JP2017025911A

JP2017025911A - ガスタービンエンジン用のシュラウドアセンブリ

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Publication number: JP2017025911A
Application number: JP2016136484A
Authority: JP
Inventors: デイビッド・スコット・ステープルトン; Scott Stapleton David; ローラ・イザベル・アルマニオス; Isabelle Armanios Laura; ブライス・ローリング・ハイトマン; Loring Heitman Bryce
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2015-07-13
Filing date: 2016-07-11
Publication date: 2017-02-02
Also published as: CN106351703B; US10301960B2; CA2935350A1; EP3118417A1; CN106351703A; US20170016341A1

Abstract

【課題】改善された負荷伝達機能を有するシュラウドアセンブリを提供数する。
【解決手段】ガスタービンエンジン用のシュラウドアセンブリ１００は、前方ハンガーアーム１６２と後方ハンガーアーム１６４と前方および後方ハンガーアーム間のハンガー本体１６０とを有するハンガー１０４と、前面１１２と後面１１４と前面および後面間の内面１１６および外面１１８とを有するシュラウド１０２と、を含む。外面は内面から径方向に離間し、シュラウドはハンガーに接続される。シュラウドアセンブリは、前方ハンガーアームの軸方向前方の支持部材２００を含み、支持部材は、径方向内側部分２０４とシュラウドの軸方向に隣接する表面１０２との間に隙間が画定されるように、前方ハンガーアームに接続された径方向外側部分２０２と、シュラウドから軸方向に離間して配置された径方向内側部分２０４とを有する。
【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シュラウドアセンブリに関する。より具体的には、本主題は、負荷を通すための改善された特徴を有するシュラウドアセンブリに関する。

ガスタービンエンジンは、一般に、圧縮機部、燃焼部、タービン部および排気部を、直列の順番で含む。動作中、空気は圧縮機部の吸気口に入り、そこでは１つ以上の軸流圧縮機が、空気が燃焼部に達するまで空気を漸次加圧する。燃料は、圧縮空気と混合され、燃焼部内で燃焼され、これにより燃焼ガスが供給される。燃焼ガスは、タービン部内に画定された高温ガス経路を介して燃焼部からルーティングされた後、排気部を介してタービン部から排出される。

具体的な構成では、タービン部は、高圧（ＨＰ）タービンおよび低圧（ＬＰ）タービンを、直列の順番で含む。ＨＰタービンおよびＬＰタービンはそれぞれ、タービンロータブレード、ロータディスクおよびリテーナ等の各種回転可能なタービン部品と、静翼またはノズル、タービンシュラウドおよびエンジンフレーム等の各種固定タービン部品とを含む。回転可能および固定タービン部品は、タービン部を通過する高温ガス経路を少なくとも部分的に画定する。燃焼ガスが高温ガス経路を通って流れる際、熱エネルギーは、燃焼ガスから回転タービン部品および固定タービン部品に送られる。

一般に、ＨＰタービンおよびＬＰタービンは、高温ガス経路をさらに画定するシュラウドアセンブリをさらに含むことができる。隙間は、シュラウドアセンブリのシュラウドと回転可能なタービン部品の関連ステージの回転可能なタービン部品との間に画定されてもよい。シュラウドは通常、シュラウドハンガーによってガスタービンエンジン内に保持され、シュラウドハンガーはエンジンの種々の他の部品に連結される。また、多くの場合、シュラウドアセンブリの軸方向前方に位置するノズルは、高温ガス経路を画定してかつこれを概ね塞ぐために、シュラウドアセンブリと接触してもよい。

多くのガスタービンエンジン設計における１つの公知の問題は、ガスタービンエンジンの各部の種々の隣接部品間における負荷伝達である。例えばノズル負荷は、シュラウドアセンブリを通じてガスタービンエンジンのケーシングに伝達することができる。しかし、多くの場合、シュラウド自体等のシュラウドアセンブリの部品にとって、これらの負荷を受けることは望ましくない。例えば、セラミックマトリクス複合シュラウドは、ガスタービンエンジンに使用される場合は多くの利点を提供するが、セラミックマトリクス複合材料の特性により、一般的にこのような負荷伝達にとって望ましくない。

