(57)【要約】【課題】連絡管とタービン部との異なる熱膨張率を吸収し、高温ガスに耐えることができるターボ機械用のシールアセンブリを提供すること。【解決手段】連絡管シールアセンブリは、第１のシールと、第１のシールに接合された第２のシールとを含む。第２のシールは、第１のシールから離隔されて冷却剤通路を画定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のシールと、
前記第１のシールに接合された第２のシールとを備え、前記第２のシールが前記第１のシールから離隔されて冷却剤通路を画定する、連絡管シールアセンブリ。
【請求項２】
前記第１のシールが、第２の縁に延びる第１の縁を有するほぼ直線的な中間部を通って第２の端に延びる第１の端を含む、請求項１記載の連絡管シールアセンブリ。
【請求項３】
前記第２のシールが、第２の縁部に延びる第１の縁部を有するほぼ直線的な中間区画を通って第２の端部に延びる第１の端部を含み、前記第１の縁部が前記第１のシールの前記第１の縁に接合される、請求項２記載の連絡管シールアセンブリ。
【請求項４】
前記第２のシールが、前記第１のシールの中間部に接合されるほぼ曲線を成す中間区画を通って第２の端区画に延びる第１の端区画を含む、請求項２記載の連絡管シールアセンブリ。
【請求項５】
前記第２のシールが、第１の縁区画と第２の縁区画とを含み、前記第１の縁区画が前記第１の縁から離隔されて第１の冷却剤領域を画定し、前記第２の縁区画が前記第２の縁から離隔されて第２の冷却剤領域を画定する、請求項４記載の連絡管シールアセンブリ。
【請求項６】
前記第２のシールが、前記第１の縁区画に隣接して延びる第１の複数の開口と、前記第２の縁区画に沿って延びる第２の複数の開口とを含む、請求項５記載の連絡管シールアセンブリ。
【請求項７】
前記第１のシール部材の前記第１の端に動作可能に接続されたブラケット部材をさらに備える、請求項２記載の連絡管シールアセンブリ。
【請求項８】
第２のシール部材に接合された第１のシール部材を含む第１のシールコンポーネントであって、前記第１のシール部材が、第２の縁に延びる第１の縁を有するほぼ直線的な中間部を通って第２の端に延びる第１の端を含み、前記第２のシール部材が、第２の縁部に延びる第１の縁部を有するほぼ直線的な中間区画を通って第２の端部に延びる第１の端部を含み、前記第１の縁部が前記第１のシール部材の前記第１の縁に接合され、前記第２のシール部材が前記第１のシール部材から離隔されて冷却剤通路を画定する、第１のシールコンポーネントと、
第２のシールエレメントに接合された第１のシールエレメントを含む第２のシールコンポーネントであって、前記第１のシールエレメントが、第２の縁に延びる第１の縁を有するほぼ直線的な中間部を通って第２の端に延びる第１の端を含み、前記第２のシールエレメントが、前記第１のシールエレメントの前記中間部に接合される、ほぼ曲線を成す中間区画を通って第２の端区画に延びる第１の端区画を含む、第２のシールコンポーネントと
を備える、連絡管シールアセンブリ。
【請求項９】
前記第１のシールコンポーネントを前記第２のシールコンポーネントと接合するように構成された封鎖部材をさらに備える、請求項８記載の連絡管シールアセンブリ。
【請求項１０】
前記第２のシールエレメントの第１の縁区画が前記第１のシールエレメントの前記第１の縁から離隔されて第１の冷却剤領域を画定し、前記第２のシールエレメントの前記第２の縁区画が前記第１のシールエレメントの前記第２の縁から離隔されて第２の冷却剤領域を画定し、前記第１および前記第２の冷却剤領域の一方が前記冷却剤通路に流体的に接続される、請求項８記載の連絡管シールアセンブリ。
【請求項１１】
前記第２のシールエレメントが、前記第１の縁区画に隣接するほぼ曲線を成す中間部に沿って延びる第１の複数の開口と、前記第２の縁区画に隣接するほぼ曲線を成す中間部に沿って延びる第２の複数の開口とを含む、請求項１０記載の連絡管シールアセンブリ。
【請求項１２】
タービン部と機械的に連結された圧縮器部と、
前記タービン部に流体的に接続された第１の連絡管であって、外部レール部材を有する後フレームと、内部レール部材と、前記外部および前記内部のレール部材を接合する第１および第２の側部レール部材とを含む、第１の連絡管と、
前記第１の連絡管に隣接する前記タービン部に流体的に接続された第２の連絡管であって、外部レールエレメントを有する後フレームと、内部レールエレメントと、前記外部および前記内部のレールエレメントを接合する第１および第２の側部レールエレメントとを含み、前記第１の側部レールエレメントが前記第２の側部レール部材に接合されてシール空洞を確立する、第２の連絡管と、
前記タービン部と前記外部レール部材との間に動作可能に接続された第１のシールコンポーネントであって、第２のシール部材に接合された第１のシール部材を含み、前記第１のシール部材が、第２の縁に延びる第１の縁を有するほぼ直線的な中間部を通って第２の端に延びる第１の端を含み、前記第２のシール部材が、第２の縁部に延びる第１の縁部を有するほぼ直線的な中間区画を通って第２の端部に延びる第１の端部を含み、前記第１の縁部が前記第１のシール部材の前記第１の縁に接合され、前記第２のシール部材が前記第１のシール部材から離隔されて冷却剤通路を画定する、第１のシールコンポーネントと、
