JP2009243469A - Method and system of supporting stator constituent element - Google Patents

Method and system of supporting stator constituent element Download PDF

Info

Publication number
JP2009243469A
JP2009243469A JP2009077900A JP2009077900A JP2009243469A JP 2009243469 A JP2009243469 A JP 2009243469A JP 2009077900 A JP2009077900 A JP 2009077900A JP 2009077900 A JP2009077900 A JP 2009077900A JP 2009243469 A JP2009243469 A JP 2009243469A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stator
disposed
hanger
stationary
stationary element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2009077900A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009243469A5 (en
JP5379532B2 (en
Inventor
Jason David Shapiro
ジェイソン・デビッド・シャピロ
Victor Hugo Silva Correia
ビクター・ヒューゴ・シルバ・コレイア
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US12/058,980 external-priority patent/US8172522B2/en
Priority claimed from US12/058,972 external-priority patent/US8092163B2/en
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of JP2009243469A publication Critical patent/JP2009243469A/en
Publication of JP2009243469A5 publication Critical patent/JP2009243469A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5379532B2 publication Critical patent/JP5379532B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00Stators
    • F01D9/02Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/04Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F01D25/246Fastening of diaphragms or stator-rings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00Stators
    • F01D9/02Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/04Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
    • F01D9/041Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector using blades

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and a system of mounting a stator in a turbine engine with respect to a gas turbine engine constituent element. <P>SOLUTION: A method of supporting removable static elements in a turbine engine stator assembly includes steps of: engaging a stator hanger 210 located at a first location 221 on a first static element 231 with a post 96 located on a first static structure 91 whereby the post 96 supports at least a part of the weight of the first static element 231; making a stator stopper 220 located at a second location 222 on the first static element 231 that is located circumferentially apart from a first position 221 engaged with the stator hanger 210 located on a second static element 232; and making a hook 56 located at a third location 223 on the first static element 231 engaged with a second static structure 92 whereby the second static structure 92 supports at least a part of the weight of the first static element 231. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、一般にガスタービンエンジン構成要素に関し、特にタービンエンジンにおけるステータの取付けに関する。   The present invention relates generally to gas turbine engine components, and more particularly to mounting a stator in a turbine engine.

ガスタービンエンジンは一般にコアエンジンを有し、コアエンジンは、このコアエンジンに流入する空気を圧縮する圧縮機と、燃料を圧縮された空気と混合した後、燃焼させて高エネルギーのガス流を創出する燃焼器と、このガス流からエネルギーを抽出して圧縮機を駆動させる第1または高圧タービンとを有する。航空機用ターボファンエンジンにおいては、コアエンジンより下流に配置される第2または低圧タービンが、ガス流からさらなるエネルギーを抽出してファンを駆動する。このファンから、エンジンが生じる主要な推進力が供給される。   Gas turbine engines typically have a core engine that mixes the air that flows into the core engine and the fuel is mixed with the compressed air and then burned to create a high energy gas stream. And a first or high pressure turbine that extracts energy from the gas stream to drive the compressor. In an aircraft turbofan engine, a second or low pressure turbine located downstream from the core engine extracts additional energy from the gas stream to drive the fan. This fan supplies the main driving force that the engine produces.

環状のタービンノズルは、燃焼器と高圧タービンとの間およびタービン段どうしの間に配置される。このタービンノズルは、コアエンジンの縦軸のまわりに同心的に配置される、半径方向に離間した1対の内側および外側バンドと、この内側および外側環状バンド間に支持される翼形部とを含む。環状タービンノズル組立体において、これらの翼形部は、互いに対して周方向に離間して配置されるとともに、コアエンジン軸に対して半径方向に延在する。環状タービンノズル組立体は、互いに端部と端部とで取り付けられており、360度の周方向に延在するノズル組立体を形成する複数の弓形セグメント(別称として本明細書では1個または複数の「静翼」)により形成される。各タービンノズルセグメントは、内側および外側バンドの弓形セグメントと、これらの内側および外側バンドセグメント間に取り付けられる1個以上の翼形部とを含む。   Annular turbine nozzles are disposed between the combustor and the high pressure turbine and between the turbine stages. The turbine nozzle includes a pair of radially spaced inner and outer bands concentrically disposed about the longitudinal axis of the core engine and an airfoil supported between the inner and outer annular bands. Including. In the annular turbine nozzle assembly, these airfoils are spaced circumferentially relative to one another and extend radially relative to the core engine shaft. The annular turbine nozzle assembly is attached end to end with each other and has a plurality of arcuate segments (also referred to herein as one or more) forming a 360 degree circumferentially extending nozzle assembly. "Static blade"). Each turbine nozzle segment includes an arcuate segment of inner and outer bands and one or more airfoils attached between the inner and outer band segments.

タービンノズルは、燃焼器から出る高温ガス流を、タービンのロータ段に衝突させるとともに該ロータ段の回転をもたらすためにより効率的な方向に誘導および/または再誘導するよう機能する。また、ノズルによる誘導プロセスによってガス流が加速し、その結果、入口および出口平面間における静圧の低下をもたらされるとともに、ノズルとその支持システムに対する高圧の負荷およびモーメントが創出される。加えて、タービンノズルとその支持システムは、高温燃焼ガスと冷却空気とによる高い熱勾配に起因する負荷とモーメントとを、半径方向支持面に受ける。   The turbine nozzle functions to direct and / or redirect the hot gas stream exiting the combustor in a more efficient direction to impinge on the rotor stage of the turbine and effect rotation of the rotor stage. The nozzle induction process also accelerates the gas flow, resulting in a decrease in static pressure between the inlet and outlet planes, and creating high pressure loads and moments on the nozzle and its support system. In addition, the turbine nozzle and its support system receive loads and moments on the radial support surface due to high thermal gradients due to hot combustion gases and cooling air.

