(57)【要約】【課題】回転機械で使用するためのシール組立体および回転機械を組み立てる方法を提供すること。【解決手段】回転機械で使用するためのシール組立体（５８）が提供される。該シール組立体は、回転機械の内部でケーシング（３２）に結合されているステータシュラウド（６４）を含み、ステータシュラウドは、ケーシングの内部に空洞部（４８）を少なくとも部分的に画定している内面と、ステータシュラウド内面からケーシングの内部に配置されているロータ組立体に向かって外側に延出している少なくとも１つのステータラビリンス歯（９４）と、ステータシュラウドに結合されている少なくとも１つの保護部材（９６）とを含み、該保護部材は、少なくとも１つのステータラビリンス歯の上流にあり、少なくとも１つのステータラビリンス歯を横断する燃焼ガス流の減少を助長する。【選択図】図１
2013185584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転機械で使用するためのシール組立体（５８）であって、
前記回転機械の内部でケーシング（３２）に結合されているステータシュラウド（６４）であり、前記ケーシングの内部に空洞部（４８）を少なくとも部分的に画定している内面を含む、ステータシュラウド（６４）と、
前記ステータシュラウド内面から前記ケーシングの内部に配置されているロータ組立体に向かって外側に延出している少なくとも１つのステータラビリンス歯（９４）と、
前記ステータシュラウドに結合されている少なくとも１つの保護部材（９６）であり、前記少なくとも１つのステータラビリンス歯の上流にあり、前記少なくとも１つのステータラビリンス歯を横断する燃焼ガス流の減少を助長する、少なくとも１つの保護部材（９６）と
を含む、シール組立体（５８）。
【請求項２】
前記少なくとも１つの保護部材（９６）は、前記ステータシュラウド内面（７２）に結合されている基部（９８）と、前記基部から前記ロータ組立体（２２）に向かって外側に延在している先端部（１００）とを含み、前記少なくとも１つのステータラビリンス歯（９４）は、基部（１１０）と、前記基部から前記ロータ組立体に向かって外側に延出している先端部分（１１２）を含み、前記少なくとも１つの保護部材の高さが前記少なくとも１つのステータラビリンス歯の高さに略等しい、請求項１記載のシール組立体（５８）。
【請求項３】
前記少なくとも１つのステータラビリンス歯（９４）は、各々が前記根端部（５４）と前記先端部（５６）との間に延在している上流面（１０２）と下流面（１０４）とを含み、前記少なくとも１つの保護部材（９６）は、実質的に前記上流面の全体に亘って延在している、請求項２記載のシール組立体（５８）。
【請求項４】
前記少なくとも１つのステータラビリンス歯（９４）は、前記ステータシュラウド内面（７２）から外側に延出している複数のステータラビリンス歯を含み、前記少なくとも１つの保護部材（９６）は、前記ステータシュラウド（６４）に結合されている複数の保護部材を含み、前記複数の保護部材の各々は、前記複数のステータラビリンス歯の対応する１つの上流にある、請求項１記載のシール組立体（５８）。
【請求項５】
前記複数のステータラビリンス歯（９４）は、蛇行ガス路（６０）が前記複数のステータラビリンス歯と前記ロータ組立体の一部分との間に画定されるように、前記ロータ組立体（２２）に対して配向されている、請求項４記載のシール組立体（５８）。
【請求項６】
前記シール組立体は、複数のロータラビリンス歯（６６）をさらに含み、前記複数のステータラビリンス歯（９４）の各々は、前記複数のロータラビリンス歯の隣接する部分の間に配置されている、請求項５記載のシール組立体（５８）。
【請求項７】
前記保護部材（９６）は磨耗性材料を含み、前記複数のロータラビリンス歯（６６）の各々は、前記ロータ組立体（２２）の動作中に前記磨耗性材料の少なくとも一部分に接触するように配向されている、請求項５記載のシール組立体（５８）。
【請求項８】
前記少なくとも１つのステータラビリンス歯（９４）は、第１の基板材料（１３４）を含み、前記少なくとも１つの保護部材（９６）は、前記第１の基板材料とは異なる第２の基板材料を含む、請求項１記載のシール組立体（５８）。
