(57)【要約】      （修正有）【課題】部材数が少ない、ガスタービンエンジンの静止部品を半径方向及び／又は円周方向に結合するための保持組立体を提供する。【解決手段】第１及び第２の面をそれぞれ定める第１及び第２のガスタービン壁８４，７４を含む、ガスタービン部品８４のための保持組立体１００に関する。第１及び第２の面の間に配置されるリテーナは、第１の面と接触するフランジを含む。複数のフィンガーが、フランジから外側に延在する。第１のフィンガー部分が、第１のタービン壁８４から離れて第２の壁７４まで延びる。第１のフィンガー部分に接続された第２のフィンガー部分は、フランジと実質的に平行に延在する。複数のフィンガーの第１のフィンガーの第２のフィンガー部分が、第２の面に定められる第１のスロットに配置される。第１のフィンガーに隣接した複数のフィンガーの第２のフィンガーの第２のフィンガー部分が、第１のスロットに隣接する第２の面上に配置される。【選択図】図２
2017061926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静止ガスタービン部品（７４）のための保持組立体（１００）であって、
第１の面（１０２）を有する第１の静止ガスタービン壁（８４）と、
第２の面（１０４）を有していて第２の面（１０４）に１以上のスロット（１１４）を画成する第２の静止ガスタービン壁（７４）と、
第１の面（１０２）と第２の面（１０４）との間に配置されるリテーナ（１０６）と
を備えており、リテーナ（１０６）が、
第１の面（１０２）と接触するフランジ（１０８）と、
フランジ（１０８）から外側に延在する複数の平行フィンガー（１１６）と
を含んでいて、複数の平行フィンガー（１１６）の各々が、
第１の静止ガスタービン壁（８４）から離れて第２の静止ガスタービン壁（７４）に向かって延在する第１のフィンガー部分（１１０）と、
第１のフィンガー部分（１１０）と一体に接続していてフランジ（１０８）と実質的に平行に延在する第２のフィンガー部分（１１２）と
を含んでおり、複数の平行フィンガー（１１６）の第１のフィンガー（１１６ａ）の第２のフィンガー部分（１１２）が、１以上のスロット（１１４）の第１のスロット（１１４ａ）に配置され、複数の平行フィンガー（１１６）の第２のフィンガー（１１６ｂ）の第２のフィンガー部分（１１２）が、第１のスロット（１１４ａ）に隣接した第２の面（１０４）上に配置される、保持組立体（１００）。
【請求項２】
１以上のスロット（１１４）が、円周方向に離間して配置された複数のスロット（１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ）を含む、請求項１に記載の保持組立体（１００）。
【請求項３】
１以上のスロット（１１４）の半径方向深さ（１１８）が、複数の平行フィンガー（１１６）の半径方向厚さ（１２２）よりも相対的に大きい、請求項１に記載の保持組立体（１００）。
【請求項４】
複数の平行フィンガー（１１６）が、鈍角（１２４）でフランジ（１０８）から半径方向内向きに延びる、請求項１に記載の保持組立体（１００）。
【請求項５】
鈍角（１２４）は、フランジ（１０８）が第１の静止ガスタービン壁（８４）に半径方向外向きの圧力を作用させ、且つ複数の平行フィンガー（１１６）が第２の静止ガスタービン壁（７４）に半径方向内向きの圧力を作用させる圧力作用鈍角（１２４）を含む、請求項５に記載の保持組立体（１００）。
【請求項６】
フランジ（１０８）が、タービンシュラウド（７４）から半径方向外向きに配置され且つタービンシュラウド（７４）から半径方向に離間して配置される、請求項２に記載の保持組立体（１００）。
【請求項７】
第１のフィンガー（１１６ａ）の第２のフィンガー部分（１１２）が、第２のフィンガー（１１６ｂ）の第２のフィンガー部分（１１２）から半径方向内向きに配置される、請求項１に記載の保持組立体（１００）。
【請求項８】
第１のフィンガー（１１６ａ）の第２のフィンガー部分（１１２）が、第２の面（１０４）から半径方向内向きに配置される、請求項７に記載の保持組立体（１００）。
【請求項９】
フランジ（１０８）が、複数の平行フィンガー（１１６）の各々の第２のフィンガー部分（１１２）から軸方向及び半径方向に離間して配置される、請求項１に記載の保持組立体（１００）。
【請求項１０】
ガスタービン（１０）であって、
圧縮機（２２，２４）と、
燃焼セクション（２６）と、
第１の面（１０２）を有する第１の静止ガスタービン壁（８４）と、第２の面（１０４）を有していて第２の面（１０４）に１以上のスロット（１１４）を画成する第２の静止ガスタービン壁（７４）とを有するタービンセクション（２８，３０）と、
第１の面（１０２）と第２の面（１０４）との間に配置されるリテーナ（１０６）と
を備えており、リテーナ（１０６）が、
第１の面（１０２）と接触するフランジ（１０８）と、
フランジ（１０８）から外側に延在する複数の平行フィンガー（１１６）と
を含んでいて、複数の平行フィンガー（１１６）の各々が、