この負荷伝達問題に対する公知の解決策の１つは、ケーシングに接続されノズルと接触している外側支持体を含むことである。シールは、支持体および隣接するシュラウドアセンブリのハンガーの間に設けられている。したがって負荷は、支持体を通してノズルからシュラウドアセンブリのハンガーに伝達される。しかしながら、動作時にこれらの支持体が受ける熱勾配およびその結果としての支持体の軸方向偏位により、ノズルシュラウド軸方向間隙が大きくばらついてしまう。したがって、これらの軸方向間隙の寸法が増大する可能性を補償するために追加パージ流量が必要となり、それにより燃焼に利用される作動流体の量が減少し、エンジンの効率が低下する。また、一般的にこれらの支持体は重くて高価な部品であり、ガスタービンエンジンのコストおよび重量を増加させるので好ましくない。

したがって、ガスタービンエンジンで使用するための改善されたシュラウドアセンブリが望まれている。特に、改善された負荷伝達機能を有するシュラウドアセンブリが有用であろう。

本発明の態様および利点は、以下で一部記述され、または、記述から明らかになり、または本発明の実施を通して学習することができる。

本開示の一実施形態によって、ガスタービンエンジン用のシュラウドアセンブリを提供する。シュラウドアセンブリはハンガーを含み、該ハンガーは前方ハンガーアームと、前方ハンガーアームから軸方向に離間して配置された後部ハンガーアームと、前方ハンガーアームおよび後部ハンガーアームとの間に延在するハンガー本体とを含む。シュラウドアセンブリはさらにシュラウドを含み、該シュラウドは前面、前面から軸方向に離間して配置された後面、前面と後面との間に延在する内面、前面と後面との間に延在し内面から径方向に離間した外面を備え、該シュラウドはハンガーに接続される。シュラウドアセンブリはさらに前方ハンガーアームの軸方向前方に配置された支持部材を含み、該支持部材は、前方ハンガーアームに接続された径方向外側部分と、径方向内側部分とシュラウドの軸方向に隣接する表面との間に隙間が画定されるようにシュラウドから軸方向に離間した径方向内側部分とを有する。

本開示の別の実施形態によって、ガスタービンエンジンのタービン部を提供する。タービン部は、シュラウドアセンブリを含む。シュラウドアセンブリはハンガーを含み、該ハンガーは前方ハンガーアームと、前方ハンガーアームから軸方向に離間して配置された後部ハンガーアームと、前方ハンガーアームおよび後部ハンガーアームとの間に延在するハンガー本体とを含む。シュラウドアセンブリはさらにシュラウドを含み、該シュラウドは前面、前面から軸方向に離間して配置された後面、前面と後面との間に延在する内面、前面と後面との間に延在し内面から径方向に離間した外面を備え、該シュラウドはハンガーに接続される。シュラウドアセンブリはさらに前方ハンガーアームの軸方向前方に配置された支持部材を含み、該支持部材は、前方ハンガーアームに接続された径方向外側部分と、径方向内側部分とシュラウドの軸方向に隣接する表面との間に隙間が画定されるようにシュラウドから軸方向に離間した径方向内側部分とを有する。タービン部はさらに、シュラウドアセンブリの軸方向前方に位置するノズルアセンブリを含む。ノズルアセンブリは、翼形部と、翼形部の径方向外側に位置する外側バンドとを含む。外側バンドは後面を有し、該後面はシュラウドアセンブリの支持部材の径方向内側部分に接触している。

本開示の別の実施形態に従って、ガスタービンエンジンが提供される。ガスタービンエンジンは、圧縮機部と、燃焼部と、タービン部とを含む。ガスタービンエンジンはさらに、圧縮機部またはタービン部のうちの１つに配置されたシュラウドアセンブリを含む。シュラウドアセンブリはハンガーを含み、該ハンガーは前方ハンガーアームと、前方ハンガーアームから軸方向に離間して配置された後部ハンガーアームと、前方ハンガーアームおよび後部ハンガーアームとの間に延在するハンガー本体とを含む。シュラウドアセンブリはさらにシュラウドを含み、該シュラウドは前面、前面から軸方向に離間して配置された後面、前面と後面との間に延在する内面、前面と後面との間に延在し内面から径方向に離間した外面を備え、該シュラウドはハンガーに接続される。シュラウドアセンブリはさらに前方ハンガーアームの軸方向前方に配置された支持部材を含み、該支持部材は、前方ハンガーアームに接続された径方向外側部分と、径方向内側部分とシュラウドの軸方向に隣接する表面との間に隙間が画定されるようにシュラウドから軸方向に離間した径方向内側部分とを有する。

本発明のこれらの、ならびに他の特徴、態様および利点は、以下の説明および添付の図面を参照すれば、よりよく理解されよう。添付の図面は、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成しており、本発明の実施形態を例示し、説明と共に、本発明の原理を説明するのに役立つ。