前記シール空洞内に配列された第２のシールコンポーネントであって、第２のシールエレメントに接合された第１のシールエレメントを含み、前記第１のシールエレメントが、第２の縁に延びる第１の縁を有するほぼ直線的な中間部を通って第２の端に延びる第１の端を含み、前記第２のシールエレメントが、前記第１のシールエレメントの前記中間部に接合される、ほぼ曲線を成す中間区画を通って第２の端区画に延びる第１の端区画を含む、第２のシールコンポーネントと
を備える、ターボ機械。
【請求項１３】
前記外部レール部材および前記内部レール部材のそれぞれが、高温ガスにさらされるように構成され、配置されたガス径路表面を含み、後面が前記ガス径路表面からほぼ垂直に延び、前記ガス径路表面が遮熱コーティング（ＴＢＣ）層を施される、請求項１２記載のターボ機械。
【請求項１４】
前記後面が摩耗片を設けられる、請求項１３記載のターボ機械。
【請求項１５】
前記外部レール部材および前記内部レール部材のそれぞれを通って前記タービン部に向かって延びる少なくとも１つのチャネルをさらに備え、前記少なくとも１つのチャネルが、前記冷却剤通路とタービンのコンポーネントとを流体的に相互接続する、請求項１３記載のターボ機械。
【請求項１６】
第１の側部レール部材および第２の側部レール部材のそれぞれが、高温ガスにさらされるように構成され、配置されたガス径路表面区画を含み、後面区画が前記ガス径路表面区画からほぼ垂直に延び、前記ガス径路表面区画が遮熱コーティング（ＴＢＣ）層を施される、請求項１２記載のターボ機械。
【請求項１７】
前記後面区画がＴＢＣ層を設けられる、請求項１６記載のターボ機械。
【請求項１８】
前記第１の側部レールエレメントと前記第２の側部レール部材との間に延びる冷却剤チャネルをさらに備え、前記冷却剤チャネルが前記シール空洞に流体的に接続される、請求項１２記載のターボ機械。
【請求項１９】
前記第２のシールエレメントの前記第１の端区画が前記第１のシールエレメントの前記第１の縁から離隔されて第１の冷却剤領域を画定し、前記第２シールエレメントの前記第２の縁区画が前記第１のシールエレメントの前記第２の縁から離隔されて第２の冷却剤領域を画定し、前記第１および前記第２の冷却剤領域の一方が前記冷却剤通路に流体的に接続される、請求項１２記載のターボ機械。
【請求項２０】
前記第２のシールエレメントが、前記第１の端区画に隣接するほぼ曲線を成す中間部に沿って延びる第１の複数の開口と、前記第２の縁区画に隣接するほぼ曲線を成す中間部に沿って延びる第２の複数の開口とを含む、請求項１９記載のターボ機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示される主題はターボ機械の技術に関し、より詳細にはターボ機械のための連絡管シールアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
多くのターボ機械が、共通の圧縮器／タービンのシャフトまたはロータを介してタービン部と連結された圧縮器部と、燃焼器アセンブリとを含む。圧縮器部は、圧縮された空気流を、いくつかの連続するステージを通って燃焼器アセンブリに向けて案内する。燃焼器アセンブリでは、圧縮された空気流が燃料と混ざって可燃混合気を形成する。可燃混合気は、燃焼器アセンブリ内で燃焼されて高温ガスを形成する。高温ガスは、連絡管を通してタービン部に案内される。高温ガスは、タービン部を通り、高温ガス径路に沿って膨張して、たとえば発電機、ポンプを駆動し、航空機、他などの輸送機関に動力を供給するために出力される仕事を生み出す。燃焼のために圧縮された空気を供給することに加えて、圧縮された空気流の一部が、冷却を目的としてタービン部を通過させられる。
【０００３】
シールが、連絡管とタービン部の第１のステージとの間に設けられる。シールは、より低い温度のガスが圧縮器から漏れて、タービン部に進む高温のガスに流入するのを減少させる。したがって、シールは、連絡管を通って流れる高温ガスにさらされる。また、シールは、連絡管とタービン部との相対的膨張を調節するように構成される。より具体的には、連絡管およびタービン部は、多くの場合、異なる材料で形成される。したがって、連絡管およびタービン部は、高温ガスにさらされるときに異なる膨張率を受ける。シールは、これらの異なる膨張率を調節しながら、高温ガスの漏えいを制限するように構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６５４７２５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ターボ機械のための連絡管シールアセンブリを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
例示的実施形態の一態様によれば、連絡管シールは、第１のシールと、第１のシールに接合された第２のシールとを含む。第２のシールは、第１のシールから離隔されて冷却剤通路を画定する。
【０００７】
