JP2016173104A - タービンシュラウドを冷却するためのシステム - Google Patents

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Abstract

【課題】様々なタービンハードウェア部品(特に、タービンシュラウドアセンブリ)の熱応力を低減するタービン冷却システムを提供する。【解決手段】一態様において、本主題は、タービンシュラウドを冷却するためのシステムに関する。本システムは、冷却媒体を供給する冷却媒体源、及びシュラウド支持リングを含むタービンシュラウド支持アセンブリを含む。シュラウドシールは、タービンシュラウド支持アセンブリに結合される。シュラウドシールは、背面及び内面を含む。ピンは、背面に向かってシュラウド支持リングを少なくとも部分的に貫通する。ピンは、冷却媒体源と流体連通する入口及び該入口の下流に配置されるアパーチャを有する流路を含む。アパーチャは、シュラウドシールの背面に対して垂直でない流れ方向で冷却媒体の流れを流路から外に向かわせる方向に配置される。【選択図】図3

Description

本主題は、一般に、ガスタービンエンジン用のタービンシュラウドに関する。より具体的には、本主題は、タービンシュラウドを冷却するためのシステムに関する。
一般に、ガスタービンエンジンは、連続した流れの順序で、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。運転中、空気は、圧縮機セクションの入口に流入し、そこでは、1つ以上の軸流圧縮機が、空気が燃焼セクションに到達するまで空気を徐々に圧縮する。燃料は、燃焼ガスを供給するために燃焼セクション内で圧縮空気と混合され、燃焼される。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形作られた高温ガス通路を通して送られ、次に、排気セクションを介してタービンセクションから排気される。
特定の構成において、タービンセクションは、連続した流れの順序で、高圧(HP)タービン及び低圧(LP)タービンを含む。HPタービン及びLPタービンはそれぞれ、様々な回転可能なタービン部品(タービンロータブレード、ロータディスク、及び保持器など)並びに様々な固定タービン部品(ステータベーン又はノズル、タービンシュラウド、及びエンジンフレームなど)を含む。回転可能なタービン部品及び固定タービン部品は、タービンセクションを通る高温ガス通路を少なくとも部分的に形作る。燃焼ガスが、高温ガス通路を通って流れるとき、熱エネルギーが、燃焼ガスから回転可能なタービン部品及び固定タービン部品に伝達される。結果として、一般に、熱的及び/又は機械的な性能要件を満たすために様々な回転可能なタービン部品及び固定タービン部品を冷却することが必要である。
一般的に、圧縮空気などの冷却媒体は、圧縮機セクションから、様々な回転可能なタービン部品及び固定タービン部品内又はこれらの周囲に形作られた様々な冷却通路又は冷却回路を通して送られ、これにより、これらの部品に対する冷却が行われる。1つの一般に効果的な冷却技術は、冷却媒体の噴流又は流れを、対応する回転可能なタービン部品又は固定タービン部品の表面に直接的に向けるか、又は集中させ、これにより、その部品に対するジェット冷却又は衝突冷却を行うことを含む。しかしながら、特定の事例において、ジェット冷却又は衝突冷却が不注意に行われ、これにより、冷却媒体と燃焼ガスとの大きな温度差に起因して、特定の回転可能なタービン部品又は固定タービン部品の材料内に望ましくない熱応力が生じる場合がある。このことは、特定の回転可能なタービン部品又は固定タービン部品の熱的/機械的寿命に悪影響を及ぼし得る(特に、部品(タービンシュラウドアセンブリの様々な部品など)が、複合材又はセラミックマトリックス複合材(CMC)タイプの材料から形成されている場合に)。
したがって、様々なタービンハードウェア部品(特に、タービンシュラウドアセンブリ)の熱応力を低減するタービン冷却システムは、当該技術に歓迎されるであろう。
米国特許出願公開第20140202168号明細書
本発明の態様及び利点は、以下の説明に部分的に述べられ、この説明から明らかになり得るし、本発明の実施を通して学ばれ得る。
一態様において、本主題は、タービンシュラウドを冷却するためのシステムに関する。本システムは、冷却媒体を供給する冷却媒体源、及びシュラウド支持リングを含むタービンシュラウド支持アセンブリを含む。シュラウドシールは、タービンシュラウド支持アセンブリに結合される。シュラウドシールは、内面から半径方向に離隔した背面を含む。ピンは、背面に向かってシュラウド支持リング及びシュラウドシールを少なくとも部分的に貫通する。ピンは、冷却媒体源と流体連通する入口及び該入口の下流に配置されるアパーチャを有する流路を含む。アパーチャは、シュラウドシールの背面に対して垂直でない流れ方向で冷却媒体の流れを流路から外に向かわせる方向に配置される。
