(57)【要約】【課題】タービンエンジンの遠心圧縮機におけるロータブレードクリアランスを制御するシステム及び方法を提供すること。【解決手段】ガスタービンエンジン（１０）で用いる流体移送組立体（１４，１６，２０，２２）は、ロータシャフト（２６，２８）と、ロータシャフトを囲む固定組立体（１０２，２０２）と、ロータシャフトに結合され且つ固定組立体の半径方向内側に位置付けられた回転構成要素（１００，２００）と、を含む。回転構成要素は、ロータシャフトに結合されたハブ（１０４）と、ハブに結合された複数のロータブレード（１０６）と、複数のロータブレードに結合されたシュラウド（１０８）と、を含む。【選択図】      図１
2017141821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンジン（１０）で用いる流体移送組立体（１４，１６，２０，２２）であって、
ロータシャフト（２６，２８）と、
前記ロータシャフトを囲む固定組立体（１０２，２０２）と、
前記ロータシャフトに結合され且つ前記固定組立体の半径方向内側に位置付けられた回転構成要素（１００，２００）と、
を備え、前記回転構成要素が、
前記ロータシャフトに結合されたハブ（１０４）と、
前記ハブに結合された複数のロータブレード（１０６）と、
前記複数のロータブレードに結合されたシュラウド（１０８）と、
を含む、流体移送組立体（１４，１６，２０，２２）。
【請求項２】
前記シュラウド（１０８）が、前記複数のロータブレード（１０６）と一体的に形成される、請求項１に記載の流体移送組立体（１４，１６，２０，２２）。
【請求項３】
前記シュラウド（１０８）が、前記複数のロータブレード（１０６）に対して円周方向に延びてディスク形状を形成する、請求項１に記載の流体移送組立体（１４，１６，２０，２２）。
【請求項４】
前記シュラウド（１０８）が、前記複数のロータブレード（１０６）の外側輪郭に相補的な弓形状を含む、請求項１に記載の流体移送組立体（１４，１６，２０，２２）。
【請求項５】
前記複数のロータブレード（１０６）の各ロータブレードが、ロータブレード長を間に定める前縁（１１６）及び対向する後縁（１２０）を含み、前記シュラウド（１０８）が、前記ロータブレード長の実質的に全距離を延びる、請求項１に記載の流体移送組立体（１４，１６，２０，２２）。
【請求項６】
前記複数のロータブレード（１０６）の各ロータブレードが、ロータブレード長を間に定める前縁（１１６）及び対向する後縁（１２０）を含み、前記シュラウド（１０８）が、前記前縁及び前記後縁のうちの少なくとも１つからシュラウド端部（２１０，２１２）まで前記ロータブレードの長さよりも短い距離を延びる、請求項１に記載の流体移送組立体（１４，１６，２０，２２）。
【請求項７】
前記固定組立体（２０２）が、前記複数のロータブレード（１０６）に隣接して位置付けられたシール部材（２１８）を含み、該シール部材が、前記シュラウド端部（２１０，２１２）と前記前縁（１１６）又は前記後縁（１２０）のうちの１つとの間で前記シュラウド（１０８）から離れて延びる、請求項６に記載の流体移送組立体（１４，１６，２０，２２）。
【請求項８】
前記固定組立体（１０２，２０２）が、前記前縁（１１６）又は前記後縁（１２０）のうちの少なくとも１つに近接して位置付けられた少なくとも１つのシール要素（１２８，１３０）を含む、請求項１に記載の流体移送組立体（１４，１６，２０，２２）。
【請求項９】
前記回転構成要素（１００，２００）が、前記シュラウド（１０８）に結合された少なくとも１つの歯状部（１３６，１３８）を含み、該少なくとも１つの歯状部が、前記少なくとも１つのシール要素（１２８，１３０）とシールを形成するよう構成される、請求項８に記載の流体移送組立体（１４，１６，２０，２２）。
【請求項１０】