第１の静止ガスタービン壁（８４）から離れて第２の静止ガスタービン壁（７４）に向かって延在する第１のフィンガー部分（１１０）と、
第１のフィンガー部分（１１０）と一体に接続していてフランジ（１０８）と実質的に平行に延在する第２のフィンガー部分（１１２）と、
を含んでおり、複数の平行フィンガー（１１６）の第１のフィンガー（１１６ａ）が、１以上のスロット（１１４）の第１のスロット（１１４ａ）に配置され、複数の平行フィンガー（１１６）の第２のフィンガー（１１６ｂ）が、第１のスロット（１１４ａ）に隣接した第２の面（１０４）上に配置される、ガスタービン（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の主題は、全体的に、ガスタービンエンジンの保持組立体に関する。より詳細には、本発明の主題は、タービンシュラウドなどのガスタービンエンジンにおける静止部品の保持組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンは、一般に、直列流れ順に、圧縮機セクション、燃焼セクション、タービンセクション、及び排気セクションを含む。作動時には、空気が圧縮機セクションに流入し、ここで空気が燃焼セクションに到達するまで、１以上の軸流圧縮機が空気を漸次的に圧縮する。燃料は、圧縮空気と混合されて燃焼セクション内で燃焼し、これにより燃焼ガスを生成する。燃焼ガスは、燃焼セクションから、タービンセクション内に定められた高温ガス経路を通って流れ、排気セクションを介してタービンセクションから流出する。
【０００３】
特定の構成において、タービンセクションは、直列流れ順で、高圧（ＨＰ）タービン及び低圧（ＬＰ）タービンを含む。ＨＰ及びＬＰタービンは各々、貫流する燃焼ガスから運動エネルギー及び／又は熱エネルギーを取り出す１以上のタービンブレードを含む。各タービンブレードは通常、リングを形成してタービンブレードの周りを囲むタービンシュラウドを含む。すなわち、各タービンシュラウドは、対応する各タービンブレードから半径方向外向きに配置され、タービンブレードを円周方向に取り囲む。この点に関して、各タービンブレード及び対応する各タービンシュラウドは、それらの間にギャップを形成する。
【０００４】
タービンシュラウドなどの高温ガス経路を画成する部品は、セラミックマトリックス複合材材料又は高温燃焼ガスへの長期暴露に耐えることができる別の材料から構成することができる。タービンシュラウドマウントなどの高温ガス経路から半径方向外向きに配置される部品は通常、高温ガス経路に沿った部品よりも低い温度を受ける。この点に関して、これらの部品は、好適な金属材料から構成することができる。
【０００５】
異種材料（例えば、セラミックマトリックス複合材製タービンシュラウド及び金属製マウント）から構成されるガスタービンエンジンにおいて部品を半径方向及び／又は円周方向に結合するためガスタービンエンジンにて通常使用される従来の保持システムは、多くの部品を含む。例えば、このようなシステムは、ピン及び／又はバネの複雑な構成を含む場合がある。この結果、ガスタービンを構成する場合の組み立て時間及びコスト増となる。従って、部材数が少ない、ガスタービンエンジンの静止部品を半径方向及び／又は円周方向に結合するための保持組立体が、当技術において望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第８９８５９４４号
【発明の概要】
【０００７】
本発明の態様及び利点は、その一部を以下の説明に記載しており、又はこの説明から明らかにすることができ、或いは本発明を実施することにより理解することができる。
【０００８】
１つの態様において、本開示は、静止ガスタービン部品のための保持組立体に関する。保持組立体は、第１の面を有する第１の静止ガスタービン壁と、１以上のスロットを画成する第２の面を有する第２の静止ガスタービン壁とを含む。リテーナは、第１の面と第２の面との間に配置される。リテーナは、第１の面と接触したフランジを含む。複数の平行フィンガーがフランジから外側に延在する。複数の平行フィンガーの各々は、第１の静止ガスタービン壁から離れて第２の静止ガスタービン壁に向かって延在する第１のフィンガー部分を含む。第１のフィンガー部分に一体的に接続された第２のフィンガー部分は、フランジと実質的に平行に延在する。複数の平行フィンガーの第１のフィンガーの第２のフィンガー部分が、１以上のスロットの第１のスロットに配置される。複数の平行フィンガーの第２のフィンガーの第２のフィンガー部分が、第１のスロットに隣接した第２の面上に配置される。
【０００９】
別の態様において、本開示は、ガスタービンに関する。ガスタービンは、圧縮機と、燃焼セクションと、タービンセクションとを含む。タービンセクションは、第１の面を有する第１の静止壁と、第２の面を有していて第２の面に１以上のスロットを画成する第２の静止壁とを含む。リテーナが、第１の面と第２の面との間に配置される。リテーナは、第１の面と接触するフランジを含む。複数の平行フィンガーが、フランジから外側に延在する。複数の平行フィンガーの各々が、第１の壁から離れて第２の壁に向かって延在する第１のフィンガー部分を含む。複数の平行フィンガーの各々が更に、第１のフィンガー部分と一体に接続していてフランジと実質的に平行に延在する第２のフィンガー部分を含む。複数の平行フィンガーの第１のフィンガーが、１以上のスロットの第１のスロットに配置され、第１のフィンガーに隣接する複数の平行フィンガーの第２のフィンガーが、第１のスロットに隣接する第２の面上に配置される。