本主題の別の態様は、タービンシュラウドを冷却するためのシステムに関する。本システムは、冷却媒体を供給する冷却媒体源と、シュラウド支持リングと、該シュラウド支持リングに結合されるシュラウドシールとを含む。シュラウドシールは、内面から半径方向に離隔した背面を含む。本システムは、背面に向かってシュラウド支持リング及びシュラウドシールを少なくとも部分的に貫通するピンをさらに含む。ピンは、流路を含む。流路は、冷却媒体源と流体連通する入口及び該入口の下流に配置される複数のアパーチャを含む。複数のアパーチャは、シュラウドシールの背面に対して垂直でない流れ方向で冷却媒体の流れの少なくとも一部を流路から外に向かわせる方向に配置される第1のアパーチャを含む。
本発明のこれら及び他の特徴、態様、及び利点は、以下の説明及び添付の特許請求の範囲を参照することによってより良く理解されるようになる。本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付図面は、本発明の実施形態を示しており、説明と共に本発明の原理を説明する役割を果たす。
当業者を対象とした、本発明の完全かつ有効な開示(その最良の態様を含む)が、添付図面への参照がなされる本明細書に述べられている。
本主題の様々な実施形態に係る例示的なガスタービンエンジンの概略断面図である。 本発明の様々な実施形態を組み込み得る、図1に示すようなガスタービンエンジンの高圧タービン部の拡大側断面図である。 本発明の様々な実施形態に係る、図2に示すような高圧タービンに組み込まれる、タービンシュラウドを冷却するためのシステムの拡大側断面図である。 本発明の様々な実施形態に係る、タービンシュラウドを冷却するためのシステムの例示的なピンの側断面図である。 本発明の様々な実施形態に係る、タービンシュラウドを冷却するためのシステムの例示的なピンの側断面図である。 本発明の様々な実施形態に係る、タービンシュラウドを冷却するためのシステムの例示的なピンの側断面図である。
次に、本発明の現在の実施形態を詳細に参照するが、その1つ以上の例が、添付図面に示す。詳細な説明では、図面中の特徴を参照するために、数字及び文字による指示が使用されている。図面及び説明における同じ又は同様の指示は、本発明の同じ又は同様の部分を参照するために使用されている。本明細書で使用される場合、「第1の」、「第2の」、及び「第3の」という用語は、部品を互いに区別するために交換可能に使用され得るものであり、個々の部品の位置又は重要性を意味するためのものではない。「上流」及び「下流」という用語は、流体経路における流体の流れに関する相対流れ方向を意味する。例えば、「上流」は、流体が流れてくる流れ方向を意味し、「下流」は、流体が流れていく流れ方向を意味する。
次に、複数の図を通して同一の数字が同じ要素を示す図面を参照すると、図1は、本発明の様々な実施形態を組み込み得る、本明細書では「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式エンジン10の概略断面図である。図1に示すように、ターボファン10は、参照目的のために、そこを通って伸びる長手方向又は軸方向の中心軸線12を有する。一般に、ターボファン10は、コアタービン又はガスタービンエンジン14(これは、ファンセクション16の下流に配置される)を含んでもよい。
ガスタービンエンジン14は、一般に、環状入口20を形作る略管状の外側ケーシング18を含んでもよい。外側ケーシング18は、多数のケーシングから形成されてもよい。外側ケーシング18は、連続した流れ関係で、ブースタ又は低圧(LP)圧縮機22、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、低圧(LP)タービン30を含む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とを包み込んでいる。高圧(HP)シャフト又はスプール34は、HPタービン28とHP圧縮機24とを駆動連結している。低圧(LP)シャフト又はスプール36は、LPタービン30とLP圧縮機22とを駆動連結している。また、(LP)スプール36は、ファンセクション16のファンスプール又はシャフト38に連結されてもよい。特定の実施形態では、図1に示すように、(LP)スプール36は、直接駆動構成などでファンスプール38に直接連結されてもよい。代替的な構成において、(LP)スプール36は、間接駆動構成又はギヤ駆動構成などで減速ギヤ介してファンスプール38に連結されてもよい。