前記回転構成要素（１００，２００）が、遠心圧縮機及び遠心タービンのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の流体移送組立体（１４，１６，２０，２２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、全体的に、タービンエンジンに関し、より具体的には、タービンエンジンの遠心圧縮機におけるロータブレードクリアランスを制御するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
既知のタービンエンジンは、限定ではないが、始動、暖機運転、定常運転、運転停止、及び冷却時を含む複数の異なる運転段階を受ける。少なくとも一部の既知のタービンエンジンは、回転圧縮機及びタービンを含み、これらは、ロータブレードと周囲のシール部材の内側面との間にクリアランスを定める。これらのクリアランスは、運転効率の向上を可能にするように制御される。このようなクリアランスは、一般に、タービン又は圧縮機がある運転段階から別の運転段階に移行するときに変化する。より詳細には、各運転段階は、温度、圧力、及び回転速度などに関連する異なる作動条件を有し、このことは、タービンエンジン内の固定構成要素及び可動構成要素を含む構成要素間のクリアランスの変化を引き起こすことになる。
【０００３】
少なくとも一部の既知のタービンエンジンにおいて、圧縮機及び／又はタービンロータブレードとシール部材との間のクリアランスもまた、タービン及び圧縮機が運転段階を移行する際に、これらの間の接触に関連する損傷を防ぐように制御される。例えば、少なくとも一部の既知のタービンエンジンにおいて、冷間又は組立クリアランスは、定常運転に必要とされるものよりも大きくないように設定されて、運転段階の移行時のタービンエンジンにおける熱的及び機械的差違に対処する。更に、上述のように、タービンエンジンの効率は、少なくとも一つには、回転ブレードの先端と周囲の固定構成要素に結合されたシール部材との間のクリアランスによって決まる。クリアランスが大きすぎる場合には、不必要に増大したガス流がクリアランスギャップを通って漏洩し、従って、タービンエンジンの効率が低下する。多くの既知のタービン及び圧縮機は、高圧タービンセクション、低圧タービンセクション、及び圧縮機セクションにおいて可変クリアランス機構を含む。しかしながら、一般には、構成要素の複雑な幾何形状及び製造上の制限に起因して、タービン及び圧縮機と一体的に形成されたクリアランス制御システムを実装することは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第８，７７７，５６１号明細書
【発明の概要】
【０００５】
１つの態様において、ガスタービンエンジンで用いる流体移送組立体が提供される。流体移送組立体は、ロータシャフトと、ロータシャフトを囲む固定組立体と、ロータシャフトに結合され且つ上記固定組立体の半径方向内側に位置付けられた回転構成要素と、を含む。回転構成要素は、ロータシャフトに結合されたハブと、ハブに結合された複数のロータブレードと、複数のロータブレードに結合されたシュラウドと、を含む。
【０００６】
別の態様において、ロータシャフトを含むガスタービンエンジンで用いる遠心圧縮機が提供される。遠心圧縮機は、ロータシャフトに結合されたハブと、ハブに結合され、外縁を含む複数のロータブレードと、ハブとの間に流路が形成されるように複数のロータブレードの外縁に結合されるシュラウドと、を含む。
【０００７】
更に別の態様において、ガスタービンエンジンで用いる遠心圧縮機を製造する方法が提供される。本方法は、ロータシャフトに結合されるように構成されたハブと複数のブレードを一体的に形成するステップを含む。本方法はまた、複数のロータブレードの外縁とシュラウドを一体的に形成して、シュラウドと上記ハブとの間に流路を形成するステップを含む。
【０００８】
本開示のこれら及び他の特徴、態様、並びに利点は、図面全体を通じて同様の参照符号が同様の要素を示す添付図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むと更に理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】例示的なターボファンエンジンの概略図。
