JP2011144805A

JP2011144805A - タービンノズル組立体

Info

Publication number: JP2011144805A
Application number: JP2011000886A
Authority: JP
Inventors: Andres Jose Garcia-Crespo; アンドレス・ジョセ・ガルシア−クレスポ
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2010-01-14
Filing date: 2011-01-06
Publication date: 2011-07-28
Anticipated expiration: 2031-01-06
Also published as: CN102128059B; CN102128059A; JP5782260B2; CH702553B1; DE102010061604A1; CH702553A2; US8454303B2; US20110171018A1

Abstract

【課題】タービンノズル組立体を提供する。
【解決手段】例示的な実施形態では、本ノズルは、第１の流路壁（２２０）と、第２の流路壁（２２５）と、第１及び第２の流路壁（２２０、２２５）間に配置されたベーン（２０５）とを含み、ベーン（２０５）は、第１の流路壁（２２０）に機械的に結合させかつ第２の流路壁（２２５）と接触する。
【選択図】図１

Description

本明細書に開示した主題は、ガスタービンに関し、より具体的には、ガスタービンシステム用のノズル組立体に関する。

ガスタービンノズルは、高温ガス通路内の熱ガス（〜２３００°Ｆ）をタービンの回転部分に導くように（すなわち、ロータの回転運動を目標とするように）構成されたガスタービンの固定部品である。高温性能において大きな進歩が達成されてきたにも拘わらず、超合金部品は多くの場合に、例えば翼形部のようなガスタービンエンジンの特定のセクションにおいて好適な有効寿命を発揮するように、空気冷却しかつ／又は皮膜で保護しなければならない。燃焼によって生じた高温に耐えるようにするために、タービン内の翼形部は冷却される。翼形部を冷却することは、部品を冷却するために使用する空気を加圧しなければならないので、発電プラントに寄生損失をもたらすが、取出すことが可能である有用な仕事量は比較的少ない。従って、これらの部品を可能な限り少ない空気流量で冷却して効率的なタービンの運転を可能にすることが望ましい。必要な冷却空気は、流路内の高温条件に耐えることができるより先端材料を使用することによって減少させることができる。これらの材料は、現在の超ニッケル合金よりも数桁高価となる傾向があり、或いは従来型のノズルシステムの必要形状として製造することが非常に困難である可能性がある。セラミックス及び単結晶超合金のような材料は、その特性が低いレベルの冷却要件を可能にするか或いは冷却要件（要求）を全く必要としないことを可能にするので、ガスタービン効率を高めることができる。しかしながら、これらの材料は、コストを上昇させかつ多くの場合に寿命要件を満たすことができない可能性がある。

米国特許第５５８４６５２号明細書

本発明の１つの態様によると、ノズルを開示する。例示的な実施形態では、本ノズルは、第１の流路壁と、第２の流路壁と、第１及び第２の流路壁間に配置されたベーンとを含み、ベーンは、第１の流路壁に機械的に結合しているとともに第２の流路壁と接触する。

本発明の別の態様によると、ノズル組立体を開示する。例示的な実施形態では、本ノズル組立体は、ノズルベーンセグメントと、該ノズルベーンセグメントに隣接して配置されたノズル構造体セグメントと、該ノズル構造体セグメントによって支持された段間シールキャリアとを含むことができる。

本発明のさらに別の態様によると、ノズルセグメントを開示する。例示的な実施形態では、本ノズルセグメントは、第１の流路壁と、該第１の流路壁上に配置されたボスと、第１の材料から成る第２の流路壁と、第１及び第２の流路壁とは異種材料であり、ボスを介して第１の流路壁に機械的に結合しているとともに第２の流路壁と接触しているベーンとを含むことができる。

これらの及びその他の利点並びに特徴は、図面と関連させて行った以下の説明から一層明らかになるであろう。

本発明と見なされる主題は、本明細書と共に提出した特許請求の範囲において具体的に指摘しかつ明確に特許請求している。本発明の前述の及びその他の特徴並びに利点は、添付図面と関連させて行った以下の詳細な説明から明らかである。