図1に示すように、ファンセクション16は、複数のファンブレード40を含み、複数のファンブレード40は、ファンスプール38に結合され、これから半径方向外側に延在する。環状の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周方向に囲んでいる。ナセル42は、周方向に互いに離間された複数の出口ガイドベーン44によってガスタービンエンジン14に対して支持されるように構成されてもよいことが、当業者によって認識されるべきである。さらに、ナセル42の下流セクション46は、ガスタービンエンジン14の外側部分との間にバイパス空気流路48を形作るようにガスタービンエンジン14の外側部分を覆うよう延在してもよい。
ターボファンエンジン10と共に、コアタービン14は、陸上用ガスタービン、ターボジェットエンジン(空気の第2の部分110に対する空気の第1の部分108の割合がターボファン未満である)、及びアンダクテッドファンエンジン(ファンセクション16がナセル42を欠いている)において同様の目的を果たし、同様の環境に置かれる。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それぞれにおいて、減速装置(例えば、減速ギヤボックス)が、シャフト及びスプールの間(例えば、(LP)シャフト又はスプール36とファンセクション16のファンスプール又はシャフト38との間)に含まれてもよい。
図2は、本発明の様々な実施形態を組み込み得る、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の部分の拡大断面図を提供している。図2に示すように、HPタービン28は、連続した流れ関係で、タービンロータブレード58(1つしか示されていない)の列56から軸方向に離間されたステータベーン54(1つしか示されていない)の列52を含む第1の段50を含む。HPタービン28は、タービンロータブレード68(1つしか示されていない)の列66から軸方向に離間されたステータベーン64(1つしか示されていない)の列62を含む第2の段60をさらに含む。タービンロータブレード58、68は、HPスプール34(図1)から半径方向外側に延在し、HPスプール34に結合されている。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、燃焼セクション26(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通路70を少なくとも部分的に形作っている。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の周りに環状に配置されており、タービンロータブレード58、68の列56、66は、HPスプール34の周囲で周方向に互いに離間されている。
様々な実施形態では、図2に示すように、HPタービン28は、第2の段60のタービンロータブレード68の列66の周囲に環状リングを形成する、複数リングのタービンシュラウドアセンブリ72を含む。タービンシュラウドアセンブリ72は、複数のシュラウドシール74(1つしか示されていない)を含む。シュラウドシール74は、タービンロータブレード68のそれぞれのブレード先端76から半径方向に離間されている。半径方向又はクリアランス間隔CLが、ブレード先端76とシュラウドシール74との間に形作られている。シュラウドシール74は、高温ガス通路70からクリアランス間隔CLを通る漏れを低減する。
一般に、ブレード先端76とシュラウドシール74との間のクリアランス間隔CLを最小にすることが望ましい(特に、ターボファン10の巡航運転中)。したがって、特定の実施形態では、本明細書に開示されているシュラウドシール74は、連続リングであって、複合材料(より具体的には、セラミックマトリックス複合(CMC)材料)から作られ、かつガスタービンエンジン14の静止構造又はバックボーン86に連結される金属製で同心の内側、中央、及び外側のシュラウド支持リング80、82、84を含むシュラウド支持アセンブリ78によって支持される連続リングであってもよい。
バックボーン86は、バックボーン86から半径方向内側に配置される様々な静止部品に構造的支持を提供するエンジンフレームである。また、バックボーン86は、ガスタービンエンジン14の周囲の外側ケーシング18に結合されている。バックボーン86は、外側ケーシング18とバックボーン86から半径方向内側に配置される部品との間に形作られるエンジン隙間閉鎖部(engine clearance closure)の制御を容易にする。バックボーン86は、一般的には、剛性又は硬質のものとして設計される。
