JP2017078404A - セラミックマトリックス複合材リングシュラウド保持方法、並びに揺動ストリップスプリングシール - Google Patents

Abstract

【課題】ガスタービンエンジンの固定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アセンブリを提供する。【解決手段】固定ガスタービン部品７４のための保持アセンブリ１００に関し、保持アセンブリは第１の面１０２を有する第１の固定ガスタービン壁８４を含む。保持ボス１０８は第１の面から外向に延びる。保持アセンブリは第２の面１０４を有する第２の固定ガスタービン壁を含む。リテーナ１０６は第１の面と第２の面との間に位置付ける。リテーナ保持ボス１０８に隣接して位置付けるベース壁１１０を含む。第１の側壁１１２ａはベース壁から外向に延び、第２の側壁１１２ｂはベース壁から外向に延びる。第１のアーム１１４ａは第１の側壁から外向に延び、第２のアーム１１４ｂは第２の側壁から外向に延びる。第１のアーム及び第２のアームは複数の回旋部１１６ａ、１１６ｂを含む。複数の回旋部のうちの少なくとも１つは第２の面と接触する。【選択図】図５

Description

本発明の主題は、全体的に、ガスタービンエンジンの保持アセンブリに関する。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固定部品の保持アセンブリに関する。

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又はそれ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。

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又はそれ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位置付けられ、タービンブレードを円周方向に密閉する。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、これらの間にギャップを形成する。

タービンシュラウドなどの高温ガス経路を定める部品は、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位置付けられる部品は通常、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。

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固定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アセンブリが、当該技術において望ましい。

米国特許第８，９８５，９４４Ｂ２号明細書

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。

１つの態様において、本開示は、固定ガスタービン部品のための保持アセンブリに関する。保持アセンブリは、第１の面を有する第１の固定ガスタービン壁を含む。保持ボスは、第１の面から外向きに延びる。保持アセンブリは、第２の面を有する第２の固定ガスタービン壁を含む。リテーナは、第１の面と第２の面との間に位置付けられる。リテーナは、第１の固定ガスタービン壁の保持ボスに隣接して位置付けられるベース壁を含む。第１の側壁は、ベース壁から外向きに延び、第２の側壁は、ベース壁から外向きに延びる。第１のアームは、第１の側壁から外向きに延び、第２のアームは、第２の側壁から外向きに延びる。第１のアーム及び第２のアームの各々は、複数の回旋部を含む。複数の回旋部のうちの少なくとも１つは、第２の面と接触している。

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の固定ガスタービン壁を含む。保持ボスは、第１の面から外向きに延びる。第２の固定ガスタービン壁は、第２の面を含む。リテーナは、第１の面と第２の面との間に位置付けられる。リテーナは、ベース壁を含む。第１の側壁は、ベース壁から外向きに延び、第２の側壁は、ベース壁から外向きに延びる。第１のアームは、第１の側壁から外向きに延び、第２のアームは、第２の側壁から外向きに延びる。第１のアーム及び第２のアームの各々は、複数の回旋部を含み、複数の回旋部のうちの少なくとも１つが第２の面と接触している。

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。

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。

本明細書で開示される実施形態による、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。 高圧（ＨＰ）タービンにおける保持アセンブリの配置を例示した、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。 タービンシュラウドとタービンシュラウドマウントとの間で半径方向に位置付けられる複数のリテーナを例示した、保持アセンブリの前方断面図。 特徴要素が例示された、ターボファンジェットエンジンに設置する前のリテーナの正面図。 ターボファンジェットエンジンに設置された後のリテーナの特徴要素を例示した、保持アセンブリの拡大前方断面図。

ここで、その１つ又はそれ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。

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。

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。

ガスタービンエンジン１４は、一般に、環状入口２０を定め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。特定の実施形態において、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。

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、これらの間にバイパス空気流通路４８を定めることができる。

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又はそれ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又はそれ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又はそれ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又はそれ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。

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。

図２に示すように、ＨＰタービン２８の種々の実施形態は、少なくとも１つのタービンシュラウドアセンブリ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アセンブリ７２（ａ）と第２のタービンシュラウドアセンブリ７２（ｂ）とを含むことができる。各タービンシュラウドアセンブリ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。

各タービンシュラウドアセンブリ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。保持アセンブリ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、保持アセンブリ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アセンブリ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。

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。特定の実施形態において、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。