【請求項９】
回転機械であって、
空洞部（４０）を中に画定している内面（３８）を含むステータケーシング（３２）と、
前記ステータケーシング空洞部内で結合されているロータ組立体（２２）と、
前記ステータケーシングと前記ロータ組立体との間にあるシール組立体（５８）であり、
前記ステータケーシングに結合されているステータシュラウド（６４）、
前記ステータシュラウドから前記ロータ組立体に向かって延出している少なくとも１つのステータラビリンス歯（９４）、および
前記ステータシュラウドに結合されている少なくとも１つの保護部材（９６）であり、前記少なくとも１つのステータラビリンス歯の上流にあり、前記少なくとも１つのステータラビリンス歯を横断する燃焼ガス流の減少を助長する、少なくとも１つの保護部材（９６）
を含む、シール組立体（５８）と
を含む、回転機械。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの保護部材（９６）の高さが、前記ステータラビリンス歯（９４）の高さに略等しい、請求項９記載の回転機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載されている主題は、全般的に回転機械に関し、さらに詳細には、シール組立体および回転機械を組み立てる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばガスタービンエンジンなどの少なくともいくつかの既知のターボ機械が、燃焼器と、燃焼器の下流に連結されている圧縮機と、タービンと、圧縮機とタービンとの間に回転可能に連結されているロータ組立体とを含む。いくつかの既知のロータ組立体は、ロータシャフトと、ロータシャフトに結合されている少なくとも１つのロータディスクと、各ロータディスクから外側に延在している複数の周方向に離間されたタービンバケットとを含む。各タービンバケットは、プラットホームからタービンケーシングに向かって径方向外側に延在しているエーロフォイルを含む。
【０００３】
少なくともいくつかの既知のタービンの動作中、圧縮機は、その後燃料と混合される空気を、燃焼器に送られる前に圧縮する。その混合物は、次いで点火されて、タービンに送られる高温燃焼ガスを生成する。回転するタービンブレードまたはタービンバケットは、タービンを通して、燃焼ガスなどの高温流体を送る。タービンは、圧縮機に動力を供給するために燃焼ガスからエネルギーを抽出し、かつ発電機などの負荷に動力を供給するのに有効な仕事を生み出すか、またはフライト中の航空機を推進する。
【０００４】
少なくともいくつかの既知のタービンエンジンが、タービンケーシングから各タービンバケットに向かって外側に延出している複数のステータラビリンス歯を含むシール組立体を含んでおり、エーロフォイルとタービンケーシングとの間の空気漏れ／空気流を減少させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第８０７４９９７（Ｂ２）号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
タービンを通して送られる少なくとも一部分の燃焼ガスが、先端間隙損失としてタービンバケットの先端部とタービンケーシングとの間で送られることは望ましくない。燃焼ガスがラビリンス歯に接触するので、経時的に、ラビリンス歯は酸化し始めかつ／または磨耗し始める可能性があり、それにより、先端間隙損失が増大しかつ／またはタービンの作動効率が低下する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一態様では、回転機械で使用するためのシール組立体が提供される。該シール組立体は、回転機械の内部でケーシングに結合されているステータシュラウドを含む。該ステータシュラウドは、ケーシングの内部に空洞部を少なくとも部分的に画定している内面を含む。少なくとも１つのステータラビリンス歯が、ステータシュラウド内面から、ケーシングの内部に配置されているロータ組立体に向かって外側に延出している。少なくとも１つの保護部材が、少なくとも１つのステータラビリンス歯の上流でステータシュラウドに結合されており、少なくとも１つのステータラビリンス歯を横断する燃焼ガス流の減少を助長する。