様々な実施形態では、図2に示すように、実質的に円形かつ互いに平行な上流フランジ90及び下流フランジ92を有するHPタービンケーシング88は、燃焼セクション26(図1)の燃焼器ケーシング(図示せず)にボルト留めされている。タービンシュラウド支持リング94は、内側シュラウド支持リング80、中央シュラウド支持リング82、及び外側シュラウド支持リング84を支持している。内側シュラウド支持リング80、中央シュラウド支持リング82、及び外側シュラウド支持リング84は、単一部品の完全な360度のリングであってもよい。タービンシュラウド支持リング94は、タービンシュラウド支持リング94の前端98にタービンシュラウド支持リングフランジ96を含む。シュラウドシール74並びに内側シュラウド支持リング80、中央シュラウド支持リング82、及び外側シュラウド支持リング84は、中心線12の周囲に環状に配置されるか、又は中心線12の周りを囲んでいる。
図3は、HPタービンケーシング88の一部と、シュラウドシール74並びに内側シュラウド支持リング80、中央シュラウド支持リング82、及び外側シュラウド支持リング84を含むタービンシュラウド支持アセンブリ78の一部と、タービンロータブレード68の一部とを含むHPタービン28の一部の拡大側断面図を提供している。様々な実施形態では、図2及び図3に示すように、クロッキング(clocking)又はピンなどの複数のピン100(明確にするために1つしか示されていない)は、中央リング82から半径方向内側に、内側リング80の半径方向に延在するスロット102(図3)を通って、シュラウドシール74の半径方向に延在するノッチ104又はポケット(図3)内に延在する。ピン100は、本明細書で説明されているようなタービンシュラウド支持アセンブリ78での使用に適した機械的及び/又は熱的な特性を有する材料から形成されてもよい。ピン100は、シュラウドシール74及び/又はノッチ104の側壁に接触しており、これにより、シュラウドシール74の半径方向の中心が、中心線12からずれることが防止されている。シュラウドシール74を半径方向に位置合わせする以外に、ピン100は、シュラウドシール74が中心線12を中心に回転することを防止し得る。ピン100は、ガスタービンエンジン14の運転中のシュラウドシール74の軸方向の熱成長を可能にしながら、シュラウドシール74を完全に位置合わせし得る。
ターボファン10の運転中、全体としての図1、図2、及び図3に少なくとも部分的に示すように、空気106は、ターボファン10の入口部分108に流入する。空気の第1の部分108は、バイパス流路48に導かれ、空気の第2の部分110は、LP圧縮機22の入口20に流入する。空気の第2の部分110は、LP圧縮機22からHP圧縮機24に送られるときに徐々に圧縮される。空気の第2の部分110は、HP圧縮機24を通して送られるときにさらに圧縮され、これにより、圧縮空気112が、燃焼セクション26に供給され、そこでは、圧縮空気112は、燃焼ガス114を供給するために燃料と混合され、燃焼される。燃焼ガス114は、HPタービン28を通して送られ、そこでは、熱エネルギー及び/又は運動エネルギーの一部が、第1の段50及び第2の段60のそれぞれのステータベーン54、64及びタービンロータブレード58、68によって燃焼ガス114から取り出され、これにより、HPシャフト又はスプール34が回転し、その結果、HP圧縮機24の動作が支援される。
次に、燃焼ガス114は、LPタービン30を通して送られ、そこでは、熱エネルギー及び運動エネルギーの第2の部分が、LPシャフト又はスプール36に結合したLPタービンステータベーン116及びLPタービンロータブレード118の連続した段によって燃焼ガス114から取り出され、これにより、LPシャフト又はスプール36が回転し、その結果、LP圧縮機22の動作及び/又はファンスプールもしくはシャフト38の回転が支援される。次に、燃焼ガス114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を通して送られる。
HPタービンセクション28及びLPタービンセクション30(特に、HPタービン28)を通って流れる燃焼ガス114の温度は極端な場合がある。例えば、HPタービン28によって/内に形作られた高温ガス通路70の一部を通って流れる燃焼ガス114は、華氏2000度を超える場合がある。結果として、HPタービン28及び/又はLPタービン30の様々なタービンハードウェア部品(タービンシュラウドシール74などであるが、これに限定されない)を冷却することが、熱的及び/又は機械的な性能要件を満たすために必要及び/又は有益である。
様々な実施形態では、図3に示すように、1以上のピン100は、冷却媒体源124(HP圧縮機24及び/又はLP圧縮機22などであるが、これらに限定されない)からの冷却媒体の流れ(矢印122によって示されているような)をシュラウドシール74の背面又は冷却面126に供給するための流路120を含み、及び/又は形作っている。特定の実施形態では、ピン100の流路120は、ピン100の上流端130に形作られ、又は形成されている入口128を含む。入口128は、冷却媒体源124から流路120への流体連通を可能にしている。