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。

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。

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。

図３〜５は、保持アセンブリ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、タービンシュラウド７４とタービンシュラウドマウント８４との間に半径方向に位置付けられた複数のリテーナを示している。図４は、非組み付け状態のリテーナを示している。図５は、リテーナがターボファン１０に設置された後の保持アセンブリ１００の種々の特徴要素を描いている。

図３〜５に例示されるように、保持アセンブリ１００は、矢印９０で示される半径方向と、矢印９２で示される円周方向とを定める。一般に、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。保持アセンブリ１００は更に、図３〜５の紙面に向かって延びる軸方向を定める。

保持アセンブリ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固定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。

図３及び５に例示されるように、タービンシュラウドマウント８４は、半径方向内側面１０２から半径方向内向きに延びる少なくとも１つの保持ボス１０８を定める。或いは、タービンシュラウド７４は、半径方向外側面１０４から半径方向外向きに延びる少なくとも１つの保持ボス１０８を定める。好ましくは、少なくとも１つの保持ボス１０８は、矩形の断面を有する。この点において、少なくとも１つの保持ボス１０８は、矢印１２０で識別される半径方向長さと、矢印１２２で識別される円周方向長さとを含む。１つの実施形態において、半径方向長さ及び円周方向長さは、実質的に同じである。しかしながら、半径方向長さは、円周方向長さよりも相対的に長く又は短くすることができる。それでも尚、少なくとも１つの保持ボス１０８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、半径方向長さは、半径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。

好ましくは、タービンシュラウドマウント８４は、複数の保持ボス１０８を含む。図３に例示されるように、例えば、タービンシュラウドマウント８４は、第１の保持ボス１０８ａ、第２の保持ボス１０８ｂ、第３の保持ボス１０８ｃ、及び第４の保持ボス１０８ｄを含むことができる。しかしながら、タービンシュラウドマウント８４は、必要に応じて又は要求通りにより多くの又はより少ない保持ボス１０８を含むことができる。複数の保持ボス１０８の各々は、円周方向に離間して配置される。例えば、第１、第２、第３、及び第４の保持ボス１０８ａ、１０８ｂ，１０８ｃ，１０８ｄは各々、円周方向に９０度離間して配置される。この点において、複数の保持ボス１０８の各々は、タービンシュラウドマウント８４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マウント８４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マウント８４が占めることができる）。複数の保持ボス１０８は、円周方向に均等に離間して配置され（例えば、９０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、一部の実施形態において、複数の保持ボス１０８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つの保持ボス１０８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つの保持ボス１０８の各々が１０度の間隔を置いて配置されている）。更に、保持ボス１０８の各々は、軸方向に整列することができる。しかしながら、複数の保持ボス１０８の１又はそれ以上は、複数の保持ボス１０８の残りの保持ボス１０８から軸方向にオフセットすることができる。１つの実施形態において、例えば、複数の保持ボス１０８の１つ置きの保持ボス１０８が、隣接する保持ボス１０８から軸方向にオフセットすることができる。

図３に例示されるように、保持ボス１０８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アセンブリ７２との間に位置付けられる少なくとも１つのリテーナ１０６を含む。より具体的には、少なくとも１つのリテーナ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つの実施形態において、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。しかしながら、より好ましくは、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１０６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又はそれ以上のリテーナ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）。保持アセンブリ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。

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、対向する端部から外向きに延びる第１の側壁１１２ａ及び第２の側壁１１２ｂを有するベース壁１１０を含む。ベース壁１１０は、矢印１２６で識別される円周方向長さを含む。第１及び第２の側壁１１２ａ，１１２ｂは、それぞれ、矢印１２８ａで識別される第１の半径方向長さと、矢印１２８ｂで識別される第２の半径方向長さとを有する。矢印１２８ａ，１２８ｂは、図４の半径方向を識別する矢印９０と交差して図示されるが、側壁１１２ａ，１１２ｂは、以下でより詳細に検討されるように、組み付け時に円周方向内向きに湾曲する。この点において、側壁１１２ａ，１１２ｂは、保持アセンブリ１００が組み付けられたときには、半径方向に延びる。ベース壁１１０の円周方向長さは、好ましくは、側壁１１２ａ，１１２ｂの半径方向長さよりも相対的に長い。しかしながら、ベース壁１１０は、側壁１１２ａ，１１２ｂと相対的に短いか又は同じ長さであってもよい。側壁１１２ａ，１１２ｂの半径方向長さは、好ましくは実質的に同じであるが、異なっていてもよい。