例示的なノズルベーンセグメントの図。例示的なノズル構造体セグメントの図。図１の例示的なノズルベーンセグメント及び図２の例示的なノズル構造体セグメントの交互構成を示す例示的なノズル組立体を示す図。図１の例示的なノズルベーンセグメントの分解図。部分的に組み立てられた状態の、図１及び図４の例示的なノズルベーンセグメントの図。例示的なノズル構造体セグメントの分解図。タービン環境における例示的なベーンの１つの側面断面図。タービン環境における例示的なストラットベーンの側面断面図。タービン環境におけるベーン及びそれぞれの表面間の拡大図。第２の流路壁上に配置することができるトレンチの例示的な実施形態を示す図。タービン環境において第２の流路壁に隣接してベーン上に配置されたスキーラ先端の例示的な実施形態を示す図。タービン環境において第２の流路壁に隣接してベーン上に配置されたアブレイダブル先端の例示的な実施形態を示す図。

詳細な説明は、図面を参照しながら実施例によって、本発明の実施形態をその利点及び特徴と共に説明する。

図１は、例示的なノズルベーンセグメント２００の図を示している。ノズルベーンセグメント（ノズル）２００は、幾つかのベーン２０５、２１０、２１５を含むことができる。説明の目的上、３つのベーン２０５、２１０、２１５を示している。他の例示的な実施形態では、これよりも少ない又は多いベーンが考えられる。ノズルセグメント２００はさらに、第１の（例えば、外側の）流路壁２２０及び第２の（例えば、内側の）流路壁２２５を含むことができる。本明細書でさらに説明するように、ベーン２０５、２１０、２１５は、第１の流路壁２２０に機械的に結合しているとともに内側の第２の流路壁２２５の表面と機械的接触している。従って、ベーン２０５、２１０、２１５は、第１の流路壁２２０によって支持されている状態で片持ち支持される。さらに、ベーン２０５、２１０、２１５は、第１及び第２の流路壁２２０、２２５とは異種材料で構成されている。例示的な実施形態では、ベーン２０５、２１０、２１５は、セラミック又はセラミックマトリックス複合材（ＣＭＣ）材料とすることができ、また第１及び第２の流路壁２２０、２２５は、金属（例えば、ニッケル合金のような超合金）とすることができる。従って、ベーン２０５、２１０、２１５は、ベーン及び流路壁が一般的に単一の一体形金属部品である従来技術と比較して、該ベーン２０５、２１０、２１５が第１及び第２の流路壁２２０、２２５に対して剛性連結されないように、該第１及び第２の流路壁２２０、２２５から減結合（ｄｅｃｏｕｐｌｅ）される。従って、ベーン２０５、２１０、２１５並びに第１及び第２の流路壁２２０、２２５は、一つには該ベーン２０５、２１０、２１５並びに第１及び第２の流路壁２２０、２２５が異種材料であるという理由も手伝って、機械的かつ熱的に分離される。さらに、ベーン２０５、２１０、２１５は、ベーンアレイの構造部材ではなく、ベーンアレイのセグメント２００が部品を形成する。従って、単一の一体形部品であるベーン及び流路壁間の接合部に一般的に存在する熱応力が減少する。ベーン２０５、２１０、２１５は、第１の流路壁２２０に機械的に結合しているとともに第２の流路壁２２５と接触しているが、ノズルセグメント２００の機械的構成は、ベーン２０５、２１０、２１５における高温ガス通路による熱応力に耐える。例えば、翼形部エーロ（空気力学的）負荷は、反力のみでありかつベーン２０５、２１０、２１５上に作用する曲げ応力として見られる。他の例示的な実施形態では、ＣＭＣ以外の材料もまた、セグメント２００を含むシステムの温度／応力要件に対処すると考えられる。

例示的な実施形態では、ノズルベーンセグメント２００はさらに、ベーン２０５、２１０、２１５の各々上に配置されたベーンプラグ２３０及び端部キャップ２３５を含むことができる。ベーンプラグ２３０及び端部キャップ２３５は、本明細書でさらに説明するように、それぞれのベーン２０５、２１０、２１５に機械的に結合され、かつ第１の流路壁２２０に（例えば、溶接により）剛性結合される。例示的な実施形態では、ベーンプラグ２３０及び端部キャップ２３５はまた、互いに（例えば、溶接により）結合され、かつ第１の流路壁２２０上のボス２２１に（例えば、溶接又はロウ付けにより）結合される。例示的な実施形態では、ベーンプラグ２３０及び端部キャップ２３５は、第１及び第２の流路壁２２０、２２５と同じ金属材料である。このようにして、上述のように、ベーン２０５、２１０、２１５は、第１の流路壁２２０に機械的に結合される。さらに、ベーンプラグ２３０及び端部キャップ２３５をボス２２１に溶接することによって、ベーン２０５、２１０、２１５内の空気流及び該ベーン２０５、２１０、２１５の外部の高温タービン流路を隔離するシールが形成される。