【００１０】
本発明のこれら及び他の特徴、態様、並びに利点は、以下の説明及び添付の請求項を参照するとより理解できるであろう。本明細書に組み込まれ且つその一部を構成する添付図面は、本発明の実施形態を例証しており、本明細書と共に本発明の原理を説明する役割を果たす。
【００１１】
添付図を参照した本明細書において、当業者に対してなしたその最良の形態を含む本発明の完全且つ有効な開示を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本明細書で開示される実施形態に係る例示的な高バイパスターボファンジェットエンジンの概略断面図。
【図２】高圧（ＨＰ）タービンにおける保持組立体の配置を例示した、図１に示すガスタービンエンジンの高圧タービン部分の拡大側断面図。
【図３】本明細書で開示される実施形態に係る保持組立体の拡大側断面図。
【図４】様々な幾何形状特徴要素を例示した、ガスタービンエンジンに設置する前のリテーナの側面図。
【図５】リテーナが存在しない状態で、タービンシュラウドの半径方向外側面における複数のスロットを例示した、図３の線５−５の周りに全体的に見た保持組立体の概略断面図。
【図６】リテーナが設置された状態で、複数のスロットのうちの１つに各々が配置された複数のフィンガーの幾つかを例示した、図３の線５−５の周りに全体的に見た保持組立体の概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
ここで、その１つ以上の実施例が添付図面に例示されている本発明の実施形態について詳細に説明する。詳細な説明では、図面中の特徴部を示すために参照符号及び文字表示を使用している。本発明の同様の又は類似の要素を示すために、図面及び説明において同様の又は類似の記号表示を使用している。本明細書で使用される用語「第１」、「第２」、及び「第３」は、ある部品を別の部品と区別するために同義的に用いることができ、個々の部品の位置又は重要性を意味することを意図したものではない。用語「上流側」及び「下流側」は、流体通路における流体流れに対する相対的な流れ方向を指す。例えば、「上流」は、流体がそこから流れる流れ方向を指し、「下流」は流体がそこに向けて流れ込む流れ方向を指す。
【００１４】
各実施例は、本発明の限定ではなく、例証として提供される。実際に、本発明の範囲又は技術的思想から逸脱することなく、修正形態及び変形形態を本発明において実施できることは、当業者であれば理解されるであろう。例えば、１つの実施形態の一部として例示され又は説明される特徴は、別の実施形態で使用して更に別の実施形態を得ることができる。従って、本発明は、そのような修正及び変形を特許請求の範囲及びその均等物の技術的範囲内に属するものとして保護することを意図している。本発明の例示的な実施形態は、例示の目的でターボファンジェットエンジンに組み込まれるタービンシュラウドに関して全体に説明しているが、本発明の実施形態は、あらゆるターボ機械に組み込まれる何れかのタービンに適用することができ、請求項に特に記載のない限り、ガスターボファンジェットエンジンに限定されないことは、当業者には容易に理解されるであろう。
【００１５】
次に、幾つかの図全体を通して様々な参照符号が同様の要素を表す図面を参照すると、図１は、本明細書で「ターボファン１０」と呼ばれる例示的な高バイパスターボファン型ガスタービンエンジン１０の概略断面図であり、本発明の種々の実施形態を組み込むことができる。図１に示すように、ターボファン１０は、基準の目的で貫通して延びる長手方向軸線又は軸方向中心線を有する。一般に、ターボファン１０は、ファンセクション１６から下流側に配置されたコアタービン又はガスタービンエンジン１４を含むことができる。
【００１６】
ガスタービンエンジン１４は、一般に、環状入口２０を画成する実質的に管状の外側ケーシング１８を含むことができる。外側ケーシング１８は、複数のケーシングから形成することができる。外側ケーシング１８は、直列流れ関係で、ブースタ又は低圧（ＬＰ）圧縮機２２及び高圧（ＨＰ）圧縮機２４を有する圧縮機セクションと、燃焼セクション２６と、高圧（ＨＰ）タービン２８及び低圧（ＬＰ）タービン３０を有するタービンセクションと、ジェット排気ノズルセクション３２とを収容する。高圧（ＨＰ）シャフト又はスプール３４は、ＨＰタービン２８をＨＰ圧縮機２４に駆動可能に接続する。低圧（ＬＰ）シャフト又はスプール３６は、ＬＰタービン３０をＬＰ圧縮機２２に駆動可能に接続する。ＬＰスプール３６はまた、ファンセクション１６のファンスプール又はシャフト３８に接続することができる。特定の実施形態では、図１に示すように、ＬＰスプール３６は、直接駆動構成のようにファンスプール３８に直接接続することができる。代替の構成において、ＬＰスプール３６は、間接駆動又はギア付き駆動構成のように減速ギア３９を介してファンスプール３８に接続することができる。