例示的実施形態の別の態様によれば、連絡管シールアセンブリは、第２のシール部材に接合された第１シール部材を含む第１のシールコンポーネントを含む。第１のシール部材は、第２の縁に延びる第１の縁を有するほぼ直線的な中間部を通って第２の端に延びる第１の端を含む。第２のシール部材は、第２の縁部に延びる第１の縁部を有するほぼ直線的な中間区画を通って第２の端部に延びる第１の端部を含む。第１の縁部は、第１のシール部材の第１の縁に接合される。第２のシール部材は、第１のシール部材から離隔されて冷却剤通路を画定する。また、シールアセンブリは、第２のシールエレメントに接合された第１のシールエレメントを有する第２のシールコンポーネントを含む。第１のシールエレメントは、第２の縁に延びる第１の縁を有するほぼ直線的な中間部を通って第２の端に延びる第１の端を含む。第２のシールエレメントは、第１のシールエレメントの中間部に接合されるほぼ曲線を成す中間区画を通って第２の端区画に延びる第１の端区画を含む。
【０００８】
例示的実施形態のさらに別の態様によれば、ターボ機械は、タービン部と、タービン部に流体的に接続された第１の連絡管とを含む。第１の連絡管は、外部レール部材を有する後フレームと、内部レール部材と、外部および内部のレール部材を接合する第１および第２の側部レール部材とを含む。第２の連絡管は、第１の連絡管に隣接するタービン部に流体的に接続される。第２の連絡管は、外部レールエレメントを有する後フレームと、内部レールエレメントと、外部および内部のレールエレメントを接合する第１および第２の側部レールエレメントと含む。第１の側部レールエレメントは、第２の側部レール部材に接合されてシール空洞を確立する。第１のシールコンポーネントは、タービン部と外部レール部材との間で動作可能に接続される。第１のシールコンポーネントは、第２のシール部材に接合された第１のシール部材を含む。第１のシール部材は、第２の縁に延びる第１の縁を有するほぼ直線的な中間部を通って第２の端に延びる第１の端を含む。第２のシール部材は、第２の縁部に延びる第１の縁部を有するほぼ直線的な中間区画を通って第２の端部に延びる第１の端部を含む。第１の縁部は、第１のシール部材の第１の縁に接合される。第２のシール部材は、第１のシール部材から離隔されて冷却剤通路を画定する。第２のシールコンポーネントは、シール空洞内に配列される。第２のシールコンポーネントは、第２のシールエレメントに接合された第１のシールエレメントを含む。第１のシールエレメントは、第２の縁に延びる第１の縁を有するほぼ直線的な中間部を通って第２の端に延びる第１の端を含む。第２のシールエレメントは、第１のシールエレメントの中間部に接合されるほぼ曲線を成す中間区画を通って第２の端区画に延びる第１の端区画を含む。
【０００９】
これらおよび他の利点および特徴は、以下の説明を図面と併せて読めば、より明確になるであろう。
【００１０】
本発明であるものとみなされる主題は、本明細書の末尾において、特許請求の範囲の中で具体的に指摘され、明確に請求される。本発明の上記および他の特徴および利点は、以下の詳細な説明を添付の図面と併せて読めば、明確となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】例示的実施形態による連絡管シールアセンブリを含むターボ機械の一部の部分斜視図である。
【図２】図１のターボ機械の、第１および第２の連絡管の後フレーム部の部分斜視図である。
【図３】図２の第１の連絡管の後フレーム部の外部レール部材の平面図である。
【図４】図２の第１および第２の後フレーム部の側部レール部材および側部レールエレメントの平面図である。
【図５】図１の連絡管シールアセンブリの第１のシールコンポーネントの斜視図である。
【図６】図１の連絡管シールアセンブリの第２のシールコンポーネントの斜視図である。
【図７】図６の第２のシールコンポーネントの横断面図である。
【図８】例示的実施形態の一態様による封鎖部材の斜視図である。
【図９】例示的実施形態の別の態様による、図２の第１の連絡管の後フレーム部の外部レール部材の平面図である。
【図１０】例示的実施形態の別の態様による、図２の第１および第２の後フレーム部の側部レール部材および側部レールエレメントの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
詳細な説明が、例として図面を参照しながら、本発明の実施形態を利点および特徴と併せて説明する。
【００１３】
例示的実施形態によるターボ機械が、全体的に２で示される。ターボ機械２は、タービンの第１のステージ６を有するタービン部４を含む。タービンの第１のステージ６は、第１のすなわち外部のシュラウド部材８と第２のすなわち内部のシュラウド部材９とを含む。複数の静翼またはノズルが、外部シュラウド部材８と内部シュラウド部材９との間に配列され、静翼またはノズルのうちの１つが１２で示される。ノズル１２は、高温ガスを第１のステージのタービンブレード（図示せず）に向けて案内する。高温ガスは、タービン部４を通り、後続のステージ（やはり図示せず）を通して膨張して仕事を生み出す。高温ガスは、対応する連絡管を通してタービンの第１のステージ６に接続された複数の燃焼器アセンブリ（図示せず）の中で作り出され、連絡管のうちの２つが２０および２４で示される。連絡管２０は、前端すなわち入口端３２と後端すなわち出口端３４とを有する連絡管本体３０を含む。出口端３４は、第１の後フレーム３６を含む。同様に、連絡管２４は、前端すなわち入口端４２と後端すなわち出口端４４とを有する連絡管本体４０を含む。出口端４４は、第２の後フレーム４６含む。