例示的な実施形態では、ノズルベーンセグメント２００はさらに、段間シールキャリア２４０及び段間シール２４５を含むことができる。従来技術のノズルは一般的に、それら自身の段間シールキャリアを有する。例示的な実施形態では、第２の流路壁２２５は、段間シールキャリア２４０に結合される。しかしながら、ベーン２０５、２１０、２１５は、機械的接触によって第２の流路壁に結合されるが、第２の流路壁２２５又は段間シールキャリア２４０を支持しない。図２に関してさらに説明するように、段間シールキャリア２４０は、別個の例示的な構造体によって支持される。例示的な実施形態では、段間シールキャリアは、それに限定されないが、ステンレス鋼を含む、段間シールを支えるのに好適なあらゆる材料のものである。段間シール２４５は、それに限定されないが、ハニカムシールを含むあらゆる好適なシールとすることができる。

図２は、例示的なノズル構造体セグメント３００の図を示している。ノズルベーンセグメント３００は、幾つかのベーン３０５、３１５を含むことができる。説明の目的上、２つのベーン３０５、３１５を示している。他の実施形態では、これよりも少ない又は多いベーンが考えられる。ノズル構造体セグメント３００はさらに、第１の（例えば、外側の）流路壁３２０及び第２の（例えば、内側の）流路壁３２５を含むことができる。加えて、ノズル構造体セグメント３００はさらに、ストラットベーン３１０を含むことができる。本明細書でさらに説明するように、ベーン３０５、３１５は、第１の流路壁３２０に機械的に結合しているとともに内側の第２の流路壁３２５の表面３２６と機械的接触している。従って、ベーン３０５、３１５は、第１の流路壁３２０によって支持されている状態で片持ち支持される。さらに、ベーン３０５、３１５は、第１及び第２の流路壁３２０、３２５とは異種材料で構成されている。例示的な実施形態では、ベーン３０５、３１５は、セラミック又はＣＭＣ材料とすることができ、また第１及び第２の流路壁３２０、３２５は、金属（例えば、Ｎｉ、Ｃｏ及びＦｅ超合金のような超合金）とすることができる。従って、ベーン３０５、３１５は、ベーン及び流路壁が一般的に単一の一体形金属部品である従来技術と比較して、第１及び第２の流路壁３２０、３２５から減結合される。従って、ベーン３０５、３１５並びに第１及び第２の流路壁３２０、３２５は、機械的に分離される。このようにして、ベーン３０５、３１５は、ベーンアレイの構造部材ではなく、ベーンアレイでは、セグメント３００がその一部となる。ベーン及び流路壁間の接合部に一般的に存在する熱応力が減少する。ベーン３０５、３１５は、第１及び第２の流路壁３２０、３２５に機械的に結合されるが、この機械的結合は、ベーン３０５、３１５における高温ガス通路による熱応力に耐える。これと対照的に、ストラットベーン３１０は、第１及び第２の流路壁３２０、３２５と同じ又は同一の材料とすることができる。例えば、上述のように、第１及び第２の流路壁３２０、３２５は、金属とすることができる。同様に、ストラットベーン３１０は、金属とすることができる。例示的な実施形態では、第１及び第２の流路壁３２０、３２５並びにストラットベーン３１０は、単一の一体形部品とすることができる。例示的な実施形態では、ストラットベーン３１０は、ホイールスペースパージ空気の噴射によって冷却することができる。構造ベーンの冷却用として、次にホイールスペース空洞のパージ用としてこの空気を二重に使用することにより、ノズル構造体セグメント３００がその一部である翼形部システムが、正味０％冷却流要件を有することが可能になり、それによりシステムが簡略化されかつサイクルに対して性能が付加される。