【０００８】
別の態様では、回転機械が提供される。該回転機械は、ステータケーシングとロータ組立体との間に配向されているシール組立体を含む。該シール組立体は、回転機械の内部でステータケーシングに結合されているステータシュラウドを含む。該ステータシュラウドは、ケーシングの内部に配置されている空洞部を少なくとも部分的に画定している内面を含む。少なくとも１つのステータラビリンス歯が、ステータシュラウド内面からロータ組立体に向かって外側に延出しておりかつケーシングの内部に配置されている。少なくとも１つの保護部材が、ステータラビリンス歯の上流でステータシュラウドに結合されており、ステータラビリンス歯を横断する燃焼ガス流の減少を助長する。
【０００９】
さらなる態様では、回転機械を組み立てる方法が提供される。該方法は、ステータケーシングの内部にロータを結合するステップを含む。ステータシュラウドが、ロータを支持しているステータケーシングに結合されている。ステータシュラウドは、ステータシュラウドからロータ組立体に向かって外側に延出している少なくとも１つのステータラビリンス歯を含む。少なくとも１つの保護部材が、少なくとも１つのステータラビリンス歯の上流でステータシュラウド内面に結合されており、回転動作中にステータラビリンス歯を横断する燃焼ガス流の減少を助長する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】例示的タービンエンジンの概略図である。
【図２】図１に示されているタービンエンジンで使用されてもよい例示的ロータ組立体の一部分の部分断面図である。
【図３】領域３に沿った、例示的シール組立体を含む、図２に示されているロータ組立体の一部分の拡大部分断面図である。
【図４】図３に示されているシール組立体の代替的実施形態の拡大部分断面図である。
【図５】図３に示されているシール組立体の代替的実施形態の拡大部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本明細書に記載されている例示的方法およびシステムは、ラビリンス歯の上流にある保護部材を含むシール組立体を設けることにより、既知のターボ機械の少なくともいくつかの欠点を克服し、動作中にラビリンス歯の酸化の低減を助長する。より具体的には、保護部材は、ラビリンス歯の上流面に隣接して配置されており、燃焼ガスが歯の上流面に接触しないようにする。保護部材は、燃焼ガスがラビリンス歯に実質的に接触しないように、ラビリンス歯の全高に亘って延在しており、ラビリンス歯の酸化の低減を助長する。
【００１２】
本明細書に用いられている用語「上流」は、回転機械の前方端部または入口端部を指し、用語「下流」は、回転機械の後方端部または放出端部を指す。
【００１３】
図１は例示的タービンエンジンシステム１０の概略図である。本例示的実施形態では、タービンエンジンシステム１０は、吸気部分１２と、吸気部分１２の下流にある圧縮機部分１４と、圧縮機部分１４の下流にある燃焼器部分１６と、燃焼器部分１６の下流にあるタービン部分１８と、タービン部分１８の下流にある排気部分２０とを含む。タービン部分１８は、ロータ組立体２２を介して圧縮機部分１４に連結されている。ロータ組立体２２は、中心線軸２６に沿って延在しているロータシャフト２４を含み、タービン部分１８および圧縮機部分１４に連結されている。本例示的実施形態では、燃焼器部分１６が、複数の燃焼器２８を含む。燃焼器部分１６は、各燃焼器２８が圧縮機部分１４と流動連通しているように圧縮機部分１４に連結されている。燃焼器部分１６はまた、作動流体をタービン部分１８に向かって送るために、タービン部分１８に連結されている。また、タービン部分１８は、発電機および／または機械駆動用途などの、しかしそれらに限定されない負荷３０に連結されている。
【００１４】