従来のノズル支持システムにおいて、ノズルセグメントは、ボルト接合部、またはボルトと何らかの形態の締結機構とを組み合わせたものによってエンジン支持構造に取り付けられる。ところが、ノズル翼形部が受ける機械的な負荷およびモーメントと、熱膨張および収縮の差とにより、このような機構のノズルと支持部とに大きな曲げ応力が生じる。さらに、ボルトを受けるために必要な穴は、本質的に応力集中を生じるとともに、潜在的な漏れ経路になることがある。そして、組立に必要なナットおよびボルトによって、エンジン重量が望ましくなく増加するとともに、エンジンの組立および分解時間が増大する。   In conventional nozzle support systems, the nozzle segments are attached to the engine support structure by bolt joints or a combination of bolts and some form of fastening mechanism. However, the mechanical load and moment that the nozzle airfoil receives and the difference in thermal expansion and contraction cause a large bending stress in the nozzle and support part of such a mechanism. Furthermore, the holes required to receive the bolts inherently cause stress concentrations and can be a potential leak path. And the nuts and bolts required for assembly undesirably increase engine weight and increase engine assembly and disassembly time.

より小型のタービンエンジンの設計には、半径方向内側バンドはタービンロータ段が取り付けられる回転エンジン構造に隣接して延在するため、タービンノズルには、本質的に片持ち式の機構で半径方向外側バンドのみにおいて支持されるものもある。第1段ノズル等のいくつかの段において、ノズルは、内側バンドに結合される半径方向内側マウントまたはフランジ構造によりエンジン静止構造に取り付けられる。半径方向外側バンドは、機械的に保持されるわけではないが、周方向エンジンフランジにより軸方向の力に対して支持される。エンジンの第2段タービン等のその他の段では、タービンノズルは、半径方向外側バンドで取り付けられるが、半径方向内側バンドでは自由になっていてもよい。いずれの設計でも、タービンノズルバンドのまわりの周方向位置にボルトとクランプとを使用することによって、自身が取り付けられる構造よりも高温になるバンドが拘束されるので、ノズルの外側バンドの半径方向の反りが生じ、バンドに取り付けられる翼形部の真円度外れと応力とが生じる。このような翼形部の応力は、翼形部における割れの形成を招きかねない。   For smaller turbine engine designs, the radially inner band extends adjacent to the rotating engine structure to which the turbine rotor stage is mounted, so the turbine nozzle is essentially radially cantilevered in a cantilevered manner. Some are supported only in bands. In some stages, such as the first stage nozzle, the nozzle is attached to the engine stationary structure by a radially inner mount or flange structure coupled to the inner band. The radially outer band is not mechanically held but is supported against axial forces by a circumferential engine flange. In other stages, such as the engine's second stage turbine, the turbine nozzles are mounted with a radially outer band, but may be free with a radially inner band. In either design, the use of bolts and clamps in circumferential positions around the turbine nozzle band constrains the band that is hotter than the structure to which it is attached, so the radial band of the outer band of the nozzle Warpage occurs, resulting in out-of-roundness and stress of the airfoil attached to the band. Such stress in the airfoil can lead to the formation of cracks in the airfoil.

米国特許第3,765,791号U.S. Pat. No. 3,765,791 米国特許第4,883,405号US Pat. No. 4,883,405 米国特許第5,176,496号US Pat. No. 5,176,496 米国特許第5,224,822号US Pat. No. 5,224,822 米国特許第5,249,920号US Pat. No. 5,249,920 米国特許第5,271,714号US Pat. No. 5,271,714 米国特許第5,343,694号US Pat. No. 5,343,694 米国特許第5,372,476号US Pat. No. 5,372,476 米国特許第7,112,042号US Patent No. 7,112,042

エンジン支持構造に対するタービンノズルセグメント等のステータ構成要素の取付けと支持とを改善する、また他の設計および方法を開発する必要性がある。従って、タービンエンジンの静翼等の静止要素をエンジン支持構造に取り付ける方法およびシステムにおいて、ボルトおよびナットを使用することなく、負荷とモーメントとに反発する取付け方法およびシステムを得ることが望ましい。組立体においてステータを容易に交換することができるようなタービンステータ構成要素用の反発式マウントシステムを得ることが望ましい。   There is a need to improve the attachment and support of stator components such as turbine nozzle segments to engine support structures and to develop other designs and methods. Accordingly, in a method and system for attaching stationary elements, such as turbine engine vanes, to an engine support structure, it is desirable to have an attachment method and system that repels loads and moments without the use of bolts and nuts. It would be desirable to have a repulsive mounting system for a turbine stator component such that the stator can be easily replaced in the assembly.