例示的な実施形態では、ノズル構造体セグメント３００はさらに、ベーン３０５、３１５の各々上に配置されたベーンプラグ３３０及び端部キャップ３３５を含むことができる。ベーンプラグ３３０及び端部キャップ３３５は、本明細書でさらに説明するように、それぞれのベーン３０５、３１５に機械的に結合され、かつ第１の流路壁３２０に（例えば、溶接により）剛性結合される。例示的な実施形態では、ベーンプラグ３３０及び端部キャップ３３５はまた、互いに（例えば、溶接により）結合され、かつ第１の流路壁３２０上のボス３２１に（例えば、溶接により）結合される。例示的な実施形態では、ベーンプラグ３３０及び端部キャップ３３５は、第１及び第２の流路壁３２０、３２５並びにストラットベーン３１０と同じ金属材料である。上述のように、ベーン３０５、３１５は、第１の流路壁３２０に機械的に結合される。

例示的な実施形態では、ノズル構造体セグメント３００はさらに、段間シールキャリア３４０及び段間シール３４５を含むことができる。例示的な実施形態では、段間シールキャリア３４０及び段間シール３４５は、図１の段間シールキャリア２４０及び段間シール２４５と隣接して配置される。同様に、様々なノズル構造体セグメント３００が、幾つかのノズルベーンセグメント２００と隣接して配置される。上述のように、従来技術のノズルは一般的に、それら自身の段間シールキャリアを有する。さらに、ノズルベーンセグメント２００は、段間シールキャリア２４０を支持しない。しかしながら、ノズル構造体セグメント３００は、段間シールキャリア３４０を支持する。上述のように、第１及び第２の流路壁３２０、３２５並びにストラットベーン３１０は、単一の一体形部品である。従って、第２の流路壁は、段間シールキャリア３４０に結合され、また第１の流路壁３２０は、タービンケーシング（図示せず）に結合される。従って、ノズル構造体セグメント３００は、段間シールキャリア３４０を支持する。例示的な実施形態では、段間シールキャリア３４０は、それに限定されないが、ステンレス鋼を含む、段間シールを支えるのに好適なあらゆる材料のものである。段間シール３４５は、それに限定されないが、ハニカムシールを含むあらゆる好適なシールとすることができる。

図３は、図１の例示的なノズルベーンセグメント２００及び図２の例示的なノズル構造体セグメント３００の構成を示す例示的なノズル組立体４００を示している。図３は、大多数のベーン２０５、２１０、２１５、３０５、３１５が、それぞれのセグメント２００、３００の第２の流路壁２２５、３２５に対するいかなる連結部もない状態で片持ち支持されていることを示している。上述のように、ベーン２０５、２１０、２１５、３０５、３１５は、それぞれの第２の流路壁２２５、３２５のそれぞれの表面２２６、３２６と接触している。さらに、ストラットベーン３１０は、第１及び第２の流路壁３２０、３２５の両方に連結される。例示的な実施形態では、ストラットベーン３１０は、一体形部品としてか或いは溶接又はその他の好適な結合方法によるかのいずれかで第１及び第２の流路壁３２０、３２５に機械的に連結される。

図３はさらに、図１及び図２に関して説明したように、段間シールキャリア２４０、３４０及び段間シール２４５、３４５を示している。例示的な実施形態では、段間シールキャリア３４０及び段間シール３４５は、図１の段間シールキャリア２４０及び段間シール２４５と隣接して配置される。例示的な実施形態では、段間シールキャリア２４０、３４０は、産業タービン環境において分解を容易にするようになった２つの半部分を含むことができる。段間シールキャリアは、それに限定されないが、ボルトを含む様々な機械的取付け装置によって第２の流路壁２２５、３２５を支える。

本明細書で説明するように、例示的な実施形態は、図１の例示的なノズルベーンセグメント２００及び図２の例示的なノズル構造体セグメント３００を含む。全ノズル組立体４００全体内に２つの異なるセグメント２００、３００を含むことによって、ノズル構造体セグメント３００は、タービンシステムの周囲ケーシングに段間シールキャリア２４０、３４０を結合した状態で、該段間シールキャリア２４０、３４０を支えることができる。本明細書で説明するように、セグメント２００のベーン２０５、２１０、２１５は、第１の流路壁２２０に機械的に連結されるが、次に説明するように減結合した状態を依然として維持する。

