圧タービン（「ＨＰＴ」）を順次流れるように有するターボ圧縮機コアを含む。コアは、公知の方法で動作することができることにより、主ガス流を発生させる。ターボジェットまたはターボファンエンジンでは、コアからの排気ガスは、ノズル内を流れて推力を発生させる。ターボシャフトエンジンは、コアの下流の低圧タービンまたは「作動」タービンを使用して、エネルギーを主流から取り出して、シャフトまたは他の機械的負荷を駆動する。
【０００３】
ＨＰＴは、静翼の環状翼列またはノズルの環状翼列を含み、これらの環状翼列は、燃焼器から流出するガスを動翼またはタービン動翼に流入させる。集合的に、１ノズル翼列および１動翼列が「段」を構成する。通常、２つ以上の段が、これらの段を順次流れるように使用される。これらの構成部品は、非常に高温の環境で動作し、空気流により冷却して十分な備品寿命を確保する必要がある。通常、冷却用に使用される空気は、圧縮機の１つ以上の箇所から抽気される。これらのブリード流（抽気流）は、熱力学サイクルにおける正味の作動出力および／または推力の損失を表す。これらのブリード流によって、燃料消費率（ＳＦＣ）が高くなり、これらのブリード流は普通、出来る限り最小限に抑える必要がある。
【０００４】
先行技術によるＨＰＴ（高圧タービン）ノズルは、スプーリ送出翼型インサートを備える「スプーリ」送出マニホールドカバーまたは連続吹出リングのいずれかを使用して冷却されていた。初段の系では、空気はアウターバンドの上方のマニホールドに送給され、次に、翼形部に、アウターバンドを直接冷却することなく流入する。第２段の構造は、別体の吹出リングを利用してアウターバンドを冷却するが、この流れは、隣接するノズル分割体の間の隙間を通る漏れの影響を受け易い。いずれの場合においても、タービンノズル冷却は、所望の状態よりも効率が低い。
【０００５】
従って、タービンアウターバンドおよびノズルを、セグメント間の漏れを最小限に抑えながら冷却する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／１２９１９６号明細書
【発明の概要】
【０００７】
この必要は、個別のインピンジメント冷却を、個々のタービンノズルアウターバンド分割体に対して行なう本発明によって満たされる。
【０００８】
本発明の１つの態様によれば、タービンノズル分割体は、円弧状のアウターバンド分割体と、前記アウターバンド分割体から半径方向内側に突出する翼型形状のタービン静翼であって、前記タービン静翼が中空内部を有する、前記タービン静翼と；前記アウターバンドに固定されて、インピンジキャビティを前記アウターバンド分割体と一体的に結合して形成するインピンジメント冷却板アセンブリであって、前記インピンジメント冷却板アセンブリが、前記インピンジメント冷却板アセンブリに形成される少なくとも１つのインピンジ孔を有し、前記インピンジ孔が、冷却空気を前記アウターバンド分割体に流すように配置される、前記インピンジメント冷却板アセンブリと；少なくとも１つのインピンジメント冷却用インサートと、を備え、前記少なくとも１つのインピンジメント冷却用インサートは、前記少なくとも１つのインピンジメント冷却用インサートに形成され、かつ前記タービン静翼の内部に配置される少なくとも１つのインピンジ孔を有し、前記少なくとも１つのインピンジメント冷却用インサートは、前記インピンジメント冷却板アセンブリの開口部に嵌合して、前記少なくとも１つのインピンジメント冷却用インサートが、前記インピンジキャビティと直接流体連通しないように遮断される。
【０００９】