【図２】本開示の第１の実施形態による、図１に示すターボファンエンジンで用いることができる高圧圧縮機の断面図。
【図３】明確にするためにターボファンエンジンが取り除かれた状態の高圧圧縮機の部分断面図。
【図４】図３に示す高圧圧縮機の部分断面斜視図。
【図５】本開示の第２の実施形態による、図１に示すターボファンエンジンで用いることができる高圧圧縮機の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
別途指示されていない限り、本明細書で示される図面は、本開示の実施形態の特徴を例証するものとする。これらの特徴は、本開示の１又はそれ以上の実施形態を含む幅広い種類のシステムで適用可能であると考えられる。従って、図面は、本明細書で開示される実施形態の実施に必要とされる当業者には公知の従来の全ての特徴を含むことを意図するものではない。
【００１１】
以下の明細書及び請求項において幾つかの用語を参照するが、これらは以下の意味を有すると定義される。
【００１２】
単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、前後関係から別段の明確な指示がない限り、複数形態を含む。
【００１３】
「任意」又は「任意選択的に」とは、それに続いて記載されている事象又は状況が起こってもよいし起こらなくてもよいことを意味し、その記載はその事象が起こる場合と起こらない場合を含む。
【００１４】
本明細書及び請求項全体を通じてここで使用される近似表現は、関連する基本的機能の変更をもたらすことなく、許容範囲内で変わることのできるあらゆる定量的表現を修飾するのに適用することができる。従って、「約」、「およそ」及び「実質的に」などの１又は複数の用語により修飾される値は、指定される厳密な値に限定されるものではない。少なくとも幾つかの事例において、近似表現は、値を測定するための計器の精度に対応することができる。ここで及び本明細書及び請求項全体を通じて、範囲の限定の組み合わせ及び／又は置き換えを行うことができる。文脈及び表現に別途規定のない限り、このような範囲は特定され、これに包含される全ての部分範囲を含む。
【００１５】
本明細書で使用される用語「軸方向」及び「軸方向に」とは、タービンエンジンの中心線に実質的に平行に延びる方向及び向きを意味する。更に、用語「半径方向」及び「半径方向に」とは、タービンエンジンの中心線に実質的に垂直に延びる方向及び向きを意味する。加えて、本明細書で使用される用語「円周方向」及び「円周方向に」とは、タービンエンジンの長手方向軸線の周りで弓状に延びる方向及び向きを意味する。
【００１６】
本開示の実施形態は、タービンエンジンにおけるロータブレードクリアランスを制御するのに用いるシステム及び方法に関する。より具体的には、本明細書で記載されるシステムは、ハブと、該ハブに結合された複数のロータブレードと、該複数のロータブレードに結合されたシュラウドとを備えた遠心圧縮機を含む。シュラウドは、遠心圧縮機において複雑な幾何形状のロータブレードに対応するよう設計される。より具体的には、シュラウドは、ロータブレードの半径方向外縁とシュラウドとの間にクリアランスギャップが存在しないようにロータブレード並びにハブと一体的に形成される。このようにして、ハブ、ロータブレード及びシュラウドは、ロータブレードに沿って複数のシール付き流路を定め、遠心圧縮機に流入する流体全体が処理されて移送され、ロータブレードの周りの流体漏洩がないようにされる。従って、タービンエンジンの全体の性能及び効率が向上する。
【００１７】