本発明の完全かつ実施可能な開示は、当業者にとって最良の形態を含み、添付の図面を参照して本明細書において記載される。

本開示の一実施形態によるガスタービンエンジンの概略断面図である。本開示の一実施形態によるガスタービンエンジンの高圧タービン部の拡大断面側面図である。本開示の一実施形態によるシュラウドアセンブリの分解斜視図である。本開示の一実施形態によるシュラウドアセンブリの組立斜視図である。本開示の一実施形態によるシュラウドアセンブリの断面図である。本開示の別の実施形態によるシュラウドアセンブリの断面図である。本開示の一実施形態によるガスタービンエンジンのタービン部の一部分の断面図である。

本発明の実施形態を示すために、ここで詳細に参照を行うが、それの１つまたは複数の実施例を添付の図面に示す。詳細な説明は、図面の特徴を参照するために、数字および文字の符号を用いる。図面および説明の同様のまたは類似の符号は、本発明の同様のまたは類似の部材を指すために用いている。本明細書において、用語は、「第１の」、「第２の」、および「第３の」という用語は、１つの構成要素と別の構成要素とを区別するために交換可能に用いることができ、個々の構成要素の位置または重要性を示すことを意図しない。「上流」および「下流」という用語は、流路における流体の流れについての相対的方向を示す。例えば、「上流」は流体が流れて来る方向を示し、「下流」は流体が流れて行く方向を示す。

また、本明細書で使用する場合、「軸方向」または「軸方向に」という用語は、エンジンの長手軸に沿った寸法を意味する。「軸方向」または「軸方向に」に関連して使用される「前方」という用語は、エンジン吸入口に向かう方向、または他の構成要素に比較してエンジン吸入口に比較的近い構成要素を指す。「軸方向」または「軸方向に」に関連して使用される「後方」という用語は、エンジンノズルに向かう方向、または他の構成要素に比較してエンジンノズルに比較的近い構成要素を指す。「径方向」または「径方向に」という用語は、エンジンの中心長手方向軸とエンジン外周との間に延在する寸法を意味する。

図面を参照すると、図１は、本明細書で「ターボファン１０」と称され、本開示の種々の実施形態を組み込むことができ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、参考のためにターボファン１０を貫通して延びる長手方向または軸方向中心軸１２を有する。一般に、ターボファン１０は、ファン部１６の下流に配置されたコアタービンまたはガスタービンエンジン１４を含むことができる。

ガスタービンエンジン１４は一般的に、環状吸入口２０を画定するほぼ環状の外部ケーシング１８を含むことができる。外部ケーシング１８は、複数のケーシングから形成することができる。外部ケーシング１８は、ブースタまたは低圧（ＬＰ）圧縮機２２と、高圧（ＨＰ）圧縮機２４と、燃焼部２６と、高圧（ＨＰ）タービンを含むタービン部２８と、低圧（ＬＰ）タービン３０およびジェット排気ノズル３２を有する圧縮機部とを、直列の流れ関係で収容する。高圧（ＨＰ）軸すなわちスプール３４は、ＨＰタービン２８を高圧圧縮機２４に駆動連結する。低圧（ＬＰ）軸すなわちスプール３６は、ＬＰタービン３０を低圧圧縮機２２に駆動連結する。（ＬＰ）スプール３６は、ファン部１６のファンスプールすなわち軸３８に接続されてもよい。特定の実施形態において、（ＬＰ）スプール３６は、直接駆動構成中のように、ファンスプール３８に直接接続することができる。別の構成では、（ＬＰ）スプール３６は、間接駆動または歯車駆動構成の減速ギヤギヤボックスのような減速装置３７を介して、ファンスプール３８に接続することができる。このような減速装置は、要望または必要に応じて、エンジン１０内の任意の適切な軸／スプールの間に含めることができる。

図１に示すように、ファン部１６は、ファンスプール３８に結合され、そこから径方向外側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つまりナセル４２は、ファン部１６および／また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む。ナセル４２が、周方向に離間した複数の排出口ガイドベーン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できることを、当業者は理解されたい。また、ナセル４２の下流部４６（ガイドベーン４４の下流）は、ガスタービンエンジン１４の外側部分上に延びていてもよく、それらの間のバイパス空気流路４８を画定している。