非設置状態において、第１及び第２の側壁１１２ａ，１１２ｂは、それぞれ、矢印１２４ａで識別される第１の鈍角と、第２の鈍角１２４ｂとを形成することができる。しかしながら、側壁１１２ａ，１１２ｂは、ベース壁１１０から離れてあらゆる角度で延びることができる。従って、ベース壁１１０及び側壁１１２ａ，１１２ｂは、全体として、ターボファン１０への設置時に保持ボス１０８を受けるスロット１１９を定める。この点において、スロット１１８は、半径方向外向きに開くことができる。リテーナ１０６は更に、第１のアーム１１４ａ及び第２のアーム１１４ｂを含み、これらはそれぞれ、第１及び第２の側壁１１２ａ，１１２ｂから外向きに延びる。アーム１１４ａ，１１４ｂの各々は、複数の回旋部１１６を含む。図３〜５に示す実施形態において、アーム１１４ａ，１１４ｂの各々は、４つの回旋部１１６を含む。但し、アーム１１４ａ，１１４ｂの各々が２つの回旋部１１６を含み限りは、必要に応じて又は要求通りの数の回旋部１１６を含むことができる。回旋部１１６の各々は、アーム１１４ａ，１１４ｂの中心線１３２から半径方向最内側又は最外側部分に延びる回旋部深さを有する。回旋部深さは、矢印１３０で識別される。好ましくは、回旋部１１６の全ては、同じ回旋部深さを有するが、異なる回旋部深さを有することもできる。

回旋部１１６は、アーム１１４ａ，１１４ｂが第１及び第２の側壁１１２ａ，１１２ｂから外向きに延びるときのアーム１１４ａ，１１４ｂの方向の何れかの変化である。図３〜５に例示される実施形態において、回旋部１１６は、放物線形状を有する。アーム１１４ａ，１１４ｂの各々は、１又はそれ以上の凹面状の回旋部１１６ａ及び１又はそれ以上の凸面状の回旋部１１６ｂを含むことができる。より好ましくは、凹面状の回旋部１１６ａ及び１又はそれ以上の凸面状の回旋部１１６ｂは、図５に例示されるように交互している。この点において、アーム１１４ａ，１１４ｂは、正弦波形状を有することができる。他の実施形態において、回旋部１１６は、アーム１１４ａ，１１４ｂに鋸歯又は三角波様の形状を与えるようＶ字形（すなわち、２つほぼ直線状長さが１点に収束し、これらの間で鋭角を定める）とすることができる。或いは、回旋部１１６は、アーム１１４ａ，１１４ｂに方形波様の形状を与えるよう矩形（すなわち、２つの略平行な長さが垂線によって直角で接続される）とすることができる。しかしながら、回旋部１１６は、方向の変化をもたらす何れかの好適な幾何形状を有することができる。更に、アーム１１４ａ，１１４ｂはまた、異なるタイプの回旋部１１６を含むことができる。例えば、アーム１１４ａ，１１４ｂは、放物形回旋部とＶ字形回旋部を交互に有することができる。

リテーナ１０６は、好ましくは、半径方向よりも軸方向（すなわち、図３〜５の紙面に向かって）で実質的により長い（例えば、少なくとも１０倍の長さ）。この点において、リテーナ１０６は、シート状である。しかしながら、リテーナ１０６は、半径方向厚さに対する軸方向長さの何らかの好適な比を有することができる。リテーナ１０６は、略矩形の半径方向断面を有することができる。それでも尚、リテーナ１０６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。その上、リテーナ１０６は、好ましくは、実質的に一定の半径方向断面及び半径方向厚さを有するが、変化する断面及び／又は半径方向厚さを有することができる。

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）。すなわち、ベース壁１１０、側壁１１２ａ，１１２ｂ、及びアーム１１４ａ，１１４ｂは、一体的に接続される。但し、ベース壁１１０、側壁１１２ａ，１１２ｂ、及びアーム１１４ａ，１１４ｂ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。

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、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、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）ＧＴＤ２２２が挙げられる。