本発明の別の態様によれば、ガスタービンエンジンのタービンノズルアセンブリは、環状列に配置される複数のタービンノズル分割体であって、各タービンノズル分割体が、円弧状のアウターバンド分割体と；前記アウターバンド分割体から半径方向内側に突出する翼型形状のタービン静翼であって、前記タービン静翼が中空内部を有する、前記タービン静翼と；前記アウターバンドに固定されて、インピンジキャビティを前記アウターバンド分割体と一体的に結合して形成するインピンジメント冷却板アセンブリであって、前記インピンジメント冷却板アセンブリが、前記インピンジメント冷却板アセンブリに形成される少なくとも１つのインピンジ孔を有し、前記インピンジ孔が、冷却空気を前記アウターバンド分割体に流すように配置される、前記インピンジメント冷却板アセンブリと；少なくとも１つのインピンジメント冷却用インサートに形成され、かつ前記タービン静翼の内部に配置される少なくとも１つのインピンジ孔を有する少なくとも１つのインピンジメント冷却用インサートであって、前記少なくとも１つのインピンジメント冷却板が、前記インピンジメント冷却板アセンブリの開口部に嵌合して、前記少なくとも１つのインピンジメント冷却板が、前記インピンジキャビティと直接流体連通しないように遮断される、前記少なくとも１つのインピンジメント冷却用インサートと、を含む、前記複数のタービンノズル分割体と、前記タービンノズル分割体を取り囲む環状支持構造と、を含む。
【００１０】
本発明は、以下の説明を、添付の図面の図と併せて参照することにより最も深く理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の１つの態様に従って構成されるガスタービンエンジンの高圧タービンセクションの断面図である。
【図２】インピンジメント冷却板アセンブリを組み付けようとしている状態の図１に示すタービンノズルの分解斜視図である。
【図３】組み付けて合体させた状態の図示のタービンノズル、および図２に示すインピンジメント冷却板アセンブリの斜視図である。
【図４】インピンジメント冷却板アセンブリの第１の斜視図である。
【図５】インピンジメント冷却板アセンブリの第２の斜視図である。
【図６】インピンジメント冷却用インサートを含むインピンジメント冷却板アセンブリの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
同一の参照番号が同じ構成要素を種々の図の全体を通じて指しているこれらの図面を参照するに、図１は、高圧タービン（「「ＨＰＴ」」）１０の一部を示しており、高圧タービン１０は、公知の種類のガスタービンエンジンの一部である。ＨＰＴ１０の機能は、エネルギーを上流側の燃焼器（図示せず）からの高温加圧燃焼ガスから取り出し、エネルギーを機械作用力に公知の方法で変換することである。ＨＰＴ１０は、上流側の圧縮機（図示せず）を、シャフトを介して駆動して加圧空気を燃焼器に供給する。
【００１３】
本明細書において記載される原理は、ターボシャフト、ターボプロップ、ターボジェット、およびターボファンエンジンのみならず、他の輸送手段または静止構造物に使用されるタービンエンジンに等しく適用することができる。
【００１４】
ＨＰＴ１０は初段ノズル１２を含み、この初段ノズル１２は、周方向に離間する複数の翼型形状の初段中空静翼１４を備え、これらの初段中空静翼１４は、円周方向に分割された初段アウターバンド１６と円周方向に分割された初段インナーバンド１８との間に支持される。これらの初段静翼１４、初段アウターバンド１６、および初段インナーバンド１８は、周方向に隣接する複数のノズル分割体となるように配置され、周方向に隣接するこれらのノズル分割体が集まって、完全３６０度アセンブリを形成する。初段アウターバンド１６および初段インナーバンド１８は、高温ガス流が初段ノズル１２を流れ抜けるための外側半径方向流路境界および内側半径方向流路境界をそれぞれ形成する。これらの初段静翼１４は、燃焼ガスを初段ロータ２０に最適に流すように構成される。
【００１５】
初段ロータ２０は、初段ディスク２４から外側に突出する翼型形状の初段タービン動翼２２の群から構成される動翼列を含み、この初段ディスク２４はエンジンの中心軸線の回りを回転する。円周方向に分割された初段シュラウド２６は、初段タービン動翼２２を近接して取り囲むように配置されるので、高温ガス流が初段ロータ２０を流れ抜けるための半径方向外側流路境界を形成する。
【００１６】