動作中、吸気部分１２が、空気を圧縮機部分１４に向かって送り、該空気は、燃焼器部分１６に向かって放出される前に、より高い圧力および温度まで圧縮される。燃焼器部分１６は、圧縮空気を燃料と混合し、その燃料−空気混合物を点火して、例えば燃焼ガスなどの作動流体を生成し、該燃焼ガスをタービン部分１８に向かって送る。より具体的には、各燃焼器２８では、燃料、例えば天然ガスおよび／または燃料油、が空気流中に噴出され、その燃料−空気混合物は点火されて、タービン部分１８に向かって送られるより高温の燃焼ガスを生成する。燃焼ガスがタービン部分１８およびロータ組立体２２に回転エネルギーを与えると、タービン部分１８は、ガス流からの熱エネルギーを機械的回転エネルギーに変換する。
【００１５】
図２は、ロータ組立体２２の一部分の部分断面図である。図３は、領域３に沿った、ロータ組立体２２の一部分の拡大部分断面図である。本例示的実施形態では、タービン部分１８が、流体入口３４と、流体出口３６と、流体入口３４と流体出口３６との間に延在している空洞部４０を画定している内面３８とを含むステータケーシング３２を含む。矢印４２で示されている燃焼ガス路がケーシング内面３８とロータ組立体２２との間に画定されるように、ロータ組立体２２はステータケーシング３２の内部に配置されている。ロータ組立体２２は、ロータシャフト２４に結合されておりかつ流体入口３４と流体出口３６との間に延在している複数のタービンバケット組立体４４を含む。各タービンバケット組立体４４は、ロータディスク４８から径方向外側に延在している複数のタービンバケット４６を含む。各ロータディスク４８は、ロータシャフト２４に結合されており、中心線軸２６を中心に回転する。本例示的実施形態では、各タービンバケット４６は、ロータディスク４８の外面５０に結合されており、燃焼ガス路４２がステータケーシング３２と各ロータディスク４８との間に画定されるように、ロータディスク４８の周囲に周方向に離間されている。各タービンバケット４６は、燃焼ガス路４２の一部分を少なくとも部分的に貫通して延在しており、ロータディスク４８からケーシング内面３８に向かって径方向外側に延在しているエーロフォイル５２を含む。エーロフォイル５２は、根端部（ｒｏｏｔ  ｅｎｄ）５４と先端部５６との間に延在している。根端部５４は、ロータディスク４８に結合されている。先端部５６は、根端部５４からステータケーシング３２に向かって外側に延在している。また、タービン部分１８は、ケーシング３２に結合されておりかつロータシャフト２４の周囲に周方向に延在している複数のステータ静翼組立体５７を含む。各ステータ静翼組立体５７は、燃焼ガスを対応するタービンバケット組立体４４に向かって下流に送るために、隣接するタービンバケット組立体４４間に配向されている。
【００１６】
本例示的実施形態では、矢印６０で示されている蛇行路がステータケーシング３２とタービンバケット先端部５６との間に形成されて、ステータケーシング３２とタービンバケット４６との間で矢印６１で示されている作動流体漏れの減少を助長するように、タービン部分１８は、タービンバケット４６とステータケーシング３２との間に各々配向されている複数のシール組立体５８を含む。シール組立体５８は、ロータ組立体２２の周囲に周方向に延在しており、先端シュラウド６２と、蛇行路６０がステータシュラウド６４と先端シュラウド６２との間に画定されるように先端シュラウド６２に対して配向されているステータシュラウド６４とを含む。先端シュラウド６２は、タービンバケット先端部５６に結合されており、タービンバケット４６からステータケーシング３２に向かって径方向外側に延在している。先端シュラウド６２は、タービンバケット４６からステータケーシング３２に向かって外側に延出している少なくとも１つのロータラビリンス歯６６を含む。各ロータラビリンス歯６６は、蛇行路６０の一部分を少なくとも部分的に貫通して延在している。本例示的実施形態では、先端シュラウド６２は、一対６８の軸方向に離間されたロータラビリンス歯６６を含む。
【００１７】
ステータシュラウド６４が、ケーシング内面３８に結合されており、ステータシュラウド６４がロータ組立体２２の周囲に周方向に配向されているように、ステータケーシング３２からロータ組立体２２に向かって径方向内側に延在している。ステータシュラウド６４は、径方向外面７０と径方向内面７２との間に延在している。ステータケーシング３２は、ケーシング内面３８から外側に延出している突出部７４を含む。突出部７４は、中心線軸２６に沿って、上流面７６と下流面７８との間に延出しており、ロータ組立体２２の周囲に周方向に配向されている。ステータシュラウド６４は、ステータシュラウド外面７０の内部に画定されておりかつケーシング突出部７４を中に受容してステータシュラウド６４をステータケーシング３２に結合するような大きさに作製され成形されているダブテール溝部８０を含む。