図２は、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部分の拡大断面図を提供し、本発明の様々な実施形態を組み込むことができる。図２に示すように、ＨＰタービン２８は、タービン動翼５８（１つのみ図示される）の環状アレイ５６から軸方向に離間して配置された静翼５４（１つのみ図示される）の環状アレイ５２を含む第１のステージ５０を、直列の流れ関係で含む。ＨＰタービン２８は、タービン動翼６８（１つのみ図示される）の環状アレイ６６から軸方向に離間した静翼６４（１つのみ図示される）の環状アレイ６２を含む第２のステージ６０をさらに含む。タービン動翼５８、６８は、ＨＰスプール３４から径方向外側に延び、ＨＰスプール３４に結合されている（図１）。図２に示すように、静翼５４、６４とタービン動翼５８、６８は、燃焼部２６（図１）からＨＰタービン２８を通じて燃焼ガスをルーティングするための高温ガス経路７０を少なくとも部分的に画定する。

図２にさらに示すように、ＨＰタービンは、１つ以上のシュラウドアセンブリを含むことができ、そのそれぞれは、動翼の環状アレイの周囲に環状リングを形成する。例えば、シュラウドアセンブリ７２は、第１のステージ５０の動翼５８の環状アレイ５６の周囲に環状リングを形成してもよく、シュラウドアセンブリ７４は、第２のステージ６０のタービン動翼６８の環状アレイ６６の周囲に環状リングを形成してもよい。一般的に、シュラウドアセンブリ７２、７４のシュラウドは、動翼６８の各々の翼端７６、７８から径方向に離間して配置されている。径方向または隙間ＣＬは、翼端７６、７８とシュラウドとの間で画定される。シュラウドおよびシュラウドアセンブリは、一般的に、高温ガス経路７０からの漏洩を減少させる。

なお、シュラウドおよびシュラウドアセンブリは、低圧圧縮機２２、高圧圧縮機２４および／または低圧タービン３０においても同様に利用できる。したがって、ここに開示されるシュラウドおよびシュラウドアセンブリは、ＨＰタービン２８での使用に限定されるものではなく、むしろガスタービンエンジンの任意の適切な部分で利用することができる。

図３〜図７を参照して、改善されたシュラウドアセンブリ１００を開示する。ここに開示されるシュラウドアセンブリ１００は、上述したように、シュラウドアセンブリ７２、７４の代わりに利用することができ、あるいはエンジン１０内の他の任意の適切なシュラウドアセンブリの代わりに利用することができる。

本開示によるシュラウドアセンブリは、いくつかの効果を提供する。特に、シュラウドアセンブリ１００は、軸方向前方ノズルからシュラウドアセンブリ１００のハンガーを介したガスタービンエンジン１０のケーシングへの負荷伝達を効果的に促進する機能を含む一方で、このようなシュラウドアセンブリのシュラウドを介した負荷伝達を低減または排除している。これは、シュラウドがセラミックマトリクス複合（“ＣＭＣ”）材料から形成されている実施形態の場合、特に望ましい。さらに、本開示によるシュラウドアセンブリを使用することにより、ノズルシュラウド軸方向隙間の大きな変動やそれに伴うパージ流の増加、さらに関連する重量やコストの問題といった既知の負荷伝達要素に伴う望ましくない問題を減少させることができる。これにより、ガスタービンエンジンの効率が増大し、重量が低減され、コストが低減される。

図３〜図７は、本開示によるシュラウドアセンブリ１００の実施形態を示す。シュラウドアセンブリ１００は、シュラウド１０２およびハンガー１０４を含む。本開示によれば、シュラウド１０２は、例えばシュラウド本体１１０、前フランジ１２０および後フランジ１３０を含むことができる。例示的実施形態において、シュラウド本体１１０およびフランジ１２０、１３０（および一般にシュラウド１０２）はＣＭＣ材料から形成することができるが、別の実施形態では、シュラウド本体１１０およびフランジ１２０、１３０（および一般にシュラウド１０２）は、金属等の他の適切な材料から形成されてもよい。特に、この例示的な実施形態では、シュラウド本体１１０およびフランジ１２０、１３０は必須の部分であり、したがって一般に単一の構成要素として形成することができる。

シュラウド本体１１０は、前面１１２および後面１１４を含むことができる。後面１１４は、エンジン１０内にある場合は、一般に中心線１２に沿うように、前面１１２から軸方向に離間して配置される。内面１１６および外面１１８は、それぞれ前面１１２および後面１１４との間に延在してもよい。外面１１８は、内面１１６から径方向に離間して配置される。内面１１６は、シュラウド１０２がエンジン１０内にある場合、高温ガス経路７０にさらされ得るが、一方で外面１１８はしたがって高温ガス経路７０から径方向に離間して配置される。