図１は、ファン組立体１２、低圧又はブースター圧縮機１４、高圧圧縮機１６、及び燃焼器組立体１８を含む例示的なターボファンエンジン１０の概略図である。１つの実施形態において、高圧圧縮機１６は、遠心圧縮機組立体として具現化される。ファン組立体１２、ブースター圧縮機１４、高圧圧縮機１６、及び燃焼器組立体１８は、流れ連通して結合される。ターボファンエンジン１０はまた、燃焼器組立体１８と流れ連通して結合された高圧タービン２０と、低圧タービン２２とを含む。ファン組立体１２は、ロータディスク２６から半径方向外向きに延びるファンブレード２４のアレイを含む。低圧タービン２２は、第１の駆動シャフト２８を通じてファン組立体１２及びブースター圧縮機１４に結合され、高圧タービン２０は、第２の駆動シャフト３０を通じて高圧圧縮機１６に結合される。ターボファンエンジン１０は、吸気口３２と排気口３４とを有する。ターボファンエンジン１０は更に、中心線３６を含み、この中心線の周りでファン組立体１２、ブースター圧縮機１４、高圧圧縮機１６、及びタービン２０，２２が回転する。
【００１８】
作動時には、吸気口３２を通じてターボファンエンジン１０に流入する空気は、ファン組立体１２を通ってブースター圧縮機１４に送られる。圧縮された空気は、ブースター圧縮機１４から高圧圧縮機１６に向けて吐出される。高度に圧縮された空気は、高圧圧縮機１６から燃焼器組立体１８に向けて送られて燃料と混合され、混合気が燃焼器組立体１８内で燃焼する。燃焼器組立体１８によって生じた高温燃焼ガスは、タービン組立体２０，２２に向けて送られる。その後、燃焼ガスは、排気口３４を介してターボファンエンジン１０から排出される。
【００１９】
図２は、本開示の第１の実施形態による、ターボファンエンジン１０（図１に示す）で用いることができる遠心圧縮機１００を有する高圧圧縮機セクション１６の断面図である。例示的な実施形態において、高圧圧縮機セクション１６は、シャフト３０に結合された遠心圧縮機１００と、該遠心圧縮機１００を囲む固定組立体１０２とを含む。図２は、遠心圧縮機１００を有する圧縮機セクション１６を例示し記載しており、これは単に例証にすぎない。代替として、図２に示す遠心圧縮機は、タービンエンジン１０の高圧タービンセクション２０で使用する遠心タービンである。一般に、図２は、ガスタービンエンジン１０の何れかの流体移送組立体を例示している。図３は、明確にするために固定組立体１０２が取り除かれた状態の遠心圧縮機１００の部分断面図であり、図４は、図３に示す遠心圧縮機１００の部分断面斜視図である。
【００２０】
遠心圧縮機１００は、ハブ１０４と、ハブ１０４に結合された複数のロータブレード１０６と、複数のロータブレード１０６に結合されたシュラウド１０８と、を含む。ロータブレード１０６は、全ブレードと部分（スプリッタ）ブレード、すなわち中圧力〜高圧力比段を備えたブレードの２つのタンデム列の組み合わせとすることができる。例示的な実施形態において、ロータブレード１０６は、ハブ１０４に結合されたブレード内縁１１０と、シュラウド１０８に結合されたブレード外縁１１２とを含み、ブレード外縁１１２とシュラウド１０８との間にギャップ又はクリアランスがないようにされる。更に、シュラウド１０８は、複数のロータブレード１０６に対して円周方向に延びてディスク形状を形成し、また、ブレード外縁１１２の外側輪郭に相補的な弓形状を含む。このようにして、遠心圧縮機１００は、隣接するロータブレード１０６間でシュラウド１０８とハブ１０４との間に複数の流体流路１１４を定める。
【００２１】
ロータブレード１０６は更に、回転構成要素１００の半径方向内側部分１１８に前縁１１６と、遠心圧縮機１００の半径方向外側部分１２２に位置する後縁１２０とを含む。弓状のロータブレード長は、前縁１１６と後縁１２０との間に定められる。例示的な実施形態において、シュラウド１０８は、該シュラウド１０８がロータブレード長に実質的に等しいシュラウド長を含むように、前縁１１６と後縁１２０との間でロータブレード１０６に沿って実質的に全距離を延びる。或いは、以下でより詳細に記載されるように、シュラウド１０８は、前縁１１６及び後縁１２０のうちの少なくとも１つから、ロータブレード１０６に沿ってロータブレード１０６の全長よりも短い距離を延びる。
【００２２】