第２段ノズル２８は、初段ロータ２０の下流側に配置され、周方向に離間する複数の翼型形状の第２段中空静翼３０を備え、これらの翼型形状の第２段中空静翼３０は、円周方向に分割された第２段アウターバンド３２と円周方向に分割された第２段インナーバンド３４との間に支持される。第２段静翼３０、第２段アウターバンド３２、および第２段インナーバンド３４は、周方向に隣接する複数のノズル分割体３６（図３参照）となるように配置され、周方向に離間するこれらのノズル分割体３６が集まって、完全３６０度アセンブリを形成する。第２段アウターバンド３２および第２段インナーバンド３４は、高温ガス流が第２段タービンノズル３４を流れ抜けるための半径方向外側流路境界および半径方向内側流路境界をそれぞれ形成する。これらの第２段静翼３０は、燃焼ガスを第２段ロータ３８に最適に流すように構成される。
【００１７】
第２段ロータ３８は、第２段ディスク４２から半径方向外側に突出する翼型形状の第２段タービン動翼４０の群から構成される半径方向動翼列を含み、この第２段ディスク４２はエンジンの中心軸線の回りを回転する。円周方向に分割された第２段シュラウド４４は、第２段タービン動翼４０を近接して取り囲むように配置されるので、高温ガス流が第２段ロータ３８を流れ抜けるための半径方向外側流路境界を形成する。
【００１８】
初段シュラウド２６のシュラウドセグメントは、円周方向に配列された初段シュラウドハンガー４６の群により支持され、これらの初段シュラウドハンガー４６が今度は、円弧状のシュラウド支持体４８により、例えば図示のフック、レール、およびＣ字型クリップを公知の方法で使用して支持される。
【００１９】
第２段ノズル２８は一部が、初段シュラウドハンガー４６およびシュラウド支持体４８に至る機械的接続部により支持される。各第２段静翼３０は、中空であるので冷却空気を公知の方法で流入させることができる。
【００２０】
図２〜５は、第２段ノズル２８の構成を更に詳細に示している。第２段ノズルは一例として使用されているに過ぎず、本発明の原理は、いずれのタービン翼形部にも適用することができる。図３は、個々のノズル分割体３６を示している。図示の例では、ノズル分割体３６は、「「１個の（シングレット）」」鋳造材であり、この鋳造材は、第２段アウターバンド３２のアウターバンド分割体５０、第２段インナーバンド３４のインナーバンド分割体５２、および第２段中空静翼３０を含む。第２段静翼３０の中空内部は、前方キャビティ３１および後方キャビティ３３に延設隔壁３５により分割される。アウターバンド分割体５０は、中心部５３、半径方向外側で円周方向に延長する前方レール５４、および半径方向外側で円周方向に延長する後方レール５６を含む。中心部５３は隆起突起部５１を含み、この隆起突起部５１は、第２段静翼３０の断面形状に従った形状をしている。前方レール５４、中心部５３、および後方レール５６は全て、アウターバンド分割体５０の各側部側の共通の側面５８で終端している。各側面５８には、半径方向内側レール５９および半径方向外側レール６１を、開放空間または「窓」をこれらのレールの間に挟んだ状態で取り付けることができる。側面５８は、側面に形成されるシールスロット６２のパターンを含み、これらのシールスロットに一連のスプラインシール（図示せず）を収容する。図示の例では、これらのシールスロット６２は、前方レール５４および後方レール５６、および内側レール５９および外側レール６１に沿って配置されて、周辺が閉じた形状であり、かつ４辺を有する略矩形を形成する。スプラインシールは、薄い平坦な金属帯状体、または他の適切な材料を含む既知の種類のシールである、すなわちこれらのシールスロットに収容されるサイズに設定され、かつエンジンに取り付けられると、隣接するノズル分割体３６の間の隙間に架け渡されるために十分な幅を有するサイズに設定される。
【００２１】