タービンエンジンにおいて取外し可能な静止要素を支持する方法およびシステムを提供する本明細書に記載の例証的な実施例によって、上述の必要性を満たすことができる。この方法は、第1静止要素上の第1位置に配置されるステータハンガを、第1静止構造上に配置されるポストと係合させることによって、このポストに第1静止要素の重さの少なくとも一部分を支持させる段階と、第1位置から周方向に離間した第1静止要素上の第2位置に配置されるステータストッパを第2静止要素上に配置されるステータハンガと係合させる段階と、第1静止要素上の第3位置に配置されるフックを第2静止構造と係合させることによって、この第2静止構造に第2静止要素の重さの少なくとも一部分を支持させる段階とからなる。第1位置において外側バンド上に配置されるステータハンガと、第1位置から周方向に離間した第2位置に配置されるステータストッパとからなる反発式マウントシステムによって、静翼を支持する。   The above-described needs can be met by the illustrative embodiments described herein that provide a method and system for supporting a removable stationary element in a turbine engine. The method includes engaging a stator hanger disposed in a first position on the first stationary element with a post disposed on the first stationary structure so that the post has at least a weight of the first stationary element. Supporting a portion; engaging a stator stopper disposed at a second position on the first stationary element circumferentially spaced from the first position with a stator hanger disposed on the second stationary element; The second stationary structure supporting at least a portion of the weight of the second stationary element by engaging a hook located at a third position on the first stationary element with the second stationary structure. The stator blades are supported by a repulsive mounting system comprising a stator hanger disposed on the outer band at the first position and a stator stopper disposed at a second position spaced circumferentially from the first position.

本発明の主題は、添付の特許請求の範囲において特に明記されている。以下の説明を添付図面に関連付けて参照することによって、本発明を良く理解することができよう。
本発明の例証的な実施例を含むロータおよびステータを示す、ガスタービンの一部分の縦断面図である。 本発明の例証的な実施例を含む、図1に示すガスタービン内のステータ構成要素の縦断面図である。 本発明に従ったステータマウントシステムの例証的な実施例を有するステータ組立体の等角図である。 本発明の例証的な実施例に従った反発式マウントシステムを有する静翼の等角図である。 本発明に従ったステータマウントシステムのまた他の実施例を有するステータ組立体の等角図である。 本発明のまた他の実施例に従った反発式マウントシステムを有する静翼の等角図である。 図3に示すシュラウドハンガの等角図である。
The subject matter of the present invention is particularly pointed out in the appended claims. The invention may be better understood by reference to the following description in conjunction with the accompanying drawings.
1 is a longitudinal cross-sectional view of a portion of a gas turbine showing a rotor and a stator including exemplary embodiments of the present invention. 2 is a longitudinal cross-sectional view of a stator component in the gas turbine shown in FIG. 1, including an exemplary embodiment of the present invention. 1 is an isometric view of a stator assembly having an exemplary embodiment of a stator mounting system according to the present invention. FIG. 1 is an isometric view of a vane having a repulsive mounting system according to an illustrative embodiment of the invention. FIG. FIG. 6 is an isometric view of a stator assembly having yet another embodiment of a stator mount system according to the present invention. FIG. 5 is an isometric view of a vane having a repulsive mounting system according to yet another embodiment of the present invention. FIG. 4 is an isometric view of the shroud hanger shown in FIG. 3.

全図面を通して同様の参照符号が同様の構成要素を示す図面を参照すると、図1に、本発明の例証的な実施例を含むロータおよびステータを示す、例証的なガスタービン10の一部分の縦断面図を示す。図1に示す例証的なガスタービン10は、第1段タービンロータ21と、第2段タービンロータ22と、軸方向に両者間に配置される第2段タービンノズル23とからなる。タービン翼20および24は、タービン中心線11のまわりにおいて、それぞれ第1段および第2段ロータの縁部に周方向に配置される。本明細書に示される例証的な実施例は、タービンにおいてシュラウドハンガ32、90等の隣接する静止構造91、92を用いてタービンノズル23等の静止要素を支持する支持システム300を示す。   Referring to the drawings in which like reference numerals refer to like components throughout the drawings, FIG. 1 shows a longitudinal section of a portion of an exemplary gas turbine 10 showing a rotor and stator including exemplary embodiments of the present invention. The figure is shown. The illustrative gas turbine 10 shown in FIG. 1 comprises a first stage turbine rotor 21, a second stage turbine rotor 22, and a second stage turbine nozzle 23 disposed between both in the axial direction. The turbine blades 20 and 24 are arranged circumferentially around the turbine centerline 11 at the edges of the first and second stage rotors, respectively. The illustrative example shown herein shows a support system 300 that supports stationary elements, such as turbine nozzles 23, using adjacent stationary structures 91, 92, such as shroud hangers 32, 90, in a turbine.