例示的な実施形態において、固定組立体１０２は、遠心圧縮機１００の隣接する半径方向内側部分１１８に位置付けられた第１の固定部材１２４と、遠心圧縮機１００の隣接する半径方向外側部分１２２に位置付けられた第２の固定部材１２６と、を含む。第１の固定部材１２４は、ロータブレード１０６の前縁１１６に近接して位置付けられた第１のシール要素１２８を含む。同様に、第２の固定部材１２６は、ロータブレード１０６の後縁１２０に近接して位置付けられた第２のシール要素１３０を含む。シール要素１２８，１３０は、遠心圧縮機１００とシールを形成し、入口１３２を通じて遠心圧縮機１００に流入する全流体が、流路１１４に沿って流れて、出口１３４を通じて遠心圧縮機１００から排出されるようになる。より具体的には、例示的な実施形態において、遠心圧縮機１００は、シュラウド１０８に結合された第１の歯状部１３６及び第２の歯状部１３８を含み、これらがシール要素１２８，１３０とそれぞれ接触してシールを形成する。
【００２３】
遠心圧縮機１００は、付加製造又は放電加工を用いて単一の構成要素としてチタンベース合金又はニッケルベース合金から形成される。材料及び製造法は、遠心圧縮機１００のサイズ及び運転中に遠心圧縮機１００が晒される温度によって決まる。或いは、遠心圧縮機１００は、本明細書で記載される遠心圧縮機１００の作動を可能にするあらゆる材料及びあらゆる方法により形成される。
【００２４】
例示的な実施形態において、遠心圧縮機１００は、単体構造のモノリシック構成要素として形成され、その結果、複数のロータブレード１０６がハブ１０４と一体的に形成され、シュラウド１０８が複数のロータブレード１０６と一体的に形成されるようになる。或いは、シュラウド１０８は、溶接などの他の何れかの手段によってロータブレード１０６の外縁１１２に結合される。一般に、遠心圧縮機１００は、シュラウド１０８とロータブレード１０６との間にギャップ又はクリアランスがないようにこれらを結合し、シュラウド１０８、ロータブレード１０６、及びハブ１０４が、入口１３２及び出口１３４を除いて密閉される複数の流路１１４を定めるようにする何らかの手段により形成される。
【００２５】
図５は、代替の遠心圧縮機２００及び固定組立体２０２を含むガスタービンエンジン１０（図１に示す）で用いることができる高圧圧縮機セクション１６の断面図である。しかしながら、遠心圧縮機２００及び固定組立体２０２は、図２〜４に示す遠心圧縮機１００及び固定組立体１０２と同様であり、遠心圧縮機１００，２００及び固定組立体１００，２０２の同じ構成要素には、同じ参照符号が付けられる。
【００２６】
遠心圧縮機２００は、ハブ１０４と、該ハブ１０４に結合された複数のロータブレード１０６と、第１のシュラウド２０６と、第２のシュラウド２０８とを含む。シュラウド２０６，２０８は、シュラウド１０８と同様に、複数のロータブレード１０６に結合される。ロータブレード１０６は、ハブ１０４に結合されたブレード内縁１１０と、シュラウド２０６，２０８に結合されたブレード外縁１１２とを含み、ブレード外縁１１２とシュラウド２０６，２０８との間にギャップ又はクリアランスがないようにされる。更に、シュラウド２０６，２０８は、複数のロータブレード１０６に対して円周方向に延びてディスク形状を形成し、また、ブレード外縁１１２の外側輪郭に相補的な弓形状を含む。このようにして、遠心圧縮機２００は、隣接するロータブレード１０６間でシュラウド２０６，２０８とハブ１０４との間に複数の流体流路１１４を定める。
【００２７】
ロータブレード１０６は更に、前縁１１６と後縁１２０とを含み、これらの間に弓状のロータブレード長を定める。この実施形態において、第１のシュラウド２０６は、前縁１１６と後縁１２０の間で前縁１１６からシュラウド端部２１０まで延びる。同様に、第２のシュラウド２０８は、後縁１２０と前縁１１６の間で後縁１２０からシュラウド端部２１２まで延びる。このようにして、各シュラウド２０６，２０８は、それぞれ前縁１１６とシュラウド端部２１０の間及び後縁１２０とシュラウド端部２１２の間でシュラウド長を定め、該シュラウド長は、シュラウド２０６，２０８が結合されるロータブレード１０６の長さよりも小さい。図５の遠心圧縮機２００は、２つの別個のシュラウド２０６，２０８を有するように図示され記載されたが、遠心圧縮機２００は、シュラウド２０６，２０８の一方のみを含むことも企図される。更に、シュラウド端部２１０，２１２の位置は、例証として示されており、前縁１１６と後縁１２０の間でロータブレードの外縁１１２に沿ったあらゆる位置に配置されることも企図される。加えて、遠心圧縮機２００は、前縁１１６又は後縁１２０の一方から延びるシュラウド２０６，２０８を含むが、シュラウド２０６，２０８がロータブレードの外縁１１２の何れかの部分に沿って延びることも企図される。