前方インピンジメント冷却用インサート６５および後方インピンジメント冷却用インサート６７は、前方キャビティ３１および後方キャビティ３３にそれぞれ配置される。各インピンジメント冷却用インサート６５および６７は、半径方向に細長く、それぞれのキャビティ３１または３３の形状にほぼ忠実に沿って形成される断面形状を有する。複数のインピンジ孔６９が、各インピンジメント冷却用インサート６５および６７を貫通して形成される。本明細書において使用されるように、「インピンジ孔」という用語は、例えば希釈孔またはフィルム冷却孔とは異なり、冷却空気噴流を対向面に向かって噴出するように設定されるサイズ、形状、および位置を有する冷却孔を指す。
【００２２】
図４および５に最も良く表されているインピンジメント冷却板アセンブリ６８は、アウターバンド分割体５０に取り付けられる。インピンジメント冷却板アセンブリ６８は、前方辺７２、後方辺７４、および離間側辺７６を備える４辺フレーム７０を含む。
【００２３】
インピンジメント冷却板アセンブリ６８は更に、フレーム７０から半径方向内側に突出するインピンジメント冷却板８０を含む。インピンジメント冷却板８０は、フレーム７０と一体に形成することができる、またはインピンジメント冷却板８０は、フレーム７０に連結される別体部品とすることができる。図示の例では、インピンジメント冷却板８０は、浅い「Ｖ」字形に形成される前方壁８２および後方壁８４、および離間側壁８６を含む。後方壁８４は、後方壁に形成され、かつインピンジメント冷却用インサート６５および６７をそれぞれ収容する形状およびサイズに設定される前方開口部８８および後方開口部８９を有する。この例では、開口部８８および８９は翼型形をしている。複数のインピンジ孔９０は、インピンジメント冷却板８０を貫通して形成される。
【００２４】
図３は、インピンジメント冷却板アセンブリ６８がアウターバンド分割体５０に取り付けられた状態を示している。フレーム７０の前方辺７２は、アウターバンド分割体５０の前方レール５４に嵌合し、フレーム７０の後方辺７４は、アウターバンド分割体５０の後方レール５６に嵌合する。インピンジキャビティ７９は、インピンジメント冷却板８０とアウターバンド分割体５０との間に形成される。インピンジメント冷却用インサート６５および６７は、インピンジメント冷却板８０の開口部８８および８９にそれぞれ嵌合する。インピンジメント冷却板アセンブリ６８は、アウターバンド分割体５０に、例えばフレーム７０の外周に沿ってろう付けする、または溶着することにより固定される。外側レール６１を取り付けた「「高壁（ｈｉｇｈ  ｗａｌｌ）」」形状の端面５８は、完全に外周を覆って、アウターバンド分割体５０に対するフレーム７０の密閉性を、２つの部品の間の重ね継ぎを必要とすることなく確保し、フレーム７０の半径方向位置の影響を大きく受けることがない。インピンジメント冷却用インサート６５および６７の外径に沿って開口部８８および８９の接合部に外周ろう付けする、または外周溶着する作業によって、吹き出し前のインピンジメント空気の直接漏れ経路を確実に無くすことができる。製造を行なうために、フレーム７０、インピンジメント冷却板８０、およびインピンジメント冷却用インサート６５および６７は、分離不能に組み付けられる組付体（図５参照）として提供することができ、この組付体が次に、アウターバンド分割体５０に組み付けられる。インピンジメント冷却板８０の底面または半径方向内側面も隆起突起部５１に閉鎖経路に沿ってろう付けするか、またはその他には、接合させることにより、空気が静翼３０の内部からインピンジキャビティ７９に漏出するのを防止することができる。
【００２５】
内側レール５９および外側レール６１を取り付けたこの「高壁」で密閉する形状の端面５８は、先端隙間に至る余分の進入路を遮断することができ、これにより、より高圧の吹き出し前のインピンジメント空気の漏れ経路を効果的に最小限に抑えることができる。その結果、更に別の漏れ経路が、内側レール５９と外側レール６１との間の「窓」から露出しているインピンジキャビティ７９を設ける結果として生じることがない。
【００２６】