【００１７】
図１に示すように、ファンセクション１６は、ファンスプール３８に結合され且つファンスプール３８から半径方向外向きに延びる複数のファンブレード４０を含む。環状ファンケーシング又はナセル４２は、ファンセクション１６及び／又はガスタービンエンジン１４の少なくとも一部を円周方向に囲む。ナセル４２は、複数の円周方向に離間した出口ガイドベーン４４によりガスタービンエンジン１４に支持されるよう構成することができる点は、当業者であれば点は理解されるはずである。その上、ナセル４２の下流側セクション４６は、ガスタービンエンジン１４の外側部分にわたって延びて、それらの間にバイパス空気流通路４８を画成することができる。
【００１８】
図２は、本明細書で開示される種々の実施形態を組み込むことができる、図１に示すようなガスタービンエンジン１４のＨＰタービン２８部分の拡大断面図である。図２に示すように、ＨＰタービン２８は、直列流れ関係で、１以上のタービンロータブレード５８（１つのみ図示）の列５６から軸方向に離間して配置された１以上のステータベーン５４（１つのみ図示）の列５２を有する第１の段５０を含む。ＨＰタービン２８は更に、１以上のタービンロータブレード６８（１つのみ図示）の列６６から軸方向に離間して配置された１以上のステータベーン６４（１つのみ図示）の列６２を有する第２の段６０を含む。
【００１９】
タービンロータブレード５８，６８は、ＨＰスプール３４（図１）から半径方向外向きに延び且つＨＰスプール３４に結合される。図２に示すように、ステータベーン５４，６４及びタービンロータブレード５８，６８は、燃焼器セクション１６（図１）からの燃焼ガスをＨＰタービン２８を通して送るための高温ガス経路７０を少なくとも部分的に定める。図１に示すように、ステータベーン５４，６４の列５２，６２は、ＨＰスプール３４の周りに環状に配列され、タービンロータブレード５８，６８の列５６，６６は、ＨＰスプール３４の周りに円周方向に離間して配置される。
【００２０】
図２に示すように、ＨＰタービン２８の種々の実施形態は、１以上のタービンシュラウド組立体７２を含む。例えば、ＨＰタービン２８は、第１のタービンシュラウド組立体７２（ａ）と第２のタービンシュラウド組立体７２（ｂ）とを含むことができる。各タービンシュラウド組立体７２（ａ），７２（ｂ）は、全体として、対応するタービンロータブレード５８，６８の列の周りにリング又はシュラウドを形成する。
【００２１】
各タービンシュラウド組立体７２（ａ），７２（ｂ）は、タービンロータブレード５８，６８のブレード先端７６，７８から半径方向に離間して配置されたタービンシュラウド又はシュラウドシール７４（ａ），７４（ｂ）を含むことができる。保持組立体１００は、各タービンシュラウド７４（ａ），７４（ｂ）を対応するタービンシュラウドマウント８４（ａ），８４（ｂ）に接続する。特に、以下でより詳細に検討するように、保持組立体１００は、各タービンシュラウド７４（ａ），７４（ｂ）を各タービンシュラウド組立体７２（ａ），７２（ｂ）に対して円周方向及び半径方向に保持する。タービンシュラウドマウント８４（ａ），８４（ｂ）は、ターボファン１０のケーシング８２に接続することができる。
【００２２】
この構成は、ブレード先端７６，７８とシール面又は高温側面８０（ａ），８０（ｂ）との間にクリアランスギャップを形成する。上述のように、一般的には、特にターボファン１０の巡航運転の間は、ブレード先端７６，７８とタービンシュラウド７４（ａ），７４（ｂ）との間のクリアランスギャップを最小限にし、高温ガス経路７０からブレード先端７６，７８を超えて且つクリアランスギャップを通じた漏洩を低減することが望ましい。特定の実施形態では、タービンシュラウド７４（ａ），７４（ｂ）のうちの少なくとも一方は、連続した単体構造又は継ぎ目なしのリングとして形成することができる。
【００２３】
図１に示すように、空気２００は、ターボファン１０の作動中にその吸入部分２０２に流入する。矢印２０４で示される空気２００の第１の部分は、バイパス空気流通路４８に流入し、矢印２０６で示される空気２００の第２の部分は、ＬＰ圧縮機２２の入口２０に流入する。ＬＰ圧縮機２２は、貫流する空気の第２の部分２０６を漸次的に圧縮して、ＨＰ圧縮機２４に送る。ＨＰ圧縮機２４は更に、ＨＰ圧縮機２４を流れる空気の第２の部分２０６を更に圧縮して、矢印２０８で示される圧縮空気を燃焼セクション２６に提供し、ここで燃料と混合されて燃焼して、矢印２１０で示される燃焼ガスを提供する。
【００２４】