【００２８】
この例示的な実施形態において、固定組立体２０２は、第１の固定部材１２４、第２の固定部材１２６、及び遠心圧縮機２００の半径方向中間部分に隣接して位置付けられた第３の固定部材２１４を含む。第１の固定部材１２４は、ロータブレード１０６の前縁１１６に近接して位置付けられた第１のシール要素１２８を含む。同様に、第２の固定部材１２６は、ロータブレード１０６の後縁１２０に近接して位置付けられた第２のシール要素１３０を含む。シール要素１２８，１３０は、遠心圧縮機２００とシールを形成し、入口１３２を通じて遠心圧縮機２００に流入する全流体が、流路１１４に沿って流れて、出口１３４を通じて遠心圧縮機２００から排出されるようになる。より具体的には、例示的な実施形態において、遠心圧縮機２００は、シュラウド２０６，２０８にそれぞれ結合された第１の歯状部１３６及び第２の歯状部１３８を含み、これらがシール要素１２８，１３０とそれぞれ接触してシールを形成する。
【００２９】
第３の固定部材２１４は、ロータブレード１０６の半径方向外縁１１２に隣接して位置付けられたシール部材２１８を含む。より具体的には、シール部材１２８は、半径方向外縁１１２から離間して配置されて、これらの間にクリアランスギャップを定める。シール部材１２８は、シュラウド端部２１０，２１２の間で半径方向外縁１１２に沿って延びて、ロータブレード１０６に沿った流路１１４をシールする。一般に、シール部材２１８は、シュラウド２０６及び／又は２０８に隣接して位置付けられて、シール部材２１８が前縁１１６又は後縁１２０もしくは他のシュラウド２０６又は２０８に到達するまで、当該シュラウド端部２１０又は２１２から離れて前縁１１６又は後縁１２０に向けて延びる。すなわち、シール部材２１８は、シュラウド２０６又は２０８に結合されないブレードの半径方向外縁１１２のどの部分に沿っても延びる。
【００３０】
上述のように、少なくとも一部の既知のタービンエンジンは、固定構成要素によって囲まれた複数のロータブレードを有する回転構成要素を含み、シール部材がロータブレードに近接して且つ離間して位置付けられて、これらの間でロータブレードの全長に延びるギャップ又はクリアランスを定めるようにする。クリアランスギャップは、回転構成要素と固定構成要素との間の接触を回避しながら、熱膨張に起因した回転構成要素の膨張及び過渡的な運動荷重に起因した偏位を許容する。タービンエンジンの効率は、少なくとも一つには、回転ブレードの先端と周囲の固定構成要素に結合されたシール部材との間のクリアランスのサイズによって決まる。クリアランスが大きすぎる場合には、不必要に増大したガス流がクリアランスギャップを通って漏洩し、従って、タービンエンジンの効率が低下する。シュラウド１０８，２０６及び２０８などのシール要素を回転ブレード１０６の少なくとも一部と一体的に形成することにより、これらの間のクリアランスギャップが排除され、性能の損失をもたらすような、エンジン効率に対するクリアランスギャップの望ましくない作用が相殺される。シュラウド１０８，２０６及び２０８をロータブレード１０６と一体的に形成することにより、入口１３２を通じて遠心圧縮機１００，２００に流入する流体の全量が、圧縮機１００，２００によって処理されて出口１３４を通じて排出され、従って、ガスタービンエンジン１０の効率が改善される。
【００３１】
本明細書で記載されるシステム及び方法の例示的な技術的効果は、（ａ）圧縮機性能の向上；及び（ｂ）ガスタービンエンジン効率の改善のうちの少なくとも１つを含む。
【００３２】