図４は、図１の例示的なノズルベーンセグメント２００の分解図を示している。図５は、部分的に組み立てられた状態の、図１及び図４の例示的なノズルベーンセグメント２００の図を示している。ノズルベーンセグメント２００は、幾つかのベーン２０５、２１０、２１５を含むことができる。ノズルベーンセグメント２００はさらに、第１及び第２の流路壁２２０、２２５を含む。本明細書で説明するように、ベーン２０５、２１０、２１５は、セグメント２００が完全に組立てられた時に第１の流路壁２２０に機械的に結合しているとともに内側の第２の流路壁２２５の表面と機械的接触している。従って、ベーン２０５、２１０、２１５は、ベーン及び流路壁が一般的に単一の一体形金属部品である従来技術と比較して、該ベーン２０５、２１０、２１５が第１及び第２の流路壁２２０、２２５に対して剛性連結されないように、該第１及び第２の流路壁２２０、２２５から減結合される。例示的な実施形態では、ベーン２０５、２１０、２１５の各々は、軸方向ダブテール２０６、２１１、２１６を含む。さらに、ベーンプラグ２３０の各々は、それぞれの軸方向ダブテール２０６、２１１、２１６に摺動可能に取付けられるアパーチャ２３１を含む。ベーンプラグ２３０がそれぞれの軸方向ダブテール２０６、２１１、２１６に摺動可能に取付けられると、ベーンプラグ２３０の各々に端部キャップ２３５を連結する（例えば、溶接する）ことができる。例示的な実施形態では、第１の流路壁２２０上の各ボス２２１内には、ボスアパーチャ２２２が形成される。例示的な実施形態では、ボスアパーチャ２２１は、ベーン２０５、２１０、２１５がボスアパーチャ２２２を通して摺動することができるように、該ベーン２０５、２１０、２１５の各々のそれぞれの輪郭に整合している。ベーンプラグ２３０の各々は、ベーン２０５、２１０、２１５がボスアパーチャ２２２を通って摺動する時にベーンプラグがボス２２１を通過せずかつ該ボス２２１と同一平面になるようにボスアパーチャ２２２よりも幅広になっている。本明細書で説明するように、端部キャップ２３５は、ベーンプラグ２３０に溶接することができ、かつ端部キャップ２３５及びベーンプラグ２３０は、ボス２２１に溶接することができる。

従って、軸方向ダブテール２０６、２１１、２１６は、ベーンプラグ２３０内に嵌合されかつ該ベーンプラグ２３０内で自由に膨張収縮する。従って、従来技術におけるような同様の材料のベーン及び流路壁間での溶接などの剛性連結によって引き起こされる応力が全く存在しない。しかしながら、ベーン２０５、２１０、２１５は、ベーンプラグ２３０、端部キャップ２３５及びボス２２１間での剛性連結により（例えば、溶接により）流路壁２２０に固定される。従って、上述のように、ベーン２０５、２１０、２１５並びに第１及び第２の流路壁２２０、２２５は、該ベーン２０５、２１０、２１５並びに第１及び第２の流路壁２２０、２２５が互いに異種材料であるので、機械的かつ熱的に分離される。さらに、ベーン２０５、２１０、２１５は、ベーンアレイの構造部材ではなく、ベーンアレイでは、セグメント２００がその一部となる。従って、単一の一体形部品であるベーン及び流路壁間の接合部に一般的に存在する熱応力が減少又は排除される。ベーン２０５、２１０、２１５は、第１の流路壁２２０に機械的に結合しているとともに第２の流路壁２２５と接触しているが、ノズルセグメント２００の機械的構成が、ベーン２０５、２１０、２１５における高温ガス通路による熱応力に耐える。