燃焼ガス２１０は、ＨＰタービン２８を通って流れ、ここでステータベーン５４，６４及びタービンロータブレード５８，６８は、燃焼ガス２１０から運動エネルギー及び／又は熱エネルギーを取り出す。このエネルギー取り出しは、ＨＰ圧縮機２４の作動を支持する。このエネルギー取り出しは、ＨＰ圧縮機２４の作動を支援する。次いで、燃焼ガス２１０は、ＬＰタービン３０を通って流れ、ここでＬＰシャフト又はスプール３６に結合されたＬＰタービンステータベーン２１２及びＬＰタービンロータブレード２１４の連続する段が、燃焼ガス２１０から熱及び／又は運動エネルギーの第２の部分を取り出す。このエネルギー取り出しにより、ＬＰシャフト又はスプール３６が回転を生じ、これによりＬＰ圧縮機２２の作動及び／又はファンスプール又はシャフト３８の回転を支援する。次いで、燃焼ガス２１０は、ガスタービンエンジン１４のジェット排気ノズルセクション３２を通って流れる。
【００２５】
コアタービン１４は、ターボファン１０と連動して同様の目的を果たし、地上ベースガスタービン、空気の第１の部分２０４と第２の部分２０６との比がターボファンにおけるよりも小さいターボジェットエンジン、及びファンセクション１６がナセル４２を有していないアンダクテッドファンエンジンにおける同様の環境が見られる。ターボファン、ターボジェット及びアンダクテッドエンジンの各々において、何れかのシャフト及びスプールの間に速度低減装置（例えば、減速ギアボックス３９）を含めることができる。例えば、減速ギアボックス３９は、ＬＰスプール３６とファンセクション１６のファンシャフト３８との間に配置することができる。
【００２６】
図３〜６は、保持組立体１００の種々の部品及び特徴要素を示している。より具体的には、図３は、本明細書で開示される保持組立体１００の１つの実施形態の側断面図である。図４は、ターボファン１０に設置する前のリテーナの側面図である。図５は、リテーナが設置されていない、タービンシュラウドにおける複数のスロットを例示した保持組立体１００の断面図である。図６は、リテーナが設置され、複数のスロットのうちの１つに各々配置された複数のフィンガーの幾つかを例示した保持組立体の断面図である。
【００２７】
図３〜６に例示されるように、保持組立体１００は、矢印９０で示される軸方向と、矢印９２で示される半径方向と、矢印９４で示される円周方向とを定める。一般に、軸方向は、長手方向軸線１２に沿って延び、半径方向は、長手方向軸線１２から垂直に外向きに延び、円周方向は、長手方向軸線１２の周りに円周方向に延びる。
【００２８】
保持組立体１００は、タービンシュラウド７４のような第２のガスタービン壁をタービンシュラウドマウント８４のような第１のガスタービン壁に固定する。タービンシュラウドマウント８４及びタービンシュラウド７４は、それぞれ、ターボファン１０におけるタービンシュラウドマウント８４（ａ），８４（ｂ）など、又はタービンシュラウド７４（ａ），７４（ｂ）などの何れかとすることができる。しかしながら、第１及び第２のガスタービン壁は、ターボファン１０における他の何れかの隣接する静止部品とすることができる。タービンシュラウドマウント８４は、半径方向内側面１０２を含み、タービンシュラウド７４は、半径方向外側面１０４を含む。タービンシュラウドマウント８４は、金属材料から構成することができ、タービンシュラウド７４は、セラミックマトリックス複合材から構成することができる。
【００２９】
図３及び５〜６に例示するように、タービンシュラウド７４は、半径方向外側面１０４から半径方向内向きに延びる１以上のスロット１１４を画成する。好ましくは、１以上のスロット１１４は、矩形断面を有する。この点において、１以上のスロット１１４は、矢印１１８で示される半径方向深さと、矢印１２０で示される軸方向長さと、矢印１３０で示される円周方向長さ（図５）とを含む。１つの実施形態では、軸方向長さ及び円周方向長さは、半径方向深さよりも相対的に大きい。但し、１以上のスロット１１４は、あらゆる好適な断面形状（例えば、円形、楕円形、五角形、その他）を有することができる。この場合、半径方向深さは、半径方向の最大寸法に相当し、軸方向長さは、軸方向の最大寸法に相当し、円周方向長さは、円周方向の最大寸法に相当する。以下でより詳細に検討するように、１以上のスロットは、フィンガー１１６の少なくとも一部を受けるようなサイズ及び形状にすべきである。
【００３０】
好ましくは、タービンシュラウド７４は、複数のスロット１１４を画成する。図５〜６に例示されるように、例えば、タービンシュラウド７４は、第１のスロット１１４ａ、第２のスロット１１４ｂ、及び第３のスロット１１４ｃを画成することができる。しかしながら、タービンシュラウド７４は、必要に応じて又は要求通りにより多く又はより少ないスロット１１４を画成することができる。複数のスロット１１４の各々は、円周方向に離間して配置される。この点において、複数のスロット１１４は、タービンシュラウド７４の全体の周りに定めることができ、或いは、単にタービンシュラウド７４の一部の周りに定めることもできる（例えば、円周方向で３６０度のうちの１８０度をタービンシュラウド７４が占めることができる）。複数のスロット１１４は、円周方向に均等に離間して配置され（例えば、１０度毎に）、或いは、不均等に離間して配置することができる。例えば、一部の実施形態では、複数のスロット１１４は、互いに円周方向に離間して配置されたグループに分けることができる（例えば、３つのスロット１１４のグループが３０度の間隔を置いて配置され、各グループにおける３つのスロット１１４の各々が１０度の間隔を置いて配置されている）。更に、複数のスロット１１４の各々は、軸方向に整列することができる。しかしながら、複数のスロット１１４の１以上は、複数のスロット１１４の残りのスロットから軸方向にオフセットすることができる。例えば、１つの実施形態では、複数のスロット１１４の他の全てのスロットは、隣接するスロット１１４から軸方向にオフセットすることができる。