ガスタービンエンジン及び関連する構成要素の例示的な実施形態を上記で詳細に説明した。本システムは、本明細書で記載される特定の実施形態に限定されず、システムの構成要素及び／又は方法のステップは、本明細書で記載された他の構成要素及びステップと独立して別個に利用することができる。例えば、本明細書で記載される構成要素の構成はまた、他のプロセスと組み合わせて用いることができ、本明細書で記載されるタービンエンジン及び関連する方法での実施に限定されるものではない。むしろ、例示的な実施形態は、ガスタービンの効率の改善が望まれる多くの他の用途に関連して実施及び利用することができる。
【００３３】
本開示の種々の実施形態の特定の特徴要素は、一部の図面において示され、他の図面では示されていないが、これは、便宜上のことにすぎない。本開示の原理によれば、図面の何れかの特徴は、他の何れかの図面のあらゆる特徴と組み合わせて言及し及び／又は特許請求することができる。
【００３４】
本明細書は、最良の形態を含む実施例を用いて本開示の実施形態を開示しており、更に、あらゆる当業者があらゆるデバイス又はシステムを実施及び利用すること及びあらゆる包含の方法を実施することを含む本開示の実施形態を実施することを可能にする。本明細書で記載される実施形態の特許保護される範囲は、請求項によって定義され、当業者であれば想起される他の実施例を含む。このような他の実施例は、請求項の文言と差違のない構造要素を有する場合、或いは、請求項の文言と僅かな差違を有する均等な構造要素を含む場合には、本発明の範囲内にあるものとする。
【００３５】
最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
［実施態様１］
ガスタービンエンジンで用いる流体移送組立体であって、
ロータシャフトと、
上記ロータシャフトを囲む固定組立体と、
上記ロータシャフトに結合され且つ上記固定組立体の半径方向内側に位置付けられた回転構成要素と、
を備え、上記回転構成要素が、
上記ロータシャフトに結合されたハブと、
上記ハブに結合された複数のロータブレードと、
上記複数のロータブレードに結合されたシュラウドと、
を含む、流体移送組立体。
［実施態様２］
上記シュラウドが、上記複数のロータブレードと一体的に形成される、実施態様１に記載の流体移送組立体。
［実施態様３］
上記シュラウドが、上記複数のロータブレードに対して円周方向に延びてディスク形状を形成する、実施態様１に記載の流体移送組立体。
［実施態様４］
上記シュラウドが、上記複数のロータブレードの外側輪郭に相補的な弓形状を含む、実施態様１に記載の流体移送組立体。
［実施態様５］
上記複数のロータブレードの各ロータブレードが、ロータブレード長を間に定める前縁及び対向する後縁を含み、上記シュラウドが、上記ロータブレード長の実質的に全距離を延びる、実施態様１に記載の流体移送組立体。
［実施態様６］
上記複数のロータブレードの各ロータブレードが、ロータブレード長を間に定める前縁及び対向する後縁を含み、上記シュラウドが、上記前縁及び上記後縁のうちの少なくとも１つからシュラウド端部まで上記ロータブレードの長さよりも短い距離を延びる、実施態様１に記載の流体移送組立体。
［実施態様７］
上記固定組立体が、上記複数のロータブレードに隣接して位置付けられたシール部材を含み、該シール部材が、上記シュラウド端部と上記前縁又は上記後縁のうちの１つとの間で上記シュラウドから離れて延びる、実施態様６に記載の流体移送組立体。
［実施態様８］
上記固定組立体が、上記前縁又は上記後縁のうちの少なくとも１つに近接して位置付けられた少なくとも１つのシール要素を含む、実施態様１に記載の流体移送組立体。
［実施態様９］
上記回転構成要素が、上記シュラウドに結合された少なくとも１つの歯状部を含み、該少なくとも１つの歯状部が、上記少なくとも１つのシール要素とシールを形成するよう構成される、実施態様８に記載の流体移送組立体。
［実施態様１０］
上記回転構成要素が、遠心圧縮機及び遠心タービンのうちの少なくとも１つを含む、実施態様１に記載の流体移送組立体。
［実施態様１１］
ロータシャフトを含むガスタービンエンジンで用いる遠心圧縮機であって、
上記ロータシャフトに結合されたハブと、