図4、図5、及び図6は、本発明の様々な実施形態に係る例示的なピン100の側断面図を提供している。特定の実施形態では、図3、図4、図5、及び図6に示すように、ピン100は、流路120の外への流体連通を可能にするアパーチャ132を含み、及び/又は形作る。特定の実施形態では、ピン100は、流路120の外への流体連通を可能にする複数のアパーチャ132を含む。様々な実施形態では、アパーチャ132の少なくとも1つは、シュラウドシール74の背面126に対して垂直でない角度又は流れ方向で冷却媒体122の少なくとも一部を流路120から外に向かわせるような方向に配置される。
特定の実施形態では、図4に示すように、複数のアパーチャ132の1以上のアパーチャ136は、冷却媒体122の少なくとも一部をシュラウドシール74の背面126と略平行に向かわせるような方向に配置されており、 これにより、背面126に対する衝突冷却又はジェット冷却ではなく、背面126に対する対流冷却が行われる。結果として、一般的に厚さ方向の大きな温度勾配によって発生する熱応力が低減され得る。厚さ方向の温度勾配は、一般に、冷却媒体122及び/又は背面126と、背面から半径方向に離され、かつ燃焼ガス114に直接さらされる、シュラウドシール74の半径方向内面又は高温面138との大きな温度差に起因して生じ得る。
一実施形態では、図4に示すように、複数のアパーチャ132は、ピン100の上流端部130とピン100の下流端部140との間に配置又は形成され、背面126から、様々な半径方向距離RDを置いて半径方向に互いにずらされており、これにより、流路120からの冷却媒体122の流れが半径方向に配分される。このように、冷却媒体122の一部は、シュラウドシール74の他の部分及び/又は他のシュラウド支持アセンブリ78の部品(内側シュラウド支持リング80、中央シュラウド支持リング82、及び外側シュラウド支持リング84(図3)などであるが、これらに限定されない)を冷却するために使用されてもよい。
様々な実施形態では、図5に示すように、複数のアパーチャ132の1以上のアパーチャ142は、ピン100の上流部分130と下流部分140との間に配置又は形成される。アパーチャ142は、冷却媒体122の流れの少なくとも一部が、背面126に対して非垂直かつ非平行な流れ方向又は流れの向きで背面126に向かうようにシュラウドシール74の背面126に向けて配置されている。
一実施形態では、図5に示すように、複数のアパーチャ132の1以上のアパーチャ144は、ピン100の上流部分130と下流部分140との間に配置又は形成され、冷却媒体122の流れの少なくとも一部が背面126に対して非平行な流れ方向又は流れの向きで背面126から離れる方向に向かって半径方向上方に向かうように内側シュラウド支持リング80の内面146に向けて配置される。このように、冷却媒体122の少なくとも一部は、内側シュラウド支持リング80の少なくとも一部を冷却するために使用されてもよい。
特定の実施形態では、図6に示すように、ピン100は、複数のアパーチャ132に加えて又はこれらに代えて複数の流量調節アパーチャ(metering aperture)148を含んでもよい。特定の実施形態では、流量調節アパーチャ148の少なくとも1つは、ピン100の下流壁150内に形作られるか、又は形成されてもよい。流量調節アパーチャ148は、シュラウドシール74の背面126に向けられてもよいが、流量調節アパーチャ148は、流路120の入口128に流入する冷却媒体122の流速に比べて流量調節アパーチャ148から流れ出る冷却媒体122の流速を低下させるか、又は流量調節アパーチャ148から流れ出る冷却媒体122を拡散させるようなサイズ及び/又は形状に形成され、これにより、冷却媒体122による背面126のジェット冷却又は衝突冷却を防止しながら、背面126に対する冷却が行われる。複数のアパーチャ132の任意の又はすべてのアパーチャ132が、ピン100に沿った特定の位置における冷却速度及び/又は冷却効果を制御するために、流路120の入口128に流入する冷却媒体の流速に比べてそこから流れ出る冷却媒体122の流速を低下させるか、又はそこから流れ出る冷却媒体122を拡散させるようなサイズ及び/又は形状に形成されてもよいことが理解されるべきである。
特定の実施形態では、図6に示すように、複数のアパーチャ132の1以上のアパーチャ152は、下流壁150によって又は下流壁150内に形作られるか、又は形成される。アパーチャ152は、冷却媒体122の流れの少なくとも一部が、背面126に対して非垂直かつ非平行な流れ方向又は流れの向きで背面126に向かうようにシュラウドシール74の背面126に向けて配置され、これにより、冷却媒体122による背面126のジェット冷却又は衝突冷却が防止及び/又は低減される。再び図3を参照すると、一実施形態では、1以上のアパーチャ154は、中央シュラウド支持リング82及び/又はシール158の一部の冷却を行うために冷却媒体122の少なくとも一部を通路又はプレナム156に向かわせる方向に配置される。