【００１４】
図２〜図４を参照すると、第１の後フレーム３６は、外部レール部材５４と内部レール部材５５とを含む。外部レール部材５４は、中間部６１を通って第２の端６０に延びる第１の端５９を含む。外部レール部材５４は、外部表面６３と、燃焼器アセンブリ（図示せず）から流れる高温ガスにさらされる内部表面すなわちガス径路表面６４とを含む。また、外部レール部材５４は、後面６５を含むように示される。後面６５は、タービンの第１のステージ６に隣接して位置する。外部表面６３は、タービン部２に対して後フレーム３６を支持する第１の取付け部材６７と第２の取付け部材６８とを含む。また、外部表面６３は、外部シールスロット７０を含む。後面６５は、対応する複数のチャネルによって外部シールスロット７０に流体的に接続される複数の開口７２を含み、チャネルの１つが７３で示される。また、後面６５は、タービンの第１のステージ６との接触を吸収して外部レール部材５４の損傷を保護するために犠牲摩耗片（ｓａｃｒｉｆｉｃｉａｌ  ｗｅａｒ  ｓｔｒｉｐ）７４を含むように示される。最後に、ガス径路表面６４は、遮熱セラミック（ＴＢＣ）コーティング７６を含む。また、後面６５の一部は、ＴＢＣコーティング７７を施される。ＴＢＣコーティングは、高温の燃焼ガスにさらされる連絡管の表面に、熱保護層を施す。
【００１５】
内部レール部材５５は、中間部８６を通って第２の端８５に延びる第１の端８４を含む。内部レール部材５５は、外部表面８８と、内部表面すなわちガス径路表面８９と、後面９０とを含む。外部表面８８は、シール取付け部材９２ならびに内部シールスロット（図示せず）を含む。後面９０は、複数の通路（やはり図示せず）を通して内部シールスロットに流体的に接続される複数の開口９７を含む。また、後面９０は、摩耗片９９を設けられる。ガス径路表面８９および後面９０の一部は、ＴＢＣコーティング（個別に標示せず）を施される。外部レール部材５４は、第１の側部レール部材１０６および第２の側部レール部材１０７によって内部レール部材５５に接合される。
【００１６】
第１の側部レール部材１０６は、外部レール部材５４の第１の端５９と接合する第１の端１０９と、内部レール部材５５の第１の端８４と接合する第２の端１１０とを含む。中間部１１１は、第１の側部レール部材１０６の第１の端１０９と第２の端１１０との間に延びる。また、第１の側部レール部材１０６は、外部表面１１３と、内部表面すなわちガス径路表面１１４と、後面１１５とを含む。同様に、第２の側部レール部材１０７は、外部レール部材５４の第２の端６０と接合する第１の端１１８と、内部レール部材５５の第２の端８５と接合する第２の端１１９とを含む。中間部１２０は、第２の側部レール部材１０７の第１の端１１８と第２の端１１９との間に延びる。また、第２の側部レール部材１０７は、外部表面１２２と、内部表面すなわちガス径路表面１２３と、後面１２４とを含む。ガス径路表面１２３および後面１２４は、対応するＴＢＣコーティング１２６および１２７を含むように示される。例示的実施形態によれば、外部表面１２２は、チャネル１３０を設けられる。図示のように、外部レール部材５４、内部レール部材５５、第１の側部レール部材１０６および第２の側部レール部材１０７が集まって、開口１３２を形成する。開口１３２は、燃焼ガスが連絡管２０からタービンの第１のステージ６に進むための通路をもたらす。
【００１７】
さらに図示の実施形態によれば、第２の後フレーム４６は、外部レールエレメント１３４と内部レールエレメント１３５とを含む。外部レールエレメント１３４は、中間部１４０を通って第２の端１３９に延びる第１の端１３８を含む。外部レールエレメント１３４は、外部表面１４２と、燃焼器アセンブリ（図示せず）から流れる高温ガスにさらされる内部表面すなわちガス径路表面１４３とを含む。また、外部レールエレメント１３４は、後面１４４を含むように示される。後面１４４は、タービンの第１のステージ６に隣接して位置する。外部表面１４２は、タービン部２に対して後フレーム４６を支持する第１の取付け部材１４６および第２の取付け部材１４７と、外部シールスロット１４８とを含む。後面１４４は、対応する複数のチャネル（図示せず）によって外部シールスロット１４８に流体的に接続される複数の開口１４９を含む。また、後面１４４は、動作中にタービンの第１のステージ６からの接触力を吸収して外部レール部材１３４の損傷を保護する犠牲摩耗片１５０を含むように示される。最後に、ガス径路表面１４３は、ＴＢＣコーティング（個別に標示せず）を含む。また、後面１４４の一部は、ＴＢＣコーティングを施される。
【００１８】
内部レールエレメント１３５は、中間部１５９を通って第２の端１５８に延びる第１の端１５７を含む。内部レールエレメント１３５は、外部表面１６１と、内部表面すなわちガス径路表面１６２と、後面１６３とを含む。外部表面１６１は、取付け部材１６５ならびに内部シールスロット（図示せず）を含む。後面１６３は、複数の通路（やはり図示せず）を通して内部シールスロットに流体的に接続される複数の開口１６９を含む。また、後面１６３は、摩耗片１７０を設けられる。ガス径路表面１６２および後面１６３の一部は、ＴＢＣコーティング（個別に標示せず）を施される。外部レールエレメント１３４は、第１の側部レールエレメント１７８および第２の側部レールエレメント１７９によって内部レールエレメント１３５に接合される。