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との間に位置付けられる。より具体的には、タービンシュラウドマウント８４上の保持ボス１０８は、スロット１１８内に位置付けられる。第１及び第２のアーム１１４ａ，１１４ｂは、設置中に図４の位置から図５の位置まで半径方向外向きに枢動する。すなわち、第１及び第２のアーム１１４ａ，１１４ｂは、ベース壁１１０に実質的に垂直な非組み付け位置から、タービンシュラウド７４及びタービンシュラウドマウント８４と実質的に同心状の組み付け位置まで枢動する。この点において、第１及び第２の側壁１１２ａ，１１２ｂは、半径方向内向きに枢動することができ、これによりスロット１１８に略矩形の断面をもたらす。この点において、第１及び第２の側壁１１２ａ，１１２ｂは、半径方向内向きに枢動することができ、これによりスロット１１８に略矩形の断面をもたらす。従って、第１及び第２の側壁１１２ａ，１１２ｂは、保持ボス１０８に隣接し及び／又は保持ボス１０８と接触している。

スロット１１８は、保持ボス１０８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、スロット１１８の円周方向長さは、保持ボス１０８がスロット１１８内に収まることができるように、保持ボス１０８の円周方向長さよりも大きくすべきである。スロット１１８及び保持ボス１０８の断面形状は、ほぼ同じとすべきである。一部の実施形態において、第１及び第２の側壁１１２ａ，１１２ｂの半径方向長さは、保持ボス１０８の半径方向長さよりも相対的に小さくすることができる。従って、ベース壁１１０は、保持ボス１０８と接触状態にすることができる。

アーム１１４ａ，１１４ｂの各々上の回旋部１１６のうちの少なくとも１つは、タービンシュラウド７４の半径方向外側面１０４に接触する。しかしながら、好ましくは、中心線１３２から半径方向内向きにある回旋部１１６の全ては、半径方向外側面１０４に接触する。しかしながら、少なくとも１つの回旋部１１６が半径方向外側面１０４に接触する限り、中心線１３２から半径方向内向きにあるあらゆる数の回旋部１１６は、半径方向外側面１０４に接触することができる。組み付け時には、ベース壁１１０は、図５に例示されるように隣接する回旋部１１６間で半径方向に位置付けられる。

好ましくは、アーム１１４ａ，１１４ｂ上の回旋部１１６は、タービンシュラウドマウント８４の半径方向内側面１０２及びタービンシュラウド７４の半径方向外側面１０４に接触しない。この点において、回旋部１１６は、半径方向内側１０２から半径方向に離間して配置することができる。従って、リテーナ１０６は、タービンシュラウド７４とタービンシュラウドマウント８４との間の半径方向移動を可能にする。この点において、リテーナ１０６は、半径方向で柔軟であり、タービンシュラウド７４とタービンシュラウドマウント８４との間の熱変位を可能にする。

更に、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。

リテーナ１０６はまた、タービンシュラウド７４とタービンシュラウドマウント８４との間の円周方向移動を実質的に阻止する。上記で詳細に検討したように、保持ボス１０８は、スロット１１８に位置付けられる。この点において、側壁１１２ａ，１１２ｂは、円周方向で保持ボス１０８の片側に位置付けられる。第１及び第２のアーム１１４ａ，１１４ｂは、好ましくは、滑動を阻止するため半径方向外側面１０４に十分な半径方向内向きの力を作用させる。この点において、側壁１１２ａ，１１２ｂにより、保持ボス１０８がタービンシュラウド７４に対して円周方向に移動するのが阻止されるので、リテーナ１０６は、タービンシュラウド７４とタービンシュラウドマウント８４との間の円周方向移動を実質的に阻止する。すなわち、回旋部１１６の少なくとも一部は、タービンシュラウド７４とアーム１１４ａ，１１４ｂとの間の相対的な円周方向移動を実質的に阻止し、側壁１１２ａ，１１２ｂは、タービンシュラウドマウント８４と第１及び第２のアーム１１４ａ，１１４ｂとの間の相対的な円周方向移動を実質的に阻止する。リテーナ１０６はまた、タービンシュラウドマウント８４に対して軸方向でタービンシュラウドアセンブリ７２を位置付けるのを助ける。

上記で詳細に検討したように、保持アセンブリ１００は、固定ガスタービン壁（タービンシュラウド７４のような）を隣接する固定ガスタービン壁（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、保持アセンブリ１００は、少なくとも一部の実施形態において、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、保持アセンブリ１００は、従来のガスタービン保持システムと比べて部材点数を削減することができる。従って、保持アセンブリ１００は、組み立て時間及びコストを低減する。

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。

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アセンブリ
７２（ａ） 第１のタービンシュラウドアセンブリ
７２（ｂ） 第２のタービンシュラウドアセンブリ
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 保持アセンブリ
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間の角度
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