前フランジ１２０および後フランジ１３０は、シュラウド本体１１０の外面１１８からのように、シュラウド本体１１０からそれぞれ延びていてもよい。後フランジ１３０は、前フランジ１２０から軸方向に離間して配置されてもよい。さらに前フランジ１２０は、一般に、本体１１０の前面１１２に近接して配置されてもよく、一方で後フランジ１３０は、一般に、本体１１０の後面１１４に近接して配置される。各フランジ１２０、１３０は、（それぞれ）前面１２２、１３２と、それぞれ後面１２４、１３４とを含むことができる。示されているように、フランジ１２０、１３０は、一般にそれらの長さに沿って周方向にそれぞれ延びており、したがって周方向に配向させることができる。

さらに、１つ以上のボア孔１２６、１３６は、各フランジ１２０、１３０内にそれぞれ画定されてもよい。各ボア孔１２６、１３６は、例えば、関連する前面１２２、１３２と関連する後面１２４、１３４との間に、関連するフランジ１２０、１３０を貫通して、一般に軸方向に延びていてもよい。ボア孔１２６、１３６は一般的に、シュラウド１０２をハンガー１０４に接続するために利用される。例えば、ピン１４０は、ボア孔１２６、１３６に挿入され、ハンガー１０４のボア孔と関連づけられることにより、シュラウド１０２がハンガー１０４に接続される。

ハンガー１０４は、一般にエンジン１０のシュラウド１０２に接続され、それを支持するとともに、それ自体エンジン１０内の様々な他の構成要素によって支持されている。ハンガー１０４は、ハンガー本体１６０と、ハンガー本体１６０から（高温ガス経路７０から離れるように）、たとえば径方向外側に延びる前方ハンガーアーム１６２および後方ハンガーアーム１６４を含んでもよい。ハンガー本体１６０は、したがってアーム１６２、１６４との間に延在してもよい。示されるように、後方アーム１６４は、前方アーム１６２から軸方向に離間して配置されてもよい。

ハンガー１０４は、ハンガー本体１６０から（高温ガス流路７０に向かって）径方向内側に延びる１つ以上のフランジを含んでもよい。例えば、前フランジ１７２および後フランジ１７４は、ハンガー本体１６０から延びていてもよい。後フランジ１７４は、前フランジ１７２から軸方向に離間して配置されてもよい。前フランジ１７２は、前方ハンガーアーム１６２と近接していてもよく、後フランジ１７４は、後方ハンガーアーム１６４と近接していてもよい。１つ以上のボア孔１７６、１７８は、それぞれフランジ１７２、１７４内に画定されてもよい。

組み立てられると、シュラウドフランジ１２０、１３０のボア孔１２６、１３６は、一般に、関連するハンガーボア孔１７６、１７８と整列する。例えば、ボア孔１２６はボア孔１７６と整列し、ボア孔１３６はボア孔１７８と整列する。１つ以上のピン１４０は、ハンガー１０４とシュラウド１０２を連結するために、関連するボア孔を貫通してもよく、したがってそこを通って延びてもよい。示されるように、一部の実施形態では、ピン１４０は、整列ボア孔１２６、１７６、１３６および１７８を介して延びてもよい。あるいは、別個のピン１４０を整列ボア孔１２６、１７６および整列ボア孔１３６、１７８のために用いることができる。したがって、前フランジ１２０および後フランジ１３０は、前フランジ１７２および後フランジ１７４に連結されてもよい。

例示的実施形態において、ハンガー本体１６０、前方ハンガーアーム１６２、後方ハンガーアーム１６２、前フランジ１７２および後フランジ１７４（および一般にハンガー１０４）は、金属材料から形成することができるが、別の実施形態において、ハンガー本体１６０、前方ハンガーアーム１６２、後方ハンガーアーム１６２、前フランジ１７２および後フランジ１７４（および一般にハンガー１０４）は、他の適切な材料から形成することができる。

示されるように、シュラウドアセンブリ１００はさらに、バッフル１０８を含むことができる。バッフル１０８は、シュラウドアセンブリ１００のハンガー１０４とシュラウド１０２との間に径方向に配置することができる。バッフル１０８は、冷却目的などでそこを通して流体をルーティングするための複数の冷却孔１８２を画定する本体１８０を含むことができる。例示的な実施形態では、バッフルは金属材料から形成されているが、別の実施形態では、バッフル１０８は他の適切な材料から形成されてもよい。