【００１９】
第１の側部レールエレメント１７８は、外部レールエレメント１３４の第１の端１３８と接合する第１の端１８１と、内部レールエレメント１３５の第１の端１５７と接合する第２の端１８２とを含む。中間部１８３は、第１の側部レールエレメント１７８の第１の端１８１と第２の端１８２との間に延びる。また、第１の側部レールエレメント１７８は、外部表面１８５と、内部表面すなわちガス径路表面１８６と、後面１８７とを含む。ガス径路表面１８６および後面１８７は、それぞれＴＢＣコーティング１８９および１９０を施される。加えて、外部表面１８５は、チャネル１９２を設けられる。チャネル１９２は、第２のレール部材１０７上のチャネル１３０と位置が合ってシール空洞１９４を形成する。例示的実施形態の一態様によれば、第１の側部レールエレメント１７８は、第２の側部レール部材１０７から離隔されて冷却剤チャネル１９７を形成する。
【００２０】
第２の側部レールエレメント１７９は、外部レール部材１３４の第２の端１３９と接合する第１の端２０４と、内部レール部材１３５の第２の端１５８と接合する第２の端２０５とを含む。中間部２０６は、第２の側部レールエレメント１７９の第１の端２０４と第２の端２０５との間に延びる。また、第２の側部レールエレメント１７９は、外部表面２０８と、内部表面すなわちガス径路表面２０９と、後面２１０とを含む。ガス径路表面２０９および後面２１０は、ＴＢＣコーティング（個別に標示せず）を施される。図示のように、外部レールエレメント１３４、内部レールエレメント１３５、第１の側部レールエレメント１７８および第２の側部レールエレメント１７９が集まって、開口２１３を形成する。開口２１３は、燃焼ガスが連絡管２４からタービンの第１のステージ６に進むための通路をもたらす。
【００２１】
例示的実施形態によれば、ターボ機械２は、圧縮器のガスが、後フレーム３６、４６とタービンの第１のステージ６との間の界面（個別に標示せず）を通ってガス径路に入るのを大幅に制限するシールアセンブリ２１８（図１）を設けられる。シールアセンブリ２１８は、第１のシールコンポーネント２２３（図３）と、第２のシールコンポーネント２２５（図４）と、第３のシールコンポーネント（図示せず）とを含む。第１のシールコンポーネント２２３は、外部シールスロット７０の中に着座し、外部レール部材５４とタービンの第１のステージ６との間を密封する。第２のシールコンポーネント２２５は、シール空洞１９４の中に位置して、第２の側部レール部材１０７と第１の側部レールエレメント１７８との間を密封する。最後に、第３のシールコンポーネントが内部シールスロット（図示せず）の中に着座し、内部レール部材５５とタービンの第１のステージ６との間を密封する。この時点で、シールコンポーネントの数は、ターボ機械２に関連する燃焼器および連絡管の数に応じて変化することができることを理解されたい。加えて、第３のシールコンポーネント（図示せず）は、全体的に第１のシールコンポーネント２２３に類似することを理解されたい。
【００２２】
図３および図５に最も良く示すように、第１のシールコンポーネント２２３は、第２のシール部材２３１に動作可能に接続された第１のシール部材２３０を含む。また、第１のシール部材２３０は、ブラケット２３４に取り付けられる。ブラケット２３４は、タービンの第１のステージ６に対して第１のシールコンポーネント２２３を支持する。第１のシール部材２３０は、ほぼ直線的な中間部２３８を通って第２の端２３７に延びる第１の端２３６を含む。中間部２３８は、第１の縁２４１と、対向する第２の縁２４２とを含む。第２のシール部材２３１は、中間区画２４６を通って第２の端部２４５に延びる第１の端部２４４を含む。中間区画２４６は、第１のシール部材２３０の第１の縁２４１に接合された第１の縁部２４８と第２の縁部２４９とを含む。第１のシール部材２３０の第１の端２３６および第２のシール部材２３１の第１の端部２４４が、分離領域１５１を画定する。同様に、第１のシール部材２３０の第２の端２３７および第２のシール部材２３１の第２の端部２４５が、分離領域１５２を画定する。分離領域１５１および１５２は、第１のシールコンポーネント２２３の取付けに続いて、第２のシールコンポーネント２２５がシール空洞１９４の中に挿入されることを可能にする。第３のシールコンポーネント（図示せず）は、同様の分離領域を含むことはできない。加えて、第２のシール部材２３１は、第１のシール部材２３０から離隔されて、外部シールスロット７０内に冷却剤通路２５４を画定する。冷却剤通路２５４は、冷却剤を第１のシール部材２３０と第２のシール部材２３１との間に案内する。
【００２３】