【００３１】
図３に例示するように、保持組立体１００は、タービンシュラウドマウント８４とタービンシュラウド７４との間に配置された１以上のリテーナ１０６を含む。より具体的には、１以上のリテーナ１０６は、タービンシュラウド７４全体の周りに円周方向に延びることができる。１つの実施形態では、単一のリテーナ１０６が、タービンシュラウド７４全体の周りに円周方向に延びることができる。或いは、複数のリテーナ１０６が、タービンシュラウド７４全体の周りに円周方向に延びることができる。この点において、リテーナの各々は、それぞれの隣接するリテーナ１０６と接触して、又は離間して配置することができる。しかしながら、１以上のリテーナ１０６は、タービンシュラウド７４の一部の周りだけに延びることができる（例えば、円周方向で３６０度のうちの１８０度をタービンシュラウド７４が占める）。保持組立体１００は、必要に応じて又は要求通りの数のリテーナ１０６を含むことができる。
【００３２】
図４は、ターボファン１０に設置される前のリテーナ１０６を示す。リテーナ１０６は、半径方向内側面１０２と嵌合するためのフランジ１０８を含む。フランジ１０８は、ほぼ矩形の断面を有することができる。この点において、フランジ１０８は、矢印１２８で示される半径方向厚さと、矢印１２６で示される軸方向長さとを含む。１つの実施形態では、軸方向長さは、半径方向厚さよりも相対的に大きい。しかしながら、フランジ１０８は、あらゆる好適な断面形状（例えば、三角形、放物線、その他）を有することができる。この場合、半径方向厚さは、半径方向の最大寸法に相当し、軸方向長さは、軸方向の最大寸法に相当する。
【００３３】
リテーナ１０６は更に、フランジ１０８から外側に延在する略平行な複数のフィンガー１１６を含む。より具体的には、複数のフィンガー１１６の各々は、フランジ１０８から半径方向内向き及び軸方向外向きに延びる第１のフィンガー部分１１０を含む。この点において、第１のフィンガー部分１１０の各々は、フランジ１０８と鈍角１２４を形成する。第２のフィンガー部分１１２は、第１のフィンガー部分１１０から軸方向外向きに延びる。１つの実施形態では、フランジ１０８は、第２のフィンガー部分１１２から半径方向外向きに配置され、半径方向に離間して且つ軸方向に沿って実質的に平行に配置される。従って、第１のフィンガー部分１１０は、フランジ１０８と第２のフィンガー部分１１２との間で角度を付けて延びる。
【００３４】
フランジ１０８と同様に、複数のフィンガー１１６は、略矩形の断面を有することができる。この点において、第１のフィンガー部分１１０は、矢印１３４で示される長さを含み、第２のフィンガー部分１１２は、矢印１２２で示される半径方向厚さ及び矢印１３２で示される軸方向長さを含む。１つの実施形態では、第２のフィンガー部分１１２の軸方向長さは、半径方向厚さよりも相対的に大きい。しかしながら、複数のフィンガー１１６は、あらゆる好適な断面形状（例えば、三角形、放物線、その他）を有することができる。この場合、半径方向厚さは、半径方向の最大寸法に相当し、軸方向長さは、軸方向の最大寸法に相当する。複数のフィンガー１１６のうちの第２のフィンガー部分１１２の少なくとも１つは、複数のフィンガー１１６のうちの第２のフィンガー部分１１２の他の少なくとも１つと異なる軸方向長さを有することができる。しかしながら、好ましくは、複数のフィンガー１１６の各々は、同じ第１のフィンガー部分の長さ、第２のフィンガー部分の半径方向厚さ、及び第２のフィンガー部分の軸方向長さを有する。更に、複数のフィンガー１１６の各々及びフランジ１０８は、同じ一定の断面形状及び半径方向厚さ１２２，１２８を有する。
【００３５】
図４に例示する実施形態では、鈍角１２４は、リテーナ１０６がターボファン１０に設置される前に複数のフィンガー１１６の各々について実質的に同じである。しかしながら、複数のフィンガー１１６の少なくとも１つは、複数のフィンガー１１６の他の少なくとも１つと異なる鈍角１２４を有することができる。
【００３６】
図３〜６に例示する実施形態では、複数のフィンガー１１６は、５つのフィンガー１１６を含む。すなわち、図６は、５つのフィンガー１１６（図３はフィンガー１１６ａ、１１６ｂのみ図示している）に対応する５つの第２のフィンガー部分１１２ａ、１１２ｃ，１１２ｄ，１２２ｅを示している。しかしながら、複数のフィンガー１１６が２以上のフィンガー１１６を含む限りは、複数のフィンガー１１６は要求又は必要に応じた数のフィンガー１１６を含むことができる。
【００３７】