【００１８】
ステータシュラウド溝部８０が、中心線軸２６に沿って、第１の軸方向内面８４と第２の軸方向内面８６との間に延在している内面８２により画定されている。第１の軸方向内面８４および第２の軸方向内面８６は、シュラウド外面７０から内面８２まで径方向内側に延在している。本例示的実施形態では、ステータシュラウド６４は、第１の軸受フック８８と第２の軸受フック９０とを含む。各軸受フック８８および９０は、ステータシュラウド６４がステータケーシング３２に対して径方向外側に移動しないようにすることを容易にする。より具体的には、第１の軸受フック８８は、第１の軸方向内面８４から上流面７６に向かって外側に延出しており、第２の軸受フック９０は、第２の軸方向内面８６から下流面７８に向かって外側に延出している。突出部７４は、上流面７６および下流面７８それぞれから外側に延出している一対の軸受フランジ９２を含む。各軸受フランジ９２は、各軸受フック８８および９０に係合してステータシュラウド６４をステータケーシング３２にしっかりと結合することを容易にするように配向されている。
【００１９】
本例示的実施形態では、また、シール組立体５８が、少なくとも１つのステータラビリンス歯９４と、ステータラビリンス歯９４に隣接して配置されている少なくとも１つの保護部材９６とを含む。ステータラビリンス歯９４および保護部材９６は各々、ロータ組立体２２の周囲に周方向に延在しており、各々は、ステータシュラウド内面７２からロータ組立体２２に向かって外側に延在している。ステータラビリンス歯９４は、蛇行路６０の一部分を少なくとも部分的に貫通して延出しており、隣接するロータラビリンス歯６６間に配向されている。ステータラビリンス歯９４は、基端部９８と、先端部１００と、上流面１０２と、下流面１０４とを含む。各上流面１０２および下流面１０４は、基端部９８と先端部１００との間に延在している。下流面１０４は、中心線軸２６に沿って、上流面１０２から軸方向に離間されている。基端部９８は、ステータシュラウド内面７２に隣接して配向されている。先端部１００は、ステータラビリンス歯９４が基端部９８と先端部１００との間で測定される高さ１０８を含むように、径方向軸１０６に沿って、基端部９８からロータ組立体２２に向かって外側に延出している。本例示的実施形態では、ステータラビリンス歯９４は、ステータシュラウド６４と単一に形成されている。あるいは、ステータラビリンス歯９４は、ステータシュラウド６４に結合されていてもよい。
【００２０】
保護部材９６がステータシュラウド６４に結合されており、ステータラビリンス歯９４の上流にあり、ステータラビリンス歯９４を横断する燃焼ガス流の減少を助長する。本例示的実施形態では、保護部材９６は、基部１１０と、先端部分１１２と、上流側面１１４と、下流側面１１６とを含む。基部１１０および先端部分１１２は各々、保護部材９６が上流側面１１４と下流側面１１６との間で測定される幅１１８を含むように、中心線軸２６に沿って、上流側面１１４と下流側面１１６との間に延在している。基部１１０は、ステータシュラウド内面７２に結合されている。保護部材９６が径方向軸１０６に沿って基部１１０と先端部分１１２との間で測定される高さ１２０を有するように、先端部分１１２は、基部１１０からロータ組立体２２に向かって外側に延在している。側面１１４および１１６は各々、基部１１０と先端部分１１２との間に延在している。上流側面１１４は、径方向軸１０６に沿って基部１１０と先端部分１１２との間で測定される第１の高さ１２２を含み、下流側面１１６は、基部１１０と先端部分１１２との間で測定される第２の高さ１２４を含む。本例示的実施形態では、上流側面高さ１２２は、下流側面高さ１２４より高い。あるいは、上流側面高さ１２２は、下流側面高さ１２４より低くてもよいかまたはそれと略等しくてもよい。