図４、図６および図７に示すように、第２のシールコンポーネント２２５は、第２のシールエレメント２６１に接合された第１のシールエレメント２６０を含む。第１のシールエレメント２６０は、ほぼ直線的な中間部２６７を通って第２の端２６６に延びる第１の端２６５を含む。中間部２６７は、第１の縁２６９と、対向する第２の縁２７０とを含む。第２のシールエレメント２６１は、全体的に曲線を成す中間区画２７６を通って第２の端区画２７５に延びる第１の端区画２７４を含む。中間区画２７６は、第１の縁区画２８２と、対向する第２の縁区画２８３とを含む。中間区画２７６は、中間部２６７に接合され、それにより、第１の縁区画２８２が第１の縁２６９から離隔されて第１の冷却剤領域２８６を画定し、第２の縁区画２８３が第２の縁２７０から離隔されて第２冷却剤領域２８７を形成する。第１の冷却剤領域２８６が、冷却剤通路２５４（図３）および第３のシールコンポーネント（図示せず）の冷却剤通路（やはり図示せず）に流体的に接続される。第２の冷却剤領域２８７が、後フレーム４６上のシールコンポーネントに関連する冷却剤空洞に流体的に接続される。
【００２４】
さらに例示的実施形態によれば、第２のシールエレメント２６１が、第１の縁区画２８２に沿って延びる第１の複数の開口２９１と、第２の縁区画２８３に沿って延びる第２の複数の開口２９２とを設けられる。開口２９１および２９２は、冷却剤が、冷却剤チャネル１９７から第１の冷却剤領域２８６および第２冷却剤領域２８７の中に進むことを可能にする。より具体的には、冷却剤は、冷却剤チャネル１９７を通ってシール空洞１９４に流入する。冷却剤は、開口２９１および２９２を通って第１の冷却剤領域２８６および第２の冷却剤領域２８７の中に進む。冷却剤は、冷却剤領域２８６から上部冷却剤通路２５４および下部冷却剤通路（図示せず）に流入する。次いで、冷却剤は、チャネル７３を通って進み、開口７２を通って外部シュラウド部材８の中に排出される。また、冷却剤は、下部冷却剤通路から開口９７を通って内部シュラウド部材１０に流れる。このようにして、冷却剤は、高温ガスの中に排出されて失われることはなく、むしろタービン部４の種々のコンポーネントを調整するために使用される。その上、例示的実施形態は、冷却剤が、タービンの第１のステージ６のシュラウド部（個別に標示せず）の中を送られる前に、両側部レール、上部レールおよび下部のレールを通って流れることを可能にする。このようにして、冷却剤は、実際は、ターボ機械２から排出される前に複数回使用される。冷却剤が高温ガス径路の中に失われるのを低減し、複数のコンポーネントを調整するために冷却剤を使用することで、より高いターボ機械効率がもたらされる。
【００２５】
さらに他の例示的実施形態によれば、シールアセンブリ２１８が、第１のシールコンポーネント２２３を外部シールスロット７０の中に取り付け、第３のシールコンポーネント（図示せず）を内部シールスロット（やはり図示せず）の中に取り付けることによって組み立てられる。この時点で、第２のシールコンポーネントは、分離領域１５２および隣接する第１のシールコンポーネント（図示せず）内に形成された分離領域（やはり図示せず）を通ってシール空洞１９４の中に送られる。所定の位置に収まると、図８において２９９で示されるような封鎖部材が、分離領域１５２および隣接する分離領域にわたって位置する。封鎖部材２９９は、分離領域１５２と、隣接する分離領域（図示せず）とを閉じてシールアセンブリ２１８からの漏れを制限する、第１の把持部３０４および第２把持部３０５を含む。
【００２６】
図９は、例示的実施形態の別の態様による外部レール部材４００を示す。外部レール部材４００は、中間部４０６と、外部表面４０８と、燃焼器アセンブリ（図示せず）から流れる高温ガスにさらされる内部表面すなわちガス径路表面４０９とを含む。また、外部レール部材４００は、後面４１２を含むように示される。後面４１２は、タービンの第１のステージ６に隣接して位置する。外部表面４０８は、外部シールスロット４１５を含む。後面４１２は、タービンの第１のステージ６との接触を吸収して外部レール部材４００の損傷を保護する犠牲摩耗片４２０を含む。最後に、ガス径路表面４０９は、遮熱セラミック（ＴＢＣ）コーティング４２５を含む。また、後面４１２の一部は、ＴＢＣコーティング４３０を施される。ＴＢＣコーティングは、高温の燃焼ガスにさらされる連絡管の表面に、熱保護層を施す。最後に、外部レール部材４００が、規定された大きさを有し、外部シールスロット４１５から通じるフレーム冷却のホールまたは通路４４０を含むように示される。
【００２７】
加えて、外部レール部材４００が、第２のシール部材４５３に動作可能に接続された第１のシール部材４５２を有するシールコンポーネント４５０を含むように示される。また、第１のシール部材４５２が、ブラケット４５６に取り付けられる。ブラケット４５６は、タービンの第１のステージ６に対してシールコンポーネント４５０を支持する。上で説明されたものと同様に、第２のシール部材４５３が第１のシール部材４５２から離隔されて、外部シールスロット４１５内に冷却剤通路４６０を画定する。冷却剤通路４６０が、通路４４０を通して抽出空気流を受ける。図示の例示的実施形態では、第２のシール部材４５３が、冷却空気が冷却剤通路４６０から流れることを可能にする規定の寸法を有する冷却通路４７０を含む。この時点で、通路４４０の大きさおよび冷却通路４７０の寸法は、冷却剤通路４６０内の所望の圧力低下に応じて変えられてよいことを理解されたい。また、通路４４０および冷却通路４７０の数が変化することができることも理解されたい。例示的実施形態によれば、通路４４０は、対流冷却を後面４１２にもたらす。加えて、冷却通路４７０を通して冷却剤を案内することによって、後面４１２内に開口を形成する必要がなくなる。後面４１２内の開口をなくすことで、ＴＢＣコーティング４３０に悪影響を与える可能性のある応力集中点が減少する。