さらに図３〜図７を参照すると、シュラウドアセンブリ１００は、前方ハンガーアーム１６２の軸方向前方に配置された支持部材２００をさらに含むことができる。支持部材２００は、１つ以上のノズルアセンブリ２５０からシュラウドアセンブリ１００のハンガー１０４が連結されている支持構造体に、シュラウドアセンブリ１００を介して負荷を伝達するように有利に配置され構成されている。特に支持部材２００は、上述したように、シュラウド１０２に伝達される負荷を最少または皆無にして、これらのノズルアセンブリ２５０からハンガー１０４を介して負荷を伝達することができる。

図７を簡単に参照すると、ノズルアセンブリ２５０はシュラウドアセンブリ１００の軸方向前方に配置されてもよく、例えば、ガスタービンエンジン１０のタービン部または圧縮機部内の特定のステージの隣接ノズルアレイの部品であってもよい。例えば、ノズルアセンブリ２５０は、第１のステージ４０のアレイ５２あるいは第２のステージ６０のアレイ６２に含まれてもよく、シュラウドアセンブリ１００はシュラウドアセンブリ７２あるいはシュラウドアセンブリ７４それぞれの代わりに利用されてもよい（図２参照）。ノズルアセンブリ２５０は、翼形部２５２および翼形部２５２の径方向外側に配置された外側バンド２５４を含んでいてもよい。外側バンド２５４は、例えば、ノズル自体の外側バンドであってもよいし、ノズルアセンブリ２５０のノズルと共に利用される支持構造体（ノズルを通って延びる支柱を含んでもよい）の外側バンドであってもよい。外側バンド２５４は、組み立てられた時、支持部材２００と（適切なシール２５８を介して直接または間接的に）接触してもよい後面２５６を含むことができる。具体的には、後面２５６は、支持部材２００の径方向内側部分に接触してもよい。したがって、負荷はノズルアセンブリ２５０から後面２５６を介して支持部材２００に送信されてもよく、上述のように、シュラウド１０２に伝達される負荷を最少または皆無にして、支持部材２００からハンガーアセンブリ１０４に送信されてもよい。

再び図３〜図７を参照すると、支持部材２００は、例示的な実施形態では金属材料から形成されているが、別の実施形態では、支持部材２００は、任意の適切な材料から形成されてもよい。支持部材２００は、径方向外側部分２０２および径方向内側部分２０４を含んでもよく、さらに前面２０６および後方面２０８を含んでもよい。

支持部材２００の径方向外側部分２０２は、前方ハンガーアーム１６２に接続することができる。例示的な実施形態において、１つ以上の機械的ファスナ２１０は、径方向外側部分２０２と前方ハンガーアーム１６２とを接続することができる。例えば、１つ以上のボア孔１６３は、前方ハンガーアーム１６２に画定されてもよく、１つ以上の嵌合ボア孔２０３は、外側部分２０２に画定されてもよい。機械的ファスナは、径方向外側部分２０２と前方ハンガーアーム１６２とを接続するために、位置合わせボア孔１６３および嵌合ボア孔２０３のそれぞれを貫通して延びてもよい。図示されるように例示的な実施形態では、機械的ファスナ２１０はそれぞれ、ナット２１２および嵌合ボルト２１４を含むことができる。あるいは、ねじ、釘、リベット等のような他の適切な機械的ファスナを使用してもよい。

例示的な実施形態では、機械的ファスナ２１０は金属材料から形成されているが、別の実施形態では、ファスナ２１０は、他の適切な材料から形成されてもよい。

径方向内側部分２０４は、図示されるように、前フランジ１２０の前面１２２から離間するように等、シュラウド１０２から軸方向に離間して設置される。したがって軸方向隙間２２０は、径方向内側部分２０４と、前面１２２のようなシュラウド１０２の軸方向に隣接する面との間に画定される。この隙間２２０は、支持部材２００とシュラウド１０２の接触を防止するために有利に寸法付けられ、これにより支持部材２００とシュラウド１０２との間の負荷伝達が低減または除去される。その代わりに負荷は、径方向外側部分２０２を介して有利に送信することができ、たとえば機械的ファスナ２１０を介して等、半径方向外側部分２０２と前方ハンガーアーム１６２との間の接続を介して送信することができる。

一部の実施形態では、図６に示すように、シュラウドアセンブリ１００が組み立てられた時、支持部材２００の径方向外側部分２０２は、前方ハンガーアーム１６２と接触する。他の実施形態では、図３〜図５および図７に示すように、ハンガープレート２３０は、支持部材２００および前方ハンガーアーム１６２の間に配置されてもよい。ハンガープレート２３０は、図示するように、径方向外側部分２０２および前方ハンガーアーム１６２と接触していてもよい。

一般にハンガープレート２３０はさらに、支持部材２００の径方向内側部分２０４のような支持部材との接触からシュラウド１０２を保護する。示されているように、ハンガープレート２３０は、径方向外側部分２０２と前方ハンガーアーム１６２との間に接続されてもよい。例えば、ハンガープレート２３０は、径方向外側部分２３２および径方向内側部分２３４を含んでもよい。径方向外側部分２３２は、支持部材２００の径方向外側部分２０２と前方ハンガーアーム１６２との間に接続されてもよい。例えば、１つ以上のボア孔２３６は、径方向外側部分２３２に画定されてもよい。ボア孔２３６は、組み立てられた時、隣接するボア孔１６３、２０３と整列し、機械的ファスナ２１０は、ボア孔２３６およびボア孔１６３、２０３を貫通して延び、径方向外側部分２３２を径方向外側部分２０２と前方ハンガーアーム１６２との間に接続する。

ハンガープレート２３０の径方向内側部分２３４は、隙間２２０内に配置することができる。特に、径方向内側部分２３４は、ハンガープレート２３０の径方向内側部分２３４と支持部材２００の径方向内側部分２０４との間に二次隙間２２２が画定されるように配置されてもよい。したがって、径方向内側部分２０４および径方向内側部分２３４の接触が防止される。さらに、一部の実施形態において、１つ以上のポケット２３８は、径方向内側部分２０４に画定することができる。ポケット２３８はシュラウド１０２に面していてもよく、例えば図示のように、ピン１４０をその中に収容することができる。したがって一般に径方向内側部分２３４は、ピン１４０およびシュラウド１０２（および特に前フランジ１２０）がエンジン１０の動作中にノズルアセンブリ２５０あるいは支持部材２００と接触して、その結果負荷が伝達されてしまうのを防ぐのに役立つ。

再び図３〜図７を簡単に参照すると、一部の実施形態では、支持部材２００は、半径方向外側部分２０２および径方向内側部分２０４の間のように、前面２０６から軸方向に延びる突起２４０をさらに含むことができる。突起２４０は、組み立てられた時、ノズルアセンブリ２５０のシール２６０（図示の例示的な実施形態のリーフシールであってもよい）と接触していてもよい。この相互作用により、支持部材２００を介したハンガー１０４への負荷伝達をさらに容易にすることができ、一方、シュラウド１０２への負荷伝達は、有利に低減もしくは除去される。

この明細書は、本発明を開示するために実施例を用いており、最良の形態を含んでいる。また、いかなる当業者も本発明を実施することができるように実施例を用いており、任意のデバイスまたはシステムを製作し使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含んでいる。本発明の特許され得る範囲は、請求項によって定義され、当業者が想到す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が請求項の字義通りの文言と異ならない構造要素を含む場合、または、それらが請求項の字義通りの文言と実質的な差異がない等価な構造要素を含む場合には、このような他の実施例は特許請求の範囲内であることを意図している。

１０ターボファンジェットエンジン
１２長手方向または軸方向中心線
１４ファン部
１６コア／ガス６タービンエンジン
１８外部ケーシング
２０吸気口
２２低圧圧縮機
２４高圧圧縮機
２６燃焼部
２８高圧タービン
３０低圧タービン
３２ジェット排気部
３４高圧軸／スプール
３６低圧軸／スプール
３７減速装置
３８ファンスプール／軸
４０ファンブレード
４２ファンケーシングまたはナセル
４４出口ガイドベーン
４６下流部
４８バイパス空気流路
５０第１のステージ
５２行
５４静翼
５６行
５８タービン動翼
６０第２のステージ
６２行
６４静翼
６６行
６８タービン動翼
７０高温ガス経路
７２シュラウドアセンブリ
７４シュラウドアセンブリ
７６ブレード先端
７８ブレード先端
１００シュラウドアセンブリ
１０２シュラウド
１０４ハンガー
１０８バッフル
１１０本体
１１２前面
１１４後面
１１６内面
１１８外面
１２０前フランジ
１２２前面
１２４後面
１２６ボア孔
１３０後フランジ
１３２前面
１３４後面
１３６ボア孔
１４０ピン
１６０ハンガー本体
１６２前方ハンガーアーム
１６３ボア孔
１６４後方ハンガーアーム
１７２前フランジ
１７４後フランジ
１７６ボア孔
１７８ボア孔
１８０バッフル体
１８２孔
２００支持部材
２０２径方向外側部分
２０３ボア孔
２０４径方向内側部分
２０６前面
２０８後方面
２１０機械的ファスナ
２１２ナット
２１４ボルト
２２０隙間
２２２二次隙間
２３０ハンガープレート
２３２径方向外側部分
２３４径方向内側部分
２３６ボア孔
２３８ポケット
２４０突起
２５０ノズルアセンブリ
２５２翼形部
２５４外側バンド
２５６後面
２５８シール
２６０シール