【００２１】
保護部材９６がステータラビリンス歯上流面１０２に隣接しているように、保護部材９６がステータラビリンス歯９４に対して配向されている。より具体的には、保護部材９６は、保護部材下流側面１１６がステータラビリンス歯上流面１０２に隣接しているように、下流側面１１６が上流面１０２の全体に亘って延在しているように配向されており、燃焼ガス６１が上流面１０２に接触しないようにすることを助長する。本例示的実施形態では、下流側面１１６がステータラビリンス歯９４の全高１０８に亘って延在しているように、下流側面高さ１２４がステータラビリンス歯高さ１０８に略等しい。あるいは、下流側面高さ１２４は、ステータラビリンス歯高さ１０８より低い、より高い、またはより大きい可能性がある。代替的実施形態では、ステータラビリンス歯９４が保護部材９６の内部に封入されるように、保護部材９６は、ステータラビリンス歯９４の全体に亘って延在していてもよい。
【００２２】
本例示的実施形態では、保護部材先端部分１１２が、上流側面１１４と下流側面１１６との間に延在している先端面１２６を含む。保護部材９６は、先端面１２６内に画定されておりかつロータ組立体２２の周囲に周方向に延在している溝部１２８を含む。溝部１２８は、ロータラビリンス歯６６の少なくとも一部分を中に受容するような大きさに作製され成形されている。より具体的には、保護部材９６は、ロータラビリンス歯６６の先端部１３０が溝部１２８の少なくとも一部分内に配向されるように、ロータラビリンス歯６６に対して配向されている。一実施形態では、保護部材９６はハニカム材料である。本例示的実施形態では、保護部材９６は、例えばハニカム材料などの磨耗性材料の層１３２を含む。磨耗性層１３２は、ロータラビリンス歯先端部１３０が磨耗性層１３２の少なくとも一部分に接触するように、タービンバケット４６が熱膨張すると磨耗性層１３２の一部分がロータ組立体２２の回転中に除去されて溝部１２８を形成するように、ロータラビリンス歯６６に隣接して配向されている。
【００２３】
本例示的実施形態では、ステータラビリンス歯９４が第１の基板材料１３４を含み、保護部材９６が、第１の基板材料１３４とは異なる第２の基板材料１３６を含む。より具体的には、保護部材基板材料１３６は、動作中にステータラビリンス歯９４が保護部材９６の酸化速度より速い速度で酸化するように、ステータ歯基板材料１３４の耐酸化性より高い耐酸化性を有する。さらに、保護部材基板材料１３６は、ステータ歯基板材料１３４の耐温度性より高い耐温度性を含む。保護部材９６の一部分がステータラビリンス歯９４と燃焼ガスとの間にあるように、ステータラビリンス歯９４の上流に保護部材９６を配向することにより、燃焼ガス６１とステータラビリンス歯９４との間の接触が減少するため、ステータラビリンス歯９４の酸化の低減が助長される。
【００２４】
図４および図５は、シール組立体５８の代替的実施形態の拡大部分断面図である。図４および図５に示されている同一構成要素には、図３に用いられている同じ参照番号が付されている。ある代替的実施形態では、シール組立体５８は、各々がステータシュラウド内面７２から外側に延出している複数のステータラビリンス歯９４と、各々がステータシュラウド６４に結合されている複数の保護部材９６とを含む。各保護部材９６は、対応するステータラビリンス歯９４の上流にあり、燃焼ガス６１が各ステータラビリンス歯９４に接触しないようにする。図４を参照すると、一実施形態では、シール組立体５８が、第１のステータラビリンス歯１３８と、第１のステータラビリンス歯１３８の下流に配向されている第２のステータラビリンス歯１４０とを含む。第１のステータラビリンス歯１３８は、隣接するロータラビリンス歯６６間に配向されている。第２のステータラビリンス歯１４０は、ロータラビリンス歯６６の下流にあり、第１の間隙１４４が第１のステータラビリンス歯１３８と第２のステータラビリンス歯１４０との間に画定されるように、第１のステータラビリンス歯１３８から距離１４２だけ軸方向に離間されている。
【００２５】