【００２８】
次に、説明において、図１０を参照すると、第２の側部レール部材５０７は、中間部５２０を含む。また、第２の側部レール部材５０７は、外部表面５２２と、内部表面すなわちガス径路表面５２３と、後面５２４とを含む。ガス径路表面５２３および後面５２４は、対応するＴＢＣコーティング５２６および５２７を含むように示される。例示的実施形態によれば、外部表面５２２は、チャネル５３０を設けられる。第１の側部レールエレメント５７８が、第２の側部レール部材５０７に隣接して配列される。第１の側部レールエレメント５７８は、中間部５８３を含む。また、第１の側部レールエレメント５７８は、外部表面５８５と、内部表面すなわちガス径路表面５８６と、後面５８７とを含む。ガス径路表面５８６および後面５８７は、それぞれＴＢＣコーティング５８９および５９０を施される。加えて、外部表面５８５が、チャネル５９２を設けられる。チャネル５９２は、第２レール部材５０７上のチャネル５３０と位置が合ってシール空洞５９４を形成する。例示的実施形態の一態様によれば、第１の側部レールエレメント５７８が第２の側部レール部材５０７から離隔されて、冷却剤チャネル５９７を形成する。例示的実施形態によれば、第２の側部レール部材５０７は、チャネル５３０から冷却剤チャネル５９７に延びる第１の通路６００を含む。同様に、第１の側部レールエレメント５７８は、チャネル５９２と冷却剤チャネル５９７との間に延びる第２の通路６０２を含む。通路６００および６０２の数および大きさは、変化することができる。
【００２９】
第２のシールコンポーネント６２５は、シール空洞５９４の中に位置して、第２の側部レール部材５０７と第１の側部レールエレメント５７８との間を密封する。第２のシールコンポーネント６２５は、第２のシールエレメント６６１に接合された第１のシールエレメント６６０を含む。第１のシールエレメント６６０は、ほぼ直線的な中間部６６７を含む。中間部６６７は、第１の縁６６９と、対向する第２の縁６７０とを含む。第２のシールエレメント６６１は、全体的に曲線を成す中間区画６７６を含む。中間区画６７６は、第１の縁区画６８２と、対向する第２の縁区画６８３とを含む。中間区画６７６は、中間部６６７に接合され、それにより、第１の縁区画６８２が第１縁６６９から離隔されて第１の冷却剤領域６８６を画定し、第２の縁区画６８３が第２の縁６７０から離隔されて第２冷却剤領域６８７を形成する。第１の冷却剤領域６８６は、冷却剤通路４６０、および第３のシールコンポーネント（図示せず）の冷却剤通路（やはり図示せず）に流体的に接続される。第２の冷却剤領域６８７が、後フレーム４６上のシールコンポーネントに関連する冷却剤空洞に流体的に接続される。加えて、第１の冷却剤領域６８６および第２の冷却剤領域６８７は、それぞれ、通路６００および６０２を通って冷却剤チャネル５９７に流体的に接続される。通路６００および６０２は、所望の内部および外部の外部レール部材の冷却を確立するために、第１の冷却剤領域６８６および第２の冷却剤領域６８７の内部で所望の圧力低下をもたらすように大きさを決められる。
【００３０】
この時点で、例示的実施形態は、圧縮器のガスが、連絡管とタービンの第１のステージとの間の界面領域の中に漏れるのを制限するシールアセンブリを提供することを理解されたい。漏れを減少させることに加えて、シールアセンブリは、冷却流を界面領域を通してタービンのコンポーネントの中に流す。すなわち、シール上を進む冷却剤がガス径路中に放出され、タービン部を通って流れる高温ガスと混ざる従来技術のシステムとは対照的に、例示的実施形態は、冷却剤をタービンのコンポーネントの中に流す。このようにして、冷却剤は、複数のタービンのコンポーネントを調整するために使用され、したがって、高温ガスの中に失われるのではなく、タービン性能にプラスの効果を継続して有する。冷却剤の使用が継続されることで、ターボ機械の効率の向上がもたらされる。
【００３１】
本発明が、限られた数の実施形態だけに関して詳細に説明されたが、本発明は、そのような開示された実施形態に限定されないことは、容易に理解されよう。むしろ、本発明は、これまで説明されていないが、本発明の趣旨および範囲に相応する、任意の数の変形形態、代替形態、置換形態または等価な構成を組み込むように改変されてよい。追加として、本発明の種々の実施形態が説明されたが、本発明の態様は、説明された実施形態のうちのいくつかだけを含むことを理解されたい。したがって、本発明は、上記の説明に限定されるものとみなされるのではなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるものとみなされるべきである。
【符号の説明】
【００３２】
２  ターボ機械
４  タービン部
６  タービンの第１のステージ
８  第１のすなわち外部のシュラウド部材
９  第２のすなわち内部のシュラウド部材
１２  複数の静翼またはノズル