動作状態では、圧縮機放出空気、または別の適切な冷却空気流は、ダクトを通ってシュラウド支持体４８に公知の態様で流入する。冷却空気は、図１の記号「Ｃ」が付された矢印で指示されるインピンジメント冷却板アセンブリの外側の領域に流入する。この「吹き出し前のインピンジメント」空気の一部は、開口部８８および８９を通ってインピンジメント冷却用インサート６５および６７に流れ込む。吹き出し前のインピンジメント空気の別の部分は、これらのインピンジ孔９０から連続噴流として噴出し、この連続噴流がアウターバンド分割体５０に衝突し、アウターバンド分割体５０を冷却する。次に、使用された吹き出し空気（「吹き出し後のインピンジメント空気（ｐｏｓｔ−ｉｍｐｉｎｇｅｍｅｎｔ  ａｉｒ）」）を適切な孔を通って送給し、前方レール５４および後方レール５６に流してパージする、またはアウターバンド分割体５０に流してフィルム冷却するといった他の目的に使用することができる。開口部８８および８９は、インピンジキャビティ７９と直接流体連通しないように遮断される。
【００２７】
この構造は幾つかの利点をもたらす。インピンジメント冷却板アセンブリ６８をアウターバンド分割体５０と一体的に連結することにより、アウターバンド分割体５０を、高圧空気を使用して、関連するセグメント間の漏れ不具合に至ることなく吹き出し冷却することができる。
【００２８】
本発明は、工業用高圧タービンステータアセンブリに広く利用されている従来の吹出リングアセンブリに置き換わることができる。吹出リングアセンブリを無くすと、組み付けの容易さを、合計部品点数および複雑さが低減することにより高めることができる。更に、吹出リングアセンブリに固有に観測されるフィールド耐久性および摩耗の問題は従って、本発明の代替実施形態により軽減される。
【００２９】
これまでの説明では、タービンノズルの冷却構造について記載してきた。本発明の特定の実施形態について説明してきたが、当分野の当業者であれば、種々の変更をこれらの実施形態に対して、本発明の思想および範囲から逸脱しない限り加えることができることを理解できるであろう。従って、本発明の好適な実施形態、および本発明を実施する最良の形態についてのこれまでの説明は、例示のためにのみ行なわれ、限定するために行なわれるのではない。
【符号の説明】
【００３０】
１０  高圧タービン、ＨＰＴ
１２  初段ノズル
１４  初段中空静翼、初段静翼
１６  初段アウターバンド
１８  初段インナーバンド
２０  初段ロータ
２２  初段タービン動翼
２４  初段ディスク
２６  初段シュラウド
２８  第２段ノズル
３０  第２段中空静翼、第２段静翼
３１  前方キャビティ
３２  第２段アウターバンド
３３  後方キャビティ
３４  第２段インナーバンド、第２段タービンノズル
３５  延設隔壁
３６  ノズル分割体
３８  第２段ロータ
４０  第２段タービン動翼
４２  第２段ディスク
４４  第２段シュラウド
４６  初段シュラウドハンガー
４８  シュラウド支持体
５０  アウターバンド分割体
５１  隆起突起部
５２  インナーバンド分割体
５３  中心部
５４  前方レール
５６  後方レール
５８  側面、端面
５９  内側レール
６１  外側レール
６２  シールスロット
６５  前方インピンジメント冷却用インサート
６７  後方インピンジメント冷却用インサート
６８  インピンジメント冷却板アセンブリ
６９、９０  インピンジ孔
７０  フレーム
７２  前方辺
７４  後方辺
７６  離間側辺
７９  インピンジキャビティ
８０  インピンジメント冷却板
８２  前方壁
８４  後方壁
８６  離間側壁
８８  前方開口部
８９  後方開口部
【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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【国際調査報告】
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