この記載された説明では、最良の態様を含めて本発明を開示するために、さらには、任意の当業者が任意の装置又はシステムの作製及び使用並びに任意の組み込み方法の実行を含めて本発明を実施することを可能にするために、例が使用されている。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって規定されており、また、当業者によって想到される他の例を含み得る。このような他の例は、特許請求の範囲の文言と異ならない構造的要素を含む場合又は特許請求の範囲の文言と実質的に異ならない均等な構造的要素を含む場合に、特許請求の範囲内にあることが意図されている。
[実施態様1]
タービンシュラウドを冷却するためのシステムであって、
冷却媒体を供給する冷却媒体源と、
シュラウド支持リングを含むタービンシュラウド支持アセンブリと、
タービンシュラウド支持アセンブリに結合したシュラウドシールであって、内面から半径方向に離隔した背面及び該背面に沿って形作られたノッチを有するシュラウドシールと、
シュラウド支持リングを少なくとも部分的に貫通し、シュラウドシールのノッチ内に延在するピンであって、冷却媒体源と流体連通している入口及び該入口の下流に配置されたアパーチャを含む流路を有するピンと
を備え、
アパーチャが、シュラウドシールの背面に対して垂直でない流れ方向で冷却媒体の流れを流路から外に向かわせる方向に配置されているシステム。
[実施態様2]
冷却媒体源が、低圧圧縮機及び高圧圧縮機の少なくとも1つを含む、実施態様1に記載のシステム。
[実施態様3]
シュラウドシールの背面が、シュラウド支持リングの内面に向けて配置されている、実施態様1に記載のシステム。
[実施態様4]
ピンが、下流壁を含む、実施態様1に記載のシステム。
[実施態様5]
アパーチャが、ピンの上流端部と下流端部との間に形成されている、実施態様1に記載のシステム。
[実施態様6]
アパーチャが、ピンの下流壁に沿って形成されている、実施態様1に記載のシステム。
[実施態様7]
アパーチャが、冷却媒体の少なくとも一部を背面と略平行な流れ方向に向かわせる方向に配置されている、実施態様1に記載のシステム。
[実施態様8]
アパーチャが、冷却媒体の少なくとも一部をシュラウド支持リングの内面に向かわせる方向に配置されている、実施態様1に記載のシステム。
[実施態様9]
ピンの下流壁部を貫通する流量調節孔をさらに備え、該流量調節孔が、流路と流体連通している、実施態様1に記載のシステム。
[実施態様10]
シュラウドシールが、セラミックマトリックス複合材料から形成されている、実施態様1に記載のシステム。
[実施態様11]
タービンシュラウドを冷却するためのシステムであって、
冷却媒体を供給する冷却媒体源と、
シュラウド支持リングと、
シュラウド支持リングに結合したシュラウドシールであって、背面及び該背面から半径方向に離隔した内面を有するシュラウドシールと、
背面に向かってシュラウド支持リングを少なくとも部分的に貫通するピンであって、冷却媒体源と流体連通している入口及び該入口の下流に配置された複数のアパーチャを含む流路を有し、複数のアパーチャが、第1のアパーチャを含むピンと
を備え、
第1のアパーチャが、シュラウドシールの背面に対して垂直でない流れ方向で冷却媒体の少なくとも一部を流路から外に向かわせる方向に配置されているシステム。
[実施態様12]
冷却媒体源が、低圧圧縮機及び高圧圧縮機の少なくとも1つを含む、実施態様11に記載のシステム。
[実施態様13]
シュラウドシールの背面が、シュラウド支持リングの内面に向けて配置されている、実施態様11に記載のシステム。
[実施態様14]
ピンの下流壁部を貫通する流量調節孔をさらに備え、該流量調節孔が、流路と流体連通している、実施態様11に記載のシステム。
[実施態様15]
複数のアパーチャが、第2のアパーチャをさらに備える、実施態様11に記載のシステム。
[実施態様16]
第1のアパーチャが、ピンの上流端部と下流端部との間に形成されており、第2のアパーチャが、ピンの下流壁に沿って形成されている、実施態様15に記載のシステム。
[実施態様17]
第2のアパーチャが、シュラウドシールの背面に対して垂直でない流れ方向で冷却媒体の少なくとも一部を流路から外に向かわせる方向に配置されている、実施態様15に記載のシステム。
[実施態様18]
第1のアパーチャ及び第2のアパーチャの少なくとも1つが、冷却媒体の少なくとも一部を背面と略平行な流れ方向に向かわせる方向に配置されている、実施態様15に記載のシステム。
[実施態様19]
第1のアパーチャ及び第2のアパーチャの少なくとも1つが、冷却媒体の少なくとも一部をシュラウド支持リングの内壁に向かわせる方向に配置されている、実施態様15に記載のシステム。
[実施態様20]
第2のアパーチャが、冷却媒体の少なくとも一部をタービンシュラウドのシールに向かわせる方向に配置されている、実施態様19に記載のシステム。
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の中心線/中心軸線
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 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 下流セクション
48 バイパス空気流路/バイパス流路
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 高温ガス通路
72 複数リングのタービンシュラウドアセンブリ
74 シュラウドシール
76 ブレード先端
78 タービンシュラウド支持アセンブリ
80 内側シュラウド支持リング/内側リング
82 中央シュラウド支持リング/中央リング
84 外側シュラウド支持リング
86 静止構造/バックボーン
88 HPタービンケーシング
90 上流フランジ
92 下流フランジ
94 タービンシュラウド支持リング
96 タービンシュラウド支持リングフランジ
98 前端
100 クロッキング/位置合わせピン
102 スロット
104 ノッチ
106 空気
108 空気の第1の部分
110 空気の第2の部分
112 圧縮空気
114 燃焼ガス
116 ステータベーン
118 タービンロータブレード
120 流路
122 冷却媒体/矢印
124 冷却媒体源
126 背面
128 入口
130 上流端部/上流端/上流部分
132 アパーチャ
136 高温面/内面
138 アパーチャ
140 下流部分
142 アパーチャ
144 アパーチャ
146 内面
148 流量調節アパーチャ
150 下流壁
152 アパーチャ
154 アパーチャ
156 プレナム
158 シール
CL クリアランス間隔
D 半径方向距離

Claims (10)

  1. タービンシュラウドを冷却するためのシステムであって、
    冷却媒体を供給する冷却媒体源と、
    シュラウド支持リングを含むタービンシュラウド支持アセンブリと、
    タービンシュラウド支持アセンブリに結合したシュラウドシールであって、内面から半径方向に離隔した背面及び該背面に沿って形作られたノッチを有するシュラウドシールと、
    シュラウド支持リングを少なくとも部分的に貫通し、シュラウドシールのノッチ内に延在するピンであって、冷却媒体源と流体連通している入口及び該入口の下流に配置されたアパーチャを含む流路を有するピンと
    を備え、
    アパーチャが、シュラウドシールの背面に対して垂直でない流れ方向で冷却媒体の流れを流路から外に向かわせる方向に配置されているシステム。
  2. 冷却媒体源が、低圧圧縮機及び高圧圧縮機の少なくとも1つを含む、請求項1に記載のシステム。
  3. シュラウドシールの背面が、シュラウド支持リングの内面に向けて配置されている、請求項1又は請求項2に記載のシステム。
  4. ピンが、下流壁を含む、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のシステム。
  5. アパーチャが、ピンの上流端部と下流端部との間に形成されている、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のシステム。
  6. アパーチャが、ピンの下流壁に沿って形成されている、請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載のシステム。
  7. アパーチャが、冷却媒体の少なくとも一部を背面と略平行な流れ方向に向かわせる方向に配置されている、請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載のシステム。
  8. アパーチャが、冷却媒体の少なくとも一部をシュラウド支持リングの内面に向かわせる方向に配置されている、請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載のシステム。
  9. ピンの下流壁部を貫通する流量調節孔をさらに備え、該流量調節孔が、流路と流体連通している、請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載のシステム。
  10. シュラウドシールが、セラミックマトリックス複合材料から形成されている、請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載のシステム。
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