２０  連絡管
３０  連絡本体
３２  前端すなわち入口端
３４  後端すなわち出口端
３６  第１の後フレーム
４０  連絡管本体
４２  前端すなわち入口端
４４  後端すなわち出口端
４６  第２の後フレーム
５４  外部レール部材
５５  内部レール部材
５９  第１の端
６０  第２の端
６１  中間部
６３  外部表面
６４  内部表面すなわちガス径路表面
６５  後面
６７  第１の取付け部材
６８  第２の取付け部材
７０  外部シールスロット
７２  複数の開口
７３  複数のチャネル
７４  犠牲摩耗片
７６  遮熱セラミック（ＴＢＣ）コーティング
７７  ＴＢＣコーティング
８４  第１の端
８５  第２の端
８６  中間部
８８  外部表面
８９  ガス径路表面
９０  後面
９２  シール取付け部材
９７  複数の開口
９９  摩耗片
１０６  第１の側部レール部材
１０７  第２の側部レール部材
１０９  第１の端
１１０  第２の端
１１１  中間部
１１３  外部表面
１１４  内部表面すなわちガス径路表面
１１５  後面
１１８  第１の端
１１９  第２の端
１２０  中間部
１２２  外部表面
１２３  内部表面すなわちガス径路表面
１２４  後面
１２６  対応するＴＢＣコーティング
１２７  対応するＴＢＣコーティング
１３０  チャネル
１３２  開口
１３４  外部レールエレメント
１３５  内部レールエレメント
１３８  第１の端
１３９  第２の端
１４０  中間部
１４２  外部表面
１４３  内部表面すなわちガス径路表面
１４４  後面
１４６  第１の取付け部材
１４７  第２の取付け部材
１４８  外部シールスロット
１４９  複数の開口
１５０  犠牲摩耗片
１５７  第１の端
１５８  第２の端
１５９  中間部
１６１  外部表面
１６２  内部表面すなわちガス径路表面
１６３  後面
１６５  取付け部材
１６９  複数の開口
１７０  摩耗片
１７８  第１の側部レールエレメント
１７９  第２の側部レールエレメント
１８１  第１の端
１８２  第２の端
１８３  中間部
１８５  外部表面
１８６  内部表面すなわちガス径路表面
１８７  後面
１８９  ＴＢＣコーティング
１９０  ＴＢＣコーティング
１９２  チャネル
１９４  シール空洞
１９７  冷却剤チャネル
２０４  第１の端
２０５  第２の端
２０６  中間部
２０８  外部表面
２０９  内部表面すなわちガス径路表面
２１０  後面
２１３  開口
２１８  シールアセンブリ
２２３  第１のシールコンポーネント
２２５  第２のシールコンポーネント
２３０  第１のシール部材
２３１  第２のシール部材
２３４  ブラケット
２３６  第１の端
２３７  第２の端
２３８  中間部
２４１  第１の縁
２４２  第２の縁
２４４  第１の端部
２４５  第２の端部
２４６  中間区画
２４８  第１の縁部
２５４  冷却剤通路
２６０  第１のシールエレメント
２６１  第２のシールエレメント
２６５  第１の端
２６６  第２の端
２６７  直線的な中間部
２６９  第１の縁
２７０  第２の縁
２７４  第１の端区画
２７５  第２の端区画
２７６  曲線を成す中間区画
２８２  第１の縁区画
２８３  第２の縁区画
２８６  第１の冷却剤領域
２８７  第２の冷却剤領域
２９１  第１の複数の開口
２９２  第２の複数の開口
２９９  封鎖部材
３０４  第１の把持部
３０５  第２の把持部
４００  外部レール部材
４０６  中間部
４０８  外部表面
４０９  内部表面すなわちガス径路表面
４１２  後面
４１５  外部シールスロット
４２０  犠牲摩耗片
４２５  遮熱セラミック（ＴＢＣ）コーティング
４３０  ＴＢＣコーティング
４４０  フレーム冷却のホールまたは通路
４５０  シールコンポーネント
４５２  第１のシール部材
４５３  第２のシール部材
４５６  ブラケット
４６０  冷却剤通路
４７０  冷却剤通路
５０７  第２の側部レール部材
５２０  中間部
５２２  外部表面
５２３  内部表面すなわちガス径路表面
５２４  後面
５２６  ＴＢＣコーティング
５２７  ＴＢＣコーティング
５３０  チャネル
５７８  第１の側部レールエレメント
５８３  中間部
５８５  外部表面
５８６  内部表面すなわちガス径路表面
５８７  後面
５８９  ＴＢＣコーティング
５９０  ＴＢＣコーティング
５９２  チャネル
５９４  シール空洞
５９７  冷却剤チャネル
６００  第１の通路
６０２  第２の通路
６２５  第２のシールコンポーネント
６６０  第１のシールエレメント
６６１  第２のシールエレメント
６６７  直線的な中間部
６６９  第１の縁
６７０  第２の縁
６７６  曲線を成す中間区画
６８２  第１の縁区画
６８３  第２の縁区画
６８６  第１の冷却剤領域
６８７  第２の冷却剤領域
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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