図2に、図1に示した第2段タービンノズルの拡大図を示す。この第2段タービンノズル23は、内側バンド51と、外側バンド52と、内側バンド51と外側バンド52との間に延在する翼形部50とからなる。本明細書に示すタービンノズルは、内側バンドと外側バンドとの間に1個の翼形部を有する。しかし、本発明のその他の実施例においては、内側バンドと外側バンドとの間において、タービンノズルセグメント内に複数の翼形部を設けることが可能である。内側バンド51と外側バンド52とによって、燃焼ガスのための流路が形成される。タービンノズル翼形部50を中空(たとえば図5に示すように)にして、この中空の翼形部50を介して、スプーリ100から供給される冷却空気を循環させてもよい。外側バンドを含むノズルセグメント23は、静翼翼形部と外側バンドと内側バンドとを有する一体成形の鋳物によって製作されてもよい。これに代わる方法として、ノズルセグメントは、静翼翼形部、外側バンドおよび内側バンド等の個別の部分構成要素のろう付け等の適切な従来式接合方法により製作されてもよい。   FIG. 2 shows an enlarged view of the second stage turbine nozzle shown in FIG. The second stage turbine nozzle 23 includes an inner band 51, an outer band 52, and an airfoil portion 50 extending between the inner band 51 and the outer band 52. The turbine nozzle shown herein has one airfoil between the inner and outer bands. However, in other embodiments of the present invention, multiple airfoils may be provided in the turbine nozzle segment between the inner and outer bands. The inner band 51 and the outer band 52 form a flow path for combustion gas. The turbine nozzle airfoil 50 may be hollow (for example, as shown in FIG. 5), and the cooling air supplied from the pulley 100 may be circulated through the hollow airfoil 50. The nozzle segment 23 including the outer band may be fabricated from a one-piece casting having a vane airfoil, an outer band, and an inner band. As an alternative, the nozzle segments may be made by any suitable conventional joining method, such as brazing of individual subcomponents such as vane airfoils, outer bands and inner bands.

各ノズルセグメント23の外側バンド52および内側バンド51は、弓形の形状を有して、多数のノズルセグメントがタービン中心線11のまわりにおいて組み付けられたときに環状の流路を形成するようになっている。タービンノズルセグメント23は、エンジン内において組み付けられたときに、高温ガスが通過する環状の流路を形成する内側および外側バンド51、52を有する環状タービンノズル組立体を形成する。図1に示すタービン10において、第2段タービンノズルは、第1段タービンから出てくる流れを受けるとともに、その方向を第2段タービン内へと定めなおす。   The outer band 52 and the inner band 51 of each nozzle segment 23 have an arcuate shape so as to form an annular flow path when multiple nozzle segments are assembled about the turbine centerline 11. Yes. The turbine nozzle segment 23 forms an annular turbine nozzle assembly having inner and outer bands 51, 52 that form an annular flow path through which hot gas passes when assembled in the engine. In the turbine 10 shown in FIG. 1, the second stage turbine nozzle receives a flow coming out of the first stage turbine and redefines the direction into the second stage turbine.

図2および3を参照すると、これらの図に示した第2段ノズルの例証的な実施例は、ステータ支持システム300により正位置に保持される。例証的な外側バンド片持ちマウントシステムを、図1および2に示す。図示の例証的な実施例において、外側バンド52の軸方向前端部61は、ノズルセグメント23の周長に沿って周方向に延在する前フック56を有する。この前フック56は、第1段シュラウドハンガ32の後端部から軸方向に突出する弓形レール40上に載る。   With reference to FIGS. 2 and 3, the illustrative embodiment of the second stage nozzle shown in these figures is held in place by the stator support system 300. An exemplary outer band cantilever mounting system is shown in FIGS. In the illustrated exemplary embodiment, the axial front end 61 of the outer band 52 has a front hook 56 that extends circumferentially along the circumferential length of the nozzle segment 23. The front hook 56 rests on the arcuate rail 40 that protrudes in the axial direction from the rear end of the first stage shroud hanger 32.

図3に、本発明に従ったステータ構成要素マウントシステム300の例証的な実施例を有するステータ組立体200の等角図を示す。図解の便宜上、図3には、互いに周方向に位置する2個の外側バンド52のみを示す。各外側バンド52は、図3に示す後端部位置付近等の第1位置221に配置されるステータハンガ210と第2位置222のステータストッパ220とからなる反発式マウントシステム205を有する。ステータストッパ220は、図面では、外側バンド52上の後端部付近において、ステータハンガ210から周方向に離間して配置されている。この支持システム300は、さらに、軸方向前端部61付近において図2および3に示す第3位置223に配置されるフック56を含む。図3に示すように、この前フックは、前フック56の近くに配置される静止構造92上の弓形レール40と係合する弓形の形状を有してもよい。本明細書において、これらの図に示すように、弓形レール40は、外側バンド52から軸方向前方に配置されるシュラウドハンガ32の一部分を形成する。   FIG. 3 shows an isometric view of a stator assembly 200 having an exemplary embodiment of a stator component mounting system 300 according to the present invention. For convenience of illustration, FIG. 3 shows only two outer bands 52 positioned in the circumferential direction. Each outer band 52 has a repulsive mounting system 205 including a stator hanger 210 disposed at a first position 221 such as near the rear end position shown in FIG. 3 and a stator stopper 220 at a second position 222. In the drawing, the stator stopper 220 is arranged in the circumferential direction away from the stator hanger 210 in the vicinity of the rear end portion on the outer band 52. The support system 300 further includes a hook 56 disposed in the third position 223 shown in FIGS. 2 and 3 near the axial front end 61. As shown in FIG. 3, the front hook may have an arcuate shape that engages an arcuate rail 40 on a stationary structure 92 disposed near the front hook 56. Herein, as shown in these figures, the arcuate rail 40 forms a portion of the shroud hanger 32 that is disposed axially forward from the outer band 52.