Claims

ガスタービンエンジン（１０）用のシュラウドアセンブリ（１００）であって、
前方ハンガーアーム（１６２）と、前方ハンガーアーム（１６２）から軸方向に離間した後方ハンガーアーム（１６４）と、前記前方ハンガーアーム（１６２）および前記後部ハンガーアーム（１６４）の間に延在するハンガー本体（１６０）とを備えたハンガー（１０４）と、
前面（１１２）と、前記前面（１１２）から軸方向に離間して配置された前記後面（１１４）と、前記前面（１１２）および前記後面（１１４）の間に延在する内面（１１６）と、前記前面（１１２）および前記後面（１１４）の間に延在し前記内面（１１６）から径方向に離間して配置された外面（１１８）とを備え、前記ハンガー（１０４）に接続されたシュラウド（１０２）と、
前記前方ハンガーアーム（１６２）の軸方向前方に位置し、前記前方ハンガーアーム（１６２）に接続された径方向外側部分（２０２）と、隙間（２２０）が径方向内側部分（２０４）および前記シュラウド（１０２）の軸方向に隣接する表面の間に画定されるように前記シュラウド（１０２）から軸方向に離間して配置された径方向内側部分（２０４）とを含む支持部材（２００）と、を備える、シュラウドアセンブリ（１００）。
前記径方向外側部分（２０２）は、前記前方ハンガーアーム（１６２）に接触している、請求項１に記載のシュラウドアセンブリ（１００）。
前記径方向外側部分（２０２）および前記前方ハンガーアーム（１６２）の間に接触して配置されたハンガープレート（２３０）をさらに備える、請求項１に記載のシュラウドアセンブリ（１００）。
前記ハンガープレート（２３０）は、前記支持部材（２００）の前記径方向外側部分（２０２）および前方ハンガーアーム（１６２）の間に接続された径方向外側部分（２３２）と、隙間（２２０）に配置された径方向内側部分（２０４）とを備え、
二次隙間（２２２）は、前記支持部材（２００）の前記径方向内側部分（２０４）および前記ハンガープレート（２３０）の前記径方向内側部分（２３４）の間に画定される、請求項３に記載のシュラウドアセンブリ（１００）。
前記径方向外側部分（２０２）および前記前方ハンガーアーム（１６２）を接続する機械的ファスナ（２１０）をさらに備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載のシュラウドアセンブリ（１００）。
前記機械的ファスナ（２１０）は、ナット（２１２）およびボルト（２１４）を備える、請求項５に記載のシュラウドアセンブリ（１００）。
前記支持部材（２００）は、前面（２０６）と、前記前面（２０６）から軸方向に離間して配置された後方面（２０８）とをさらに備え、
前記支持部材（２００）は、径方向外側部分（２０２）および径方向内側部分（２０４）の間で前記前面（２０６）から軸方向に延びる突起（２４０）をさらに備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載のシュラウドアセンブリ（１００）。
前記ハンガー（１０４）は、それぞれが、前記ハンガー本体（１６０）から延びる前フランジ（１７２）および後フランジ（１７４）をさらに備え、
前記シュラウド（１０２）は、それぞれが、前記シュラウド本体（１１０）の前記外面（１１８）から延びる前フランジ（１２０）および後フランジ（１３０）をさらに備え、前記後フランジ（１３０）は前記前フランジ（１２０）から軸方向に離間して配置され、
前記シュラウド（１０２）の前記前フランジ（１２０）および前記後フランジ（１３０）は、前記ハンガー（１０４）の前記前フランジ（１７２）および前記後フランジ（１７４）に接続され、これにより、前記シュラウド（１０２）および前記ハンガー（１０４）が接続される、請求項１〜７のいずれか１項に記載のシュラウドアセンブリ（１００）。
前記シュラウド（１０２）は、セラミック複合材料から形成される、請求項１〜８のいずれか１項に記載のシュラウドアセンブリ（１００）。
前記ハンガー（１０４）または前記支持部材（２００）の少なくとも一方は、金属から形成される、請求項１〜９のいずれか１項に記載のシュラウドアセンブリ（１００）。