また、シール組立体５８は、第１の保護部材１４６と第２の保護部材１４８とを含む。第１の保護部材１４６は、第１のステータラビリンス歯１３８の上流にあり、第１のステータラビリンス歯１３８に隣接して配置されており、燃焼ガス６１が第１のステータラビリンス歯１３８の上流面１５０に接触しないようにする。第２の保護部材１４８は、第１のステータラビリンス歯１３８と第２のステータラビリンス歯１４０との間にあり、第２のステータラビリンス歯１４０に隣接して配置されており、燃焼ガス６１が第２のステータラビリンス歯１４０の上流面１５２に接触しないようにする。第２の保護部材１４８が第１の間隙１４４の全体に亘って延在するように、第２の保護部材１４８は、距離１４２に略等しい、上流側面１５６と下流側面１５８との間で測定される幅１５４を有する。第１の保護部材１４６および第２の保護部材１４８は各々、対応するロータラビリンス歯６６を中に受容するような大きさに作製され成形されている溝部１６０を含む。
【００２６】
図５を参照すると、一実施形態では、シール組立体５８が、第３のステータラビリンス歯１６２と第３の保護部材１６４とを含む。第３のステータラビリンス歯１６２は、第１のステータラビリンス歯１３８の上流にあり、第２の間隙１６８が第１のステータラビリンス歯１３８と第３のステータラビリンス歯１６２との間に画定されるように、第１のステータラビリンス歯１３８の上流に距離１６６だけ離間されている。第３のステータラビリンス歯１６２はまた、ロータラビリンス歯６６の上流にある。本例示的実施形態では、第１の保護部材１４６が、第１のステータラビリンス歯１３８と第３のステータラビリンス歯１６２との間に延在しており、上流側面１７２と下流側面１７４との間で測定される、距離１６６に略等しい幅１７０を有する。したがって、第１の保護部材１４６は、上流側面１７２が第３のステータラビリンス歯１６２の下流面１７６に隣接しているように、第２の間隙１６８の全体に亘って延在している。第３の保護部材１６４は、第３のステータラビリンス歯１６２の上流にあり、第３のステータラビリンス歯１６２の上流面１７８に隣接して配置されており、燃焼ガス６１が第３のステータ歯上流面１７８に接触しないようにすることを助長する。
【００２７】
保護部材９６の大きさ、形状、および配向は、タービンエンジン１０の動作中にステータラビリンス歯９４の酸化の低減を助長するように選択される。さらに、保護部材９６の大きさ、形状、および配向は、燃焼ガスとステータ歯上流面１０２との間の直接接触を減少させるように選択される。燃焼ガスとステータラビリンス歯９４との間の直接接触を減少させることにより、ステータラビリンス歯９４の酸化および磨耗が低減し、シール組立体５８の耐用年数が増加するようになる。
【００２８】
前述のシール組立体は、ラビリンス歯の上流にある保護部材を含み、動作中にラビリンス歯の酸化の低減を助長するシール組立体を設けることにより、既知のターボ機械の少なくともいくつかの欠点を克服する。より具体的には、シール組立体は、ラビリンス歯の上流面に隣接する保護部材を含み、燃焼ガスが上流面に接触しないようにする。ラビリンス歯の全高に亘って延在する保護部材を設けることにより、燃焼ガスがラビリンス歯に接触しないようにされ、ラビリンス歯の酸化が低減する。したがって、ガスエネルギーの損失が低減し、タービンエンジンの耐用年数が増加する。
【００２９】
回転機械で使用するためのシール組立体および回転機械を組み立てる方法の例示的実施形態が、詳細に前述されている。本明細書に記載されているシール組立体は、本明細書に記載されている特定の実施形態に限定されず、むしろ、シール組立体の構成要素が、本明細書に記載されている他の構成要素から独立して、別個に利用されてもよい。例えば、シール組立体は、他の回転機械と組み合わせて使用されてもよく、本明細書に記載されているようなもっぱら回転機械およびその作動で使用されることに限定されない。むしろ、シール組立体は、多くの他のシール用途に関連して実施し利用することができる。
【００３０】
本発明の種々の実施形態の特定の特徴が、示されている図面もあれば、示されていない図面もある可能性があり、これは便宜上に過ぎない。さらに、前述における「一実施形態」への言及は、やはり記載されている特徴を組み込む付加的な実施形態の存在を除外すると解釈されることを意図としていない。本発明の原理に従って、ある図面の任意の特徴が任意の他の図面の任意の特徴と組み合わせて言及されてもよくかつ／または特許請求されてもよい。