図4に、本発明の例証的な実施例に従った反発式マウントシステム205を有する静翼53の等角図を示す。ステータハンガ210とステータストッパ220とは、後端部60付近に配置され、前フック56は、外側バンド52の前端部61付近に配置される。ステータハンガ210は、自身の半径方向外端部に配置されるハンマのような形状を有する材料塊(本明細書では「ハンマ」と呼び、部材68として識別する)を有するステム部64からなる。このステータハンガは、ステム部64の半径方向外端部付近に配置されるハンガ爪71を有する。ステータストッパ220は、ステータハンガ210から周方向に離れて配置される。ステータストッパ220は、パドル後面83と端面86とを有するパドル部80を含む。   FIG. 4 shows an isometric view of a vane 53 having a repulsive mounting system 205 in accordance with an illustrative embodiment of the present invention. The stator hanger 210 and the stator stopper 220 are disposed near the rear end portion 60, and the front hook 56 is disposed near the front end portion 61 of the outer band 52. Stator hanger 210 comprises a stem portion 64 having a mass of material (referred to herein as “hammer”, identified as member 68) having a hammer-like shape disposed at its radially outer end. This stator hanger has a hanger claw 71 disposed in the vicinity of the radially outer end portion of the stem portion 64. The stator stopper 220 is disposed away from the stator hanger 210 in the circumferential direction. Stator stopper 220 includes a paddle portion 80 having a paddle rear surface 83 and an end surface 86.

組立時において、ハンガ爪71は、たとえばシュラウドハンガ90等の第1支持構造91上に配置されるポスト96と係合する。外側バンド52上に配置されるステータストッパ220は、図3に示すように、周方向に隣接する外側バンド52上に配置されるステータハンガ210と係合する。具体的には、パドル後面83がステータハンガ210のステム部64に隣接して配置される。ステータストッパ220の上部の一部分は、ハンマ68の半径方向内側部分と係合する。タービンが動作していないときは、ハンガ爪71は、ポスト96上に載置されて、低温状態においてノズルを支持する。図3および4においては、回転防止タブ72がハンガ爪71の端部付近に配置されている。この回転防止タブ72は、ポスト96と係合して、組立時にノズルセグメント23の回転を防止する。   At the time of assembly, the hanger claw 71 engages with a post 96 disposed on the first support structure 91 such as the shroud hanger 90. As shown in FIG. 3, the stator stopper 220 disposed on the outer band 52 engages with a stator hanger 210 disposed on the outer band 52 adjacent in the circumferential direction. Specifically, the paddle rear surface 83 is disposed adjacent to the stem portion 64 of the stator hanger 210. A portion of the upper portion of the stator stopper 220 engages with a radially inner portion of the hammer 68. When the turbine is not operating, the hanger claw 71 is placed on the post 96 and supports the nozzle in a low temperature state. 3 and 4, the rotation prevention tab 72 is arranged near the end of the hanger claw 71. The anti-rotation tab 72 engages with the post 96 to prevent the nozzle segment 23 from rotating during assembly.

タービン動作時には、ハンマ68のステム部64は、ノズルの接線方向の負荷に対してポスト96に当接するように反発する。外側バンド52の反対側の傾斜面上の第2位置222に配置されるステータストッパ220の上部は、半径方向のモーメントに対して、隣接するノズルセグメント23の周方向に隣接する外側バンド52のハンマ68内に嵌合するように反発する。ハンマ70の上部は、半径方向に360度のシュラウド支持部に当接するように反発する。ハンマ70に加えて、ノズル前フック56も半径方向の負荷に対して支持構造92内に嵌合するように反発する。軸方向モーメントにはパドル80が、隣接するノズルセグメントのハンマステム部64および隣接する支持構造91に嵌合するように反発する。軸方向負荷には、第2段シュラウドハンガなどの隣接する静止構造に当接するように反発する。ノズルセグメント23が組み立てられて完全なノズル組立体になると、全てのノズルセグメントが、半径方向のモーメントに対して360度シュラウド支持部に当接するように、同時に、全ての軸方向負荷およびモーメントと周方向負荷とに対して隣接する支持構造に当接するように反発する。支持システム300のこのような特徴は、タービン軸11のまわりにおけるノズル組立体の真円度を高め、その結果としてノズルセグメント間の相対的な隙間を減少させる、従来技術を上回る改善をもたらす。   During turbine operation, the stem portion 64 of the hammer 68 repels against the post 96 against a load in the tangential direction of the nozzle. The upper portion of the stator stopper 220 disposed at the second position 222 on the inclined surface opposite to the outer band 52 is a hammer of the outer band 52 adjacent in the circumferential direction of the adjacent nozzle segment 23 with respect to a radial moment. Rebound to fit within 68. The upper portion of the hammer 70 is repelled so as to contact the shroud support portion of 360 degrees in the radial direction. In addition to the hammer 70, the nozzle front hook 56 also repels to fit within the support structure 92 against radial loads. The axial moment is repelled by the paddle 80 to engage the hammer stem portion 64 of the adjacent nozzle segment and the adjacent support structure 91. The axial load is repelled to abut against an adjacent stationary structure such as a second stage shroud hanger. When nozzle segment 23 is assembled into a complete nozzle assembly, all the axial loads and moments and circumferences are simultaneously adjusted so that all nozzle segments abut 360 degree shroud supports for radial moments. Repulsive to abut the adjacent support structure against the directional load. Such features of the support system 300 provide an improvement over the prior art that increases the roundness of the nozzle assembly about the turbine shaft 11 and consequently reduces the relative clearance between the nozzle segments.