上記ハブに結合され、外縁を含む複数のロータブレードと、
上記ハブとの間に流路が形成されるように上記複数のロータブレードの外縁に結合されるシュラウドと、
を備える、遠心圧縮機。
［実施態様１２］
上記複数のロータブレードが、上記ハブ及び上記シュラウドと一体的に形成される、実施態様１１に記載の遠心圧縮機。
［実施態様１３］
上記シュラウドが、上記複数のロータブレードに対して円周方向に延びてディスク形状を形成する、実施態様１１に記載の遠心圧縮機。
［実施態様１４］
上記シュラウドが、上記複数のロータブレードの外側輪郭に相補的な弓形状を含む、実施態様１１に記載の遠心圧縮機。
［実施態様１５］
上記複数のロータブレードの各ロータブレードが、ロータブレード長を間に定める前縁及び対向する後縁を含み、上記シュラウドが、上記ロータブレード長の実質的に全距離を延びる、実施態様１１に記載の遠心圧縮機。
［実施態様１６］
上記複数のロータブレードの各ロータブレードが、ロータブレード長を間に定める前縁及び対向する後縁を含み、上記シュラウドが、上記前縁及び上記後縁のうちの少なくとも１つからシュラウド端部まで上記ロータブレードの長さよりも短い距離を延びる、実施態様１１に記載の遠心圧縮機。
［実施態様１７］
上記シュラウドに結合された少なくとも１つの歯状部を更に備え、上記少なくとも１つのシール歯状部が、上記ガスタービンエンジンにおいて上記シュラウドに近接して位置付けられた固定組立体とシールを形成するよう構成される、実施態様１１に記載の遠心圧縮機。
［実施態様１８］
ガスタービンエンジンで用いる遠心圧縮機を製造する方法であって、
ロータシャフトに結合されるように構成されたハブと複数のブレードを一体的に形成するステップと、
上記複数のロータブレードの外縁とシュラウドを一体的に形成して、上記シュラウドと上記ハブとの間に流路を形成するステップと、
を含む、方法。
［実施態様１９］
上記シュラウドを一体的に形成するステップが、上記シュラウドが上記複数のロータブレードの実質的に全距離を延びるように上記シュラウドを一体的に形成するステップを含む、実施態様１８に記載の方法。
［実施態様２０］
上記シュラウドを一体的に形成するステップが、上記シュラウドが上記ロータブレードの全長よりも短い距離を上記複数のロータブレードに沿って延びるように、上記シュラウドを一体的に形成するステップを含む、実施態様１８に記載の方法。
【符号の説明】
【００３６】
１０  タービンエンジン
１２  ファン組立体
１４  ブースター圧縮機
１６  高圧圧縮機
１８  燃焼器組立体
２０  高圧タービン
２２  低圧タービン
２４  ファンブレード
２６  ロータディスク
２８  第１の駆動シャフト
３０  第２の駆動シャフト
３２  吸気口
３４  排気口
３６  中心線
１００  遠心圧縮機
１０２  固定組立体
１０４  ハブ
１０６  ロータブレード
１０８  シュラウド
１１０  ブレード内縁
１１２  ブレード外縁
１１４  流体流路
１１６  前縁
１１８  半径方向内側部分
１２０  後縁
１２２  半径方向外側部分
１２４  第１の固定部材
１２６  第２の固定部材
１２８  第１のシール要素
１３０  第２のシール要素
１３２  入口
１３４  出口
１３６  第１の歯状部
１３８  第２の歯状部
２００  遠心圧縮機
２０２  固定組立体
２０６  第１のシュラウド
２０８  第２のシュラウド
２１０  シュラウド端部
２１２  シュラウド端部
２１４  第３の固定部材
２１６  中間部分
２１８  シール部材
【図１】
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【図２】
2017141821.tif 000004
【図３】
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【図４】
2017141821.tif 000006
【図５】
2017141821.tif 000007
【外国語明細書】
2017141821000001.pdf