リテーナ１０６は、好ましくは、一体的に形成される（例えば、スタンプ成形／曲げ加工、鋳造、その他により）。すなわち、フランジ１０８と複数のフィンガー１１６の各々とが一体的に接続される。但し、フランジ１０８及び／又は複数のフィンガー１１６の各々は、別個に形成（例えば、スタンプ成形、鋳造、その他）されて、恒久的に共に接合（例えば、溶接その他を介して
）することができる。
【００３８】
リテーナ１０６は、好ましくは、好適なニッケル又はコバルト合金から構成される。好適なニッケル又はコバルト合金には、米国ニューヨーク州スケネクタディ所在のＧｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏにより製作されるＲｅｎｅ４１（登録商標）合金、米国コネチカット州ハートフォード所在のＵｎｉｔｅｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって製作されるＷＡＳＰＡＬＯＹ（登録商標）、米国インディアナ州ココモ所在のＨａｙｎｅｓ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌによって製作されるＨＡＳＴＥＬＬＯＹ（登録商標）Ｘ、米国ニューヨーク州ニューハートフォード所在のＳｐｅｃｉａｌ  Ｍｅｔａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって製作されるＩＮＣＯＮＥＬ（登録商標）合金７１８、及び米国インディアナ州ココモ所在のＨａｙｎｅｓ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌによって製作されるＨＡＹＮＥＳ（登録商標）合金１８８が挙げられる。
【００３９】
ターボファン１０に設置されたときには、リテーナ１０６は、タービンシュラウドマウント８４とタービンシュラウド７４との間に配置される。この点において、フランジ１０８は、タービンシュラウドマウント８４の半径方向内側面１０２と接触し、複数のフィンガー１１６の少なくとも一部は、タービンシュラウド７４の半径方向外側面１０４と接触する。より具体的には、図３に例示するように、第２のフィンガー部分の少なくとも１つ１１２ａは、１以上のスロット１２０内に配置され、第２のフィンガー部分の少なくとも１つ１１２ｂは、１以上のスロット１１４に隣接して半径方向外側面１０４上に配置される。この点において、第２のフィンガー部分１１２ａは、第２のフィンガー部分１１２ｂから半径方向内向きに配置される。従って、１以上のスロット１１４は、タービンシュラウドマウント８４とタービンシュラウド７４との間の半径方向移動を実質的に阻止する。
【００４０】
１以上のスロット１１４は、第２のフィンガー部分１１２ａを収容するようなサイズ及び形状にすべきである。具体的には、１以上のスロット１１４の軸方向長さは、第２のフィンガー部分１１２ａが１以上のスロット１１４に収まるように第２のフィンガー部分１１２ａの軸方向長さよりも大きくすべきである。１以上のスロット１１４及び第２のフィンガー部分１１２ａの断面形状は、ほぼ同じにすべきである。一部の実施形態では、１以上のスロット１１４の半径方向深さは、第２のフィンガー部分１１２ａの半径方向厚さよりも大きくすることができる。従って、１以上のスロット１１４内に配置された第２のフィンガー部分１１２ａは、半径方向外側面１０４から半径方向内向きに位置付けることができる。
【００４１】
第２のフィンガー部分１１２の各々は、スロット１１４内の位置付けと半径方向外側面１０４上の位置付けとを交互にするのが好ましい。例えば、図６に示すように、第２のフィンガー部分１１２ａは、スロット１１４ａ内に配置され、第２のフィンガー部分１１２ｂは、スロット１１４ａに隣接した半径方向外側面１０４上に配置される。例えば、図６に示すように、第２のフィンガー部分１１２ａは、スロット１１４ａ内に配置され、第２のフィンガー部分１１２ｂは、スロット１１４ａに隣接した半径方向外側面１０４上に配置され、第２のフィンガー部分１１２ｃは、スロット１１４ｂ内に配置され、第２のフィンガー部分１１２ｄは、スロット１１４ｂに隣接した半径方向外側面１０４上に配置され、第２のフィンガー部分１１２ｅは、スロット１１４ｃ内に配置される。但し、第２のフィンガー部分１１２は、１以上のスロット１１４内及び半径方向外側面１０４上にあらゆるパターンで位置付けることができる。
【００４２】
鈍角１２４及び第１のフィンガー部分１１０の長さは、リテーナ１０６がタービンシュラウドマウント８４に半径方向外向きの力を加え、タービンシュラウド７４に半径方向内向きの力を加えるようなサイズ及び構成にすべきである。より具体的には、フランジ１０８は、半径方向内側壁１０２に半径方向外向きの力を加えるべきであり、第２のフィンガー部分１１２は、半径方向外側壁１０４及び１以上のスロット１１４に半径方向内向きの力を加えるべきである。これらの対向する半径方向の力を生成するために、タービンシュラウドにおいてリテーナ１０６の設置時に、フランジ１０８は半径方向内向きに撓むことができ、及び／又は複数のフィンガー１１６は半径方向外向きに撓むことができる。半径方向内側面１０４上に配置された第２のフィンガー部分１１２を有する複数のフィンガー１１６の各々は、１以上のスロット１１４に配置された複数のフィンガー１１６の各々よりも半径方向外向きにより多く撓むことができる。この点において、リテーナ１０６は、タービンシュラウドマウント８４とタービンシュラウド７４との間の半径方向移動を実質的に阻止する。すなわち、リテーナ１０６によって加えられる対向する力は、タービンシュラウドマウント８４とタービンシュラウド７４との間の半径方向移動を実質的に阻止する。
【００４３】
リテーナ１０６はまた、円周方向でタービンシュラウドマウント８４の内部にタービンシュラウド７４を半径方向中心に配置する。すなわち、半径方向に対向する力は、タービンシュラウドマウント８４によって定められる開口の中心にタービンシュラウド７４を整列させる。この点において、例えば作動中にターボファン１０を揺動させる乱流又は他の外乱に起因してタービンシュラウド７４が中心から外れて移動した場合、リテーナ１０６は、タービンシュラウド７４をタービンシュラウドマウント８４内で再整列させる。
【００４４】
上記で詳細に検討したように、保持組立体１００は、静止ガスタービン壁（タービンシュラウド７４のような）を隣接する静止ガスタービン壁（タービンシュラウドマウント８４のような）に対して少なくとも半径方向及び円周方向で位置決めし保持する。更に、保持組立体１００は、少なくとも一部の実施形態では、これを行うためにリテーナ１０６（一体的に形成することができる）のみを用いることができる。この点において、保持組立体１００は、従来のガスタービン保持システムと比べて部材数を削減することができる。従って、保持組立体１００は、組み立て時間及びコストを低減する。
【００４５】
本明細書は、最良の形態を含む実施例を用いて本発明を開示し、また、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並びにあらゆる組み込み方法を実施することを含む本発明を実施することを可能にする。本発明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とができる。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。
【符号の説明】
【００４６】
１０  ターボファンジェットエンジン
１２  長手方向又は軸方向中心線
１４  ファンセクション
１６  コア／ガスタービンエンジン
１８  外側ケーシング
２０  吸入口
２２  低圧圧縮機
２４  高圧圧縮機
２６  燃焼セクション
２８  高圧タービン
３０  低圧タービン
３２  ジェット排気セクション
３４  高圧シャフト／スプール
３６  低圧シャフト／スプール
３８  ファンスプール／シャフト
４０  ファンブレード
４２  ファンケーシング又はナセル
４４  出口ガイドベーン
４６  下流側セクション
４８  バイパス空気流通路
５０  第１の段
５２  列
５４  ステータベーン
５６  列
５８  タービンロータブレード
６０  第２の段
６２  列
６４  ステータベーン
６６  列
６８  タービンロータブレード
７０  高温ガス経路
７２  タービンシュラウド組立体
７２（ａ）  第１のタービンシュラウド組立体
７２（ｂ）  第２のタービンシュラウド組立体
７４  タービンシュラウド
７４（ａ）  シュラウドシール
７４（ｂ）  シュラウドシール
７６  ブレード先端
７８  ブレード先端
８０  シール面
８２  ケーシング
８４  タービンシュラウドマウント
８４（ａ）  第１のタービンシュラウドマウント
８４（ｂ）  第２のタービンシュラウドマウント
９０  軸方向
９２  半径方向
９４  円周方向
１００  保持組立体
１０２  タービンシュラウドマウントの半径方向内側面
１０４  タービンシュラウドマウントの半径方向外側面
１０６  リテーナ
１０８  フランジ
１１０  第１のフィンガー部分
１１２  第２のフィンガー部分
１１４  スロット
１１６  フィンガー
１１８  スロットの半径方向深さ
１２０  スロットの軸方向長さ
１２２  第２のフィンガー部分の半径方向厚さ
１２４  フランジとフィンガーとの角度
１２６  フランジの軸方向長さ
１２８  フランジの半径方向厚さ
１３０  スロットの円周方向長さ
１３２  第２のフィンガー部分の軸方向長さ
１３４  第１のフィンガー部分の長さ
２００  空気
２０２  吸入部分
２０４  空気の第１の部分
２０６  空気の第２の部分
２０８  圧縮空気
２１０  燃焼ガス
２１２  ＬＰタービンベーン
２１４  ＨＰタービンベーン
【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】
2017061926.tif 000007
【図６】
2017061926.tif 000008
【外国語明細書】
2017061926000001.pdf