図5に、本発明に従ったステータマウントシステム300のまた他の実施例を有するステータ組立体200を示す。各セグメントが単一の翼を有する3個のノズルセグメントを示す。図示のノズル翼100は、冷却空気流が通る中空キャビティを有する。ステータハンガ210のまた他の実施例を、図5および6に示す。ハンガ爪は、シュラウドハンガ等の隣接する支持構造91上に配置されるポスト96と係合する。このまた他の実施例において、反発式マウントシステム205は、反発具マウント63(図6参照)上に配置される回転防止タブ172を有する。ステータハンガ210およびステータストッパ220と支持構造91との係合は、すでに説明したとおりである。   FIG. 5 illustrates a stator assembly 200 having yet another embodiment of a stator mounting system 300 according to the present invention. Three nozzle segments are shown, each segment having a single vane. The illustrated nozzle blade 100 has a hollow cavity through which the cooling air flow passes. Another embodiment of the stator hanger 210 is shown in FIGS. The hanger pawl engages a post 96 disposed on an adjacent support structure 91 such as a shroud hanger. In this alternative embodiment, the rebound mount system 205 includes an anti-rotation tab 172 disposed on the repellent mount 63 (see FIG. 6). The engagement between the stator hanger 210 and the stator stopper 220 and the support structure 91 is as described above.

図7に、本明細書に記載の静止要素マウントシステム300に用いることができるシュラウドハンガ90を示す。このシュラウドハンガ90は、弓形の形状である内側レール94を有する。この内側レールは、従来式タービンシュラウドを支持することができる。シュラウドハンガ90は、これもまた弓形の形状である外側レールを有する。この外側レールは、ケーシング34と係合するとともに、負荷に対してケーシング34に当接するように反発する。シュラウドハンガは、図3、5および7に示すように、一般に軸方向に延在する少なくとも1個のポスト96を有する。このポストは、既に説明したように静翼23を支持するとともに、ポスト96を介してシュラウドハンガとケーシングとに負荷を伝達する。シュラウドハンガとノズルと本明細書に示すその他の構成要素とは、高耐熱性を有するたとえばレネ80(Rene 80)およびインコネル718(Inconel 718)等の従来のタービン材料により製作される。   FIG. 7 illustrates a shroud hanger 90 that may be used with the stationary element mounting system 300 described herein. The shroud hanger 90 has an inner rail 94 that has an arcuate shape. The inner rail can support a conventional turbine shroud. The shroud hanger 90 has an outer rail that is also arcuate in shape. The outer rail engages with the casing 34 and repels the load so that the casing 34 abuts against the load. The shroud hanger has at least one post 96 that extends generally in the axial direction, as shown in FIGS. As described above, the post supports the stationary blade 23 and transmits a load to the shroud hanger and the casing via the post 96. The shroud hangers, nozzles and other components shown herein are made from conventional turbine materials such as Rene 80 and Inconel 718, which have high heat resistance.

本明細書では、最良の実施形態を含めた例を用いて本発明を開示した。これによって、当業者は本発明を実施および活用することができる。本発明の特許可能な範囲は、添付の特許請求の範囲において定義されるとともに、当業者に想起可能なその他の実施例も包含する。かかるその他の実施例は、特許請求の範囲に記載の文言と相違ない構成要素を含む場合、または、特許請求の範囲に記載の文言と実質的に同等である構成要素を含む場合、本発明の特許請求の範囲の範疇にあるものとする。   The present invention has been disclosed herein using examples including the best mode. This allows those skilled in the art to implement and utilize the present invention. The patentable scope of the invention is defined in the appended claims, and includes other examples that occur to those skilled in the art. Such other embodiments include components that do not differ from the language recited in the claims, or include components that are substantially equivalent to the language recited in the claims. It is intended to be within the scope of the claims.

Claims (14)