図６は、例示的なノズル構造体セグメント３００の分解図を示している。上述のように、ノズル構造体セグメント３００は、ストラットベーン３１０と共に単一の一体形部品とすることができる第１及び第２の流路壁３２０、３２５を含む。図６は、ベーン３０５、３１５が、上述の組立方法と同様にボスアパーチャ２２２を通して摺動させることができることを示している。ベーンプラグ３３０は、軸方向ダブテール３０６、３１６に摺動可能に取付けることができ、かつ端部キャップ２３５は、ベーンプラグ３３０に連結する（例えば、溶接する）ことができる。ベーンプラグ３３０、端部キャップ３３５及びボス３２１は全て、それに限定されないが、溶接のような好適な方法により互いに剛性連結することができる。

図７は、タービン環境８００におけるベーン２０５、２１０、２１５、３０５、３１５の１つの側面断面図を示している。従って、この側面断面図は、ノズルベーンセグメント２００のベーン２０５、２１０、２１５又はノズル構造体セグメント３００のベーン３０５、３１５のいずれかを示すことができる。図７は、タービン環境８００におけるベーン２０５、２１０、２１５、３０５、３１５の配向を示している。説明の目的上、セグメント２００、３００は、２つのタービンブレード８０５、８１０に隣接している。図７はさらに、第１の流路壁２２０、３２０及び第２の流路壁２２５、３２５、ベーンプラグ２３０、３３０、段間シールキャリア３４０、並びに段間シール３４５を示している。

図８は、タービン環境９００におけるストラットベーン３１０の側面断面図を示している。従って、ノズル構造体セグメント３００のストラットベーン３１０の側面断面図を示している。図８は、タービン環境９００におけるストラットベーン３１０の配向を示している。図８はさらに、第１の流路壁３２０及び第２の流路壁３２５、並びに段間シールキャリア３４０を示している。図８はさらに、ストラットベーン３１０が、本明細書で説明するようにそれを通して冷却空気を流すことができる内部エアスペース３１１を含むことができることを示している。内部エアスペース３１１は、段間シールキャリア３４０に配置されたエアスペース３４１及び空気パージ孔３４２と流体連通していてもよい。

再び図７を参照すると、上述のように、ベーン２０５、２１０、２１５、３０５、３１５は、第２の流路壁２２５、３２５のそれぞれの表面２２６、３２６と接触している。機械的接触は、接触箇所にギャップを残すことができる。図９は、ベーン２０５、２１０、２１５、３０５、３１５及びそれぞれの表面２２６、３２６間のギャップ１００５の拡大図を示している。従って、ギャップ１００５において空気漏洩が生じ、タービン効率を低下させる可能性がある。ギャップ１００５を小さくして空気漏洩を減少させることができるが、このギャップ１００５は、タービン環境内部での熱変位に敏感である可能性がある。図１０〜図１２は、ギャップ１００５からの空気漏洩を減少させるために実施される単なる実施例を示している。他の例示的な実施形態では、その他の実施例が考えられる。

図１０は、第２の流路壁２２５、３２５上に配置することができるトレンチ１１０５の例示的な実施形態を示している。それぞれのベーン２０５、２１０、２１５、３０５、３１５は、トレンチ１１０５内に配置し、それにより、トレンチ１１０５を備えていない状態よりもガスの通過をより困難にし、従って第２の流路壁２２５、３２５及びベーン２０５、２１０、２１５、３０５、３１５間に良好なシールを形成することができる。

図１１は、第２の流路壁２２５、３２５に隣接してベーン２０５、２１０、２１５、３０５、３１５上に配置されたアブレイダブル先端１２０５の例示的な実施形態を示している。アブレイダブル先端１２０５は、第２の流路壁２２５、３２５に隣接してベーン２０５、２１０、２１５、３０５、３１５上に配置された皮膜であり、ギャップ１００５内でのガス移動を遅延させる歯状構造体を形成する。「アブレイダブル」と言うのは、ベーン２０５、２１０、２１５、３０５、３１５及び第２の流路壁２２５、３２５の表面２２６、３２６間で接触が発生した場合に摩滅するあらゆるタイプの皮膜を意味している。他の例示的な実施形態では、その他の皮膜をＣＭＣ材料と組合せて実装してタービンの部品に対する環境損傷を防止することができる。

図１２は、第２の流路壁２２５、３２５に隣接してベーン２０５、２１０、２１５、３０５、３１５上に配置されたスキーラ先端１３０５の例示的な実施形態を示している。例示的な実施形態では、スキーラ先端１３０５は、第２の流路壁２２５、３２５に隣接してベーン２０５、２１０、２１５、３０５、３１５の先端内に形成された空洞である。この空洞は、漏洩を遅延させるエーロ作用をもたらす。従って、ベーン２０５、２１０、２１５、３０５、３１５は、空洞によるベーン先端強化ジオメトリ（すなわち、スキーラ先端１３０５）を含む。

技術的効果には、セラミックス（又は単一結晶合金のようなその他の高温度材料）の実装を翼形部セクションに内蔵させる時に、コストを安く維持しながらタービン効率を向上させるノズルセクションにおける冷却要件の軽減が含まれる。さらに、ベーンが互いに切り離されて、大幅な冷却流量の減少を生じさせることができるセラミック材料の実装を可能にするので、熱対抗応力（ｔｈｅｒｍａｌｆｉｇｈｔｓｔｒｅｓｓ）が減少又は排除される。

限られた数の実施形態に関してのみ本発明を詳細に説明してきたが、本発明がそのような開示した実施形態に限定されるものではないことは、容易に理解される筈である。むしろ、本発明は、これまで説明していないが本発明の技術思想及び技術的範囲に相応するあらゆる数の変形、変更、置換え又は均等な構成を組込むように改良することができる。さらに、本発明の様々な実施形態について説明してきたが、本発明の態様は説明した実施形態の一部のみを含むことができることを理解されたい。従って、本発明は、上記の説明によって限定されるものと見なすべきではなく、本発明は、特許請求の範囲の技術的範囲によってのみ限定される。

２００ノズルベーンセグメント
２０５ベーン
２０６軸方向ダブテール
２１０ベーン
２１１軸方向ダブテール
２１５ベーン
２１６軸方向ダブテール
２２０第１の流路壁
２２１ボス
２２２ボスアパーチャ
２２５第２の流路壁
２２６表面
２３０ベーンプラグ
２３１アパーチャ
２３５端部キャップ
２４０段間シールキャリア
２４５段間シール
３００ノズル構造体セグメント
３０５ベーン
３０６軸方向ダブテール
３１０ストラットベーン
３１１内部エアスペース
３１５ベーン
３１６軸方向ダブテール
３２０第１の流路壁
３２１ボス
３２２ボスアパーチャ
３２５第２の流路壁
３２６表面
３３０ベーンプラグ
３３５端部キャップ
３４０段間シールキャリア
３４１エアスペース
３４２空気パージ孔
３４５段間シール
４００ノズル組立体
８００タービン環境
８０５タービンブレード
８１０タービンブレード
９００タービン環境
１００５ギャップ
１１０５トレンチ
１２０５アブレイダブル先端
１３０５スキーラ先端

Claims

ノズルであって、
第１の流路壁（２２０）と、
第２の流路壁（２２５）と、
前記第１及び第２の流路壁（２２０、２２５）間に配置されたベーン（２０５）と
を備えており、前記ベーン（２０５）が前記第１の流路壁（２２０）に機械的に結合しているとともに前記第２の流路壁（２２５）と接触している、ノズル。
前記第１及び第２の流路壁（２２０、２２５）が第１の材料であり、前記ベーン（２０５）が第２の材料である、請求項１記載のノズル。
前記第１の材料及び第２の材料が異種材料である、請求項２記載のノズル。
前記第１の材料が金属である、請求項３記載のノズル。
前記第２の材料がセラミックである、請求項３記載のノズル。
前記第２の材料がセラミックマトリックス複合材（ＣＭＣ）である、請求項３記載のノズル。
前記第１の流路壁が、ボス（２２１）と、前記ボス（２２１）内に配置されたボスアパーチャ（２２２）と、をさらに含む、請求項１記載のノズル。
前記ベーン（２０５）がさらに、前記ボスアパーチャ（２２２）内に配置された軸方向ダブテール（３０６）を含む、請求項７記載のノズル。
前記ボス（２２１）上に配置されたベーンプラグ（３３０）をさらに含み、前記ベーンプラグ（３３０）に対して軸方向ダブテール（３０６）が摺動可能に取付けられる、請求項８記載のノズル。
前記ボス（２２１）及びベーンプラグ（３３０）上に配置された端部キャップ（２３５）をさらに含む、請求項９記載のノズル。