【００３１】
本明細書は、例を用いて、最良の形態を含めて本発明を開示しており、また、任意の装置またはシステムを作製することおよび使用することならびに任意の取り入れた方法を実施することを含めて、当業者が本発明を実践することを可能にしている。本発明の特許性のある範囲は、特許請求の範囲により定められ、当業者に思い付く他の例を含み得る。そのような他の例は、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、またはそれらが特許請求の範囲の文言と僅かしか異ならない等価の構造要素を含む場合、特許請求の範囲の範囲内にあるものとする。
【符号の説明】
【００３２】
３  領域
１０  タービンエンジンシステム
１２  吸気部分
１４  圧縮機部分
１６  燃焼器部分
１８  タービン部分
２０  排気部分
２２  ロータ組立体
２４  ロータシャフト
２６  中心線軸
２８  燃焼器
３０  負荷
３２  ステータケーシング
３４  流体入口
３６  流体出口
３８  ケーシング内面
４０  空洞部
４２  燃焼ガス路
４４  タービンバケット組立体
４６  タービンバケット
４８  ロータディスク
５０  （ロータディスクの）外面
５２  エーロフォイル
５４  （エーロフォイルの）根端部
５６  （タービンバケットの）先端部
５７  ステータ静翼組立体
５８  シール組立体
６０  蛇行路
６１  作動流体漏れ、燃焼ガス
６２  先端シュラウド
６４  ステータシュラウド
６６  ロータラビリンス歯
６８  対
７０  径方向外面、ステータシュラウド外面
７２  径方向内面、ステータシュラウド内面
７４  （ステータケーシングの）突出部
７６  （ステータシュラウドの）上流面
７８  （ステータシュラウドの）下流面
８０  ダブテール溝部、ステータシュラウド溝部
８２  （ステータシュラウド溝部の）内面
８４  （ステータシュラウド溝部の）第１の軸方向内面
８６  （ステータシュラウド溝部の）第２の軸方向内面
８８  （ステータシュラウドの）第１の軸受フック
９０  （ステータシュラウドの）第２の軸受フック
９２  （突出部の）軸受フランジ
９４  ステータラビリンス歯
９６  保護部材
９８  （ステータラビリンス歯の）基端部
１００  （ステータラビリンス歯の）先端部
１０２、１５０、１５２、１７８  （ステータラビリンス歯の）上流面
１０４、１７６  （ステータラビリンス歯の）隣接する下流面
１０６  径方向軸
１０８  ステータラビリンス歯高さ
１１０  （保護部材の）基部
１１２  （保護部材の）先端部分
１１４、１５６、１７２  （保護部材の）上流側面
１１６、１５８、１７４  （保護部材の）下流側面
１１８、１５４、１７０  （保護部材の）幅
１２０  （保護部材の）高さ
１２２  （保護部材の）第１の高さ、上流側面高さ
１２４  （保護部材の）第２の高さ、下流側面高さ
１２６  （保護部材の）先端面
１２８、１６０  （保護部材の）溝部
１３０  （ロータラビリンス歯の）先端部
１３２  （保護部材の）磨耗性層
１３４  （ロータラビリンス歯の）第１の基板材料
１３６  （保護部材の）第２の基板材料、保護部材基板材料
１３８  第１のステータラビリンス歯
１４０  第２のステータラビリンス歯
１４２、１６６  （ステータラビリンス歯の）距離
１４４  （ステータラビリンス歯の）第１の間隙
１４６  第１の保護部材
１４８  第２の保護部材
１６２  第３のステータラビリンス歯
１６４  第３の保護部材
１６８  （ステータラビリンス歯の）第２の間隙
【図１】
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【図２】
2013185584.tif 000004
【図３】
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【図４】
2013185584.tif 000006
【図５】
2013185584.tif 000007