翼形部(50)と、
前記翼形部(50)の半径方向外側部分上に配置される外側バンド(52)とからなり、
前記外側バンド(52)は、静翼(53)の支持を行う反発式マウントシステム(205)を含む、静翼(53)。
An airfoil (50);
An outer band (52) disposed on a radially outer portion of the airfoil (50),
The outer band (52) comprises a stationary blade (53) including a repulsive mounting system (205) that supports the stationary blade (53).
前記反発式マウントシステム(205)は、第1位置(221)において外側バンド(52)上に配置されるステータハンガ(210)と、前記第1位置(221)から周方向に離間した第2位置(222)に配置されるステータストッパ(220)とを含む、請求項1に記載の静翼(53)。   The repulsive mounting system (205) includes a stator hanger (210) disposed on the outer band (52) at a first position (221) and a second position spaced circumferentially from the first position (221). The stator blade (53) according to claim 1, comprising a stator stopper (220) disposed on (222). 前記ステータハンガ(210)は、ステム部(64)とハンマ(68)とハンガ爪(71)とを含む、請求項2に記載の静翼(53)。   The stator blade (53) according to claim 2, wherein the stator hanger (210) includes a stem portion (64), a hammer (68), and a hanger claw (71). 前記ハンガ爪(71)は、該ハンガ爪(71)の端部に配置される回転防止タブ(72)を含む、請求項3に記載の静翼(53)。   The stationary blade (53) according to claim 3, wherein the hanger claw (71) includes an anti-rotation tab (72) disposed at an end of the hanger claw (71). 前記ステータストッパ(220)は、パドル(80)を含む、請求項2に記載の静翼(53)。   The stator blade (53) according to claim 2, wherein the stator stopper (220) includes a paddle (80). 反発具マウント(63)上に配置される回転防止ポスト(172)をさらに含む、請求項2に記載の静翼(53)。   The vane (53) of claim 2, further comprising an anti-rotation post (172) disposed on the rebound tool mount (63). タービンエンジンステータ組立体内の取外し可能な静止要素を支持する方法であって:
第1静止要素(231)上の第1位置(221)に配置されるステータハンガ(210)を第1静止構造(91)上に配置されるポスト(96)と係合させることによって、前記ポスト(96)に前記第1静止要素(231)の重さの一部分を支持させる段階と;
前記第1静止要素(231)上の前記第1位置(221)から周方向に離間した第2位置(222)に配置されるステータストッパ(220)を第2静止要素(232)上に配置される前記ステータハンガ(210)と係合させる段階と;
前記第1静止要素(231)上の第3位置(223)に配置されるフック(56)を第2静止構造(92)と係合させることによって、前記第2静止構造(92)に前記第1静止要素(231)の重さの少なくとも一部分を支持させる段階とからなる方法。
A method for supporting a removable stationary element in a turbine engine stator assembly comprising:
By engaging a stator hanger (210) disposed in a first position (221) on a first stationary element (231) with a post (96) disposed on a first stationary structure (91), the post (96) supporting a portion of the weight of the first stationary element (231);
A stator stopper (220) disposed at a second position (222) circumferentially spaced from the first position (221) on the first stationary element (231) is disposed on the second stationary element (232). Engaging said stator hanger (210);
A second stationary structure (92) is engaged with a second stationary structure (92) by engaging a hook (56) disposed in a third position (223) on the first stationary element (231). Supporting at least a portion of the weight of one stationary element (231).
前記ステータハンガ(210)上に配置される回転防止タブ(72)を前記ポスト(96)と係合させることによって、組立時において前記第1静止要素(231)の回転を減少させる段階をさらに含む、請求項7に記載の方法。   The method further includes reducing rotation of the first stationary element (231) during assembly by engaging an anti-rotation tab (72) disposed on the stator hanger (210) with the post (96). The method according to claim 7. 前記第1静止要素(231)上に配置される回転防止ポスト(172)を前記ポスト(96)と係合させることによって、組立時において前記第1静止要素(231)の回転を減少させる段階をさらに含む、請求項7に記載の方法。   Reducing rotation of the first stationary element (231) during assembly by engaging an anti-rotation post (172) disposed on the first stationary element (231) with the post (96); The method of claim 7, further comprising: 前記ステータストッパ(220)を係合させる前記段階は、前記ステータハンガ(210)の一部分を形成するハンマ上部(70)の一部分の下において前記ステータストッパ(220)の一部分を摺動させることによって行なわれる、請求項7乃至9のいずれか1項に記載の方法。   The step of engaging the stator stopper (220) is performed by sliding a portion of the stator stopper (220) under a portion of a hammer top (70) that forms a portion of the stator hanger (210). 10. The method according to any one of claims 7 to 9, wherein: タービンエンジン内の取外し可能な静止要素を支持するシステム(300)であって:
第1静止要素(231)上の第1位置(221)に配置されるステータハンガ(210)と;
第1静止構造(91)上に配置されるポスト(96)であって、前記第1静止要素(231)の重さの少なくとも一部分を支持するポスト(96)と;
前記第1静止要素(231)上の前記第1位置(221)から周方向に離間した第2位置(222)に配置されるステータストッパ(220)と;
前記第1静止要素(231)上の第3位置(223)に配置されるフック(56)と;
前記第2静止構造(92)が前記第1静止要素(231)の重さの少なくとも一部分を支持するように前記フック(56)と係合する第2静止構造(92)とからなるシステム(300)。
A system (300) for supporting a removable stationary element in a turbine engine comprising:
A stator hanger (210) disposed in a first position (221) on the first stationary element (231);
A post (96) disposed on the first stationary structure (91) for supporting at least a portion of the weight of the first stationary element (231);
A stator stopper (220) disposed at a second position (222) circumferentially spaced from the first position (221) on the first stationary element (231);
A hook (56) disposed in a third position (223) on the first stationary element (231);
A system (300) comprising a second stationary structure (92) that engages the hook (56) so that the second stationary structure (92) supports at least a portion of the weight of the first stationary element (231). ).
前記ステータストッパ(220)の一部分は、周方向に隣接する第2静止要素(232)上に配置されるステータハンガ(210)の一部分を形成するハンマ上部(70)の一部分の下において摺動することができるように構成される、請求項11に記載のシステム。   A portion of the stator stopper (220) slides under a portion of a hammer top (70) that forms a portion of a stator hanger (210) disposed on a circumferentially adjacent second stationary element (232). The system of claim 11, configured to be able to. 前記第1静止要素(231)は、タービンノズル(115)である、請求項11又は12に記載のシステム。   The system according to claim 11 or 12, wherein the first stationary element (231) is a turbine nozzle (115). 前記第1静止構造(91)は、タービンシュラウドハンガ(116)である、請求項11乃至13のいずれか1項に記載のシステム。   The system of any one of claims 11 to 13, wherein the first stationary structure (91) is a turbine shroud hanger (116).
JP2009077900A 2008-03-31 2009-03-27 System and method for supporting stator components Expired - Fee Related JP5379532B2 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/058,980 US8172522B2 (en) 2008-03-31 2008-03-31 Method and system for supporting stator components
US12/058,972 2008-03-31
US12/058,980 2008-03-31
US12/058,972 US8092163B2 (en) 2008-03-31 2008-03-31 Turbine stator mount