Claims (10)

1. 固定ガスタービン部品（７４）のための保持アセンブリ（１００）であって、
   第１の面（１０２）と、第１の面（１０２）から外向きに延びる保持ボス（１０８）とを含む第１の固定ガスタービン壁（８４）と、
   第２の面（１０４）を含む第２の固定ガスタービン壁（７４）と、
   第１の面（１０２）と第２の面（１０４）との間に位置付けられるリテーナ（１０６）と
   を備え、
   リテーナ（１０６）が、
   第１の固定ガスタービン壁（８４）の保持ボス（１０８）に隣接して位置付けられるベース壁（１１０）と、
   ベース壁（１１０）から外向きに延びる第１の側壁（１１２ａ）と、
   ベース壁（１１０）から外向きに延びる第２の側壁（１１２ｂ）と、
   第１の側壁（１１２ａ）から外向きに延びる第１のアーム（１１４ａ）と、
   第２の側壁（１１２ｂ）から外向きに延びる第２のアーム（１１４ｂ）と
   を含み、第１のアーム（１１４ａ）及び第２のアーム（１１４ｂ）の各々が、複数の回旋部（１１６）を含み、複数の回旋部（１１６）のうちの少なくとも１つが第２の面（１０４）と接触している、保持アセンブリ（１００）。
2. 保持ボス（１０８）が、複数の軸方向に整列され且つ円周方向に離間して配置された保持ボス（１０８ａ,１０８ｂ,１０８ｃ,１０８ｄ）を含み、リテーナ（１０６）が、複数の軸方向に整列され且つ円周方向に離間して配置されたリテーナ（１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ）を含む、請求項１に記載の保持アセンブリ（１００）。
3. ベース壁（１１０）、第１の側壁（１１２ａ）及び第２の側壁（１１２ｂ）が、全体として、保持ボス（１０８）を受けて第１の固定ガスタービン壁（８４）と第２の固定ガスタービン壁（７４）との間の円周方向移動を実質的に阻止するスロット（１１８）を定める、請求項１に記載の保持アセンブリ（１００）。
4. 保持ボス（１０８）が、第１の固定ガスタービン壁（８４）から半径方向内向きに延び、スロット（１１８）が半径方向外向きに開放している、請求項４に記載の保持アセンブリ（１００）。
5. 複数の回旋部（１１６）の２つ以上が第２の面（１０４）と接触している、請求項１に記載の保持アセンブリ（１００）。
6. 複数の回旋部（１１６）の各々が、第１の面（１０２）から半径方向で離間して配置される、請求項１に記載の保持アセンブリ（１００）。
7. ベース壁（１１０）が、第１の回旋部（１１６ａ）と第２の回旋部（１１６ｂ）との間に半径方向に位置付けられる、請求項７に記載の保持アセンブリ（１００）。
8. 複数の回旋部（１１６）が、複数の交互する凹面状及び凸面状回旋部（１１６ａ，１１６ｂ）を含む、請求項１に記載の保持アセンブリ（１００）。
9. 保持アセンブリ（１００）が非組み付け状態のときに、第１のアーム（１１４ａ）及び第２のアーム（１１４ｂ）が、ベース壁（１１０）に実質的に垂直に延びる、請求項１に記載の保持アセンブリ（１００）。
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）と、第１の面（１０２）から外向きに延びる保持ボス（１０８）とを含む第１の固定ガスタービン壁（８４）と、第２の面（１０４）を含む第２の固定ガスタービン壁（７４）とを含むタービンセクション（２８，３０）と、
    第１の面（１０２）と第２の面（１０４）との間に位置付けられたリテーナ（１０６）と
    を備え、リテーナ（１０６）が、
    ベース壁（１１０）と、
    ベース壁（１１０）から外向きに延びる第１の側壁（１１２ａ）と、
    ベース壁（１１０）から外向きに延びる第２の側壁（１１２ｂ）と、
    第１の側壁（１１２ａ）から外向きに延びる第１のアーム（１１４ａ）と、
    第２の側壁（１１２ｂ）から外向きに延びる第２のアーム（１１４ｂ）と
    を含み、第１のアーム（１１４ａ）及び第２のアーム（１１４ｂ）の各々が、複数の回旋部（１１６）を含み、複数の回旋部（１１６）のうちの少なくとも１つが第２の面（１０４）と接触している、ガスタービン（１０）。