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2009243469A true JP2009243469A (en) 2009-10-22
JP2009243469A5 JP2009243469A5 (en) 2012-10-18
JP5379532B2 JP5379532B2 (en) 2013-12-25

Family

ID=40639833

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009077900A Expired - Fee Related JP5379532B2 (en) 2008-03-31 2009-03-27 System and method for supporting stator components

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP5379532B2 (en)
CA (1) CA2660179C (en)
DE (1) DE102009003638A1 (en)
GB (1) GB2458770B (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011157968A (en) * 2010-01-29 2011-08-18 General Electric Co <Ge> Mounting device for low-ductility turbine shroud
JP2015522752A (en) * 2012-06-29 2015-08-06 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ Nozzles, nozzle hangers, and ceramic-metal mounting systems

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110243725A1 (en) * 2010-03-31 2011-10-06 General Electric Company Turbine shroud mounting apparatus with anti-rotation feature
FR2978798B1 (en) * 2011-08-03 2013-09-06 Snecma ANGULAR SECTOR OF TURBOMACHINE RECTIFIER WITH DAMPING VIBRATION MODES
JP5962915B2 (en) 2012-10-29 2016-08-03 株式会社Ihi Turbine nozzle fixing part structure and turbine using the same
FR3001493B1 (en) * 2013-01-29 2016-06-10 Snecma FIXED FLOW DISTRIBUTION AUTHOR WITH INTEGRATED SEAL PLATE
FR3002272A1 (en) 2013-02-19 2014-08-22 Snecma ANTI-ROTATION DISTRIBUTOR SECTOR FOR ADJACENT AREA
US9745864B2 (en) 2014-04-16 2017-08-29 United Technologies Corporation Systems and methods for anti-rotational features
US11536147B2 (en) * 2021-03-30 2022-12-27 Raytheon Technologies Corporation Vane arc segment with flange and gusset

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004257389A (en) * 2003-02-27 2004-09-16 General Electric Co <Ge> Cantilever support for turbine nozzle segment
JP2007032569A (en) * 2005-07-28 2007-02-08 General Electric Co <Ge> Cooling type shroud assembly and cooling method for shroud
JP2008157251A (en) * 2006-12-21 2008-07-10 General Electric Co <Ge> Coronary rail for supporting arc-like element

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5176496A (en) * 1991-09-27 1993-01-05 General Electric Company Mounting arrangements for turbine nozzles
US5248240A (en) * 1993-02-08 1993-09-28 General Electric Company Turbine stator vane assembly
US7850425B2 (en) * 2007-08-10 2010-12-14 General Electric Company Outer sidewall retention scheme for a singlet first stage nozzle

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004257389A (en) * 2003-02-27 2004-09-16 General Electric Co <Ge> Cantilever support for turbine nozzle segment
JP2007032569A (en) * 2005-07-28 2007-02-08 General Electric Co <Ge> Cooling type shroud assembly and cooling method for shroud
JP2008157251A (en) * 2006-12-21 2008-07-10 General Electric Co <Ge> Coronary rail for supporting arc-like element

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011157968A (en) * 2010-01-29 2011-08-18 General Electric Co <Ge> Mounting device for low-ductility turbine shroud
JP2015522752A (en) * 2012-06-29 2015-08-06 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ Nozzles, nozzle hangers, and ceramic-metal mounting systems

Also Published As

Publication number Publication date
DE102009003638A1 (en) 2009-10-01
CA2660179C (en) 2017-01-10
GB0904762D0 (en) 2009-05-06
GB2458770B (en) 2012-07-11
GB2458770A (en) 2009-10-07
CA2660179A1 (en) 2009-09-30
JP5379532B2 (en) 2013-12-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5379532B2 (en) System and method for supporting stator components
US8092163B2 (en) Turbine stator mount
US11015613B2 (en) Aero loading shroud sealing
US8172522B2 (en) Method and system for supporting stator components
JP6170209B2 (en) Thermally coupled CMC combustor liner
JP5991865B2 (en) Integrated case / stator segment for gas turbine engines and gas turbine engines
EP3118417A1 (en) Shroud assembly for gas turbine engine
CN109838281B (en) Shroud for a gas turbine engine
JP6840527B2 (en) Combustor assembly
JP6255051B2 (en) Method for positioning adjacent nozzles of a gas turbine engine
JP2009156261A (en) Multi-source gas turbine cooling
JP2016194297A (en) Turbine frame and airfoil for turbine frame
JP2008157251A (en) Coronary rail for supporting arc-like element
JP2008133829A (en) Device for facilitating reduction of loss in turbine engine
US20150064008A1 (en) Turbomachine bucket having angel wing for differently sized discouragers and related methods
US9045985B2 (en) Stator vane bumper ring
US20190203611A1 (en) Combustor Assembly for a Turbine Engine
US10738707B2 (en) Igniter for a gas turbine engine
JP2017082766A (en) Ceramic matrix composite ring shroud retention methods, and cmc pin head
JP6360139B2 (en) Combustor assembly
US11796176B2 (en) Combustor assembly for a turbine engine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120323

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120903

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130430

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130724

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130903

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130927

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees