JP2017150488A - タービンシュラウドの密封冷却 - Google Patents
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Abstract
【課題】ガスタービン用シュラウドを提供する。【解決手段】シュラウド１００は、第１の壁１８６と、第１の壁１８６から周方向に離間した第２の壁１８０とを有する外側ボックスを含む。内側ボックス１１０は、外側ボックス内に配置される。内側ボックス１１０は、内側ボックス１１０を通って延在する１以上の通路及び第１のチャンバ１１２を画成する。内側ボックス１１０及び外側ボックスは、第２のチャンバを集合的に画成する。内側ボックス１１０によって画成された１以上の通路は、第１のチャンバ１１２と第２のチャンバを流体結合する。外側ボックスの第１の壁１８６は、第１のボス１９８及び第１の切り欠き部２１０を画成し、外側ボックスの第２の壁１８０は、第２のボス１９６及び第２の切り欠き部２１２を画成する。複数のかかるタービンシュラウド１００を含むガスタービンも提供される。【選択図】図７
Description
本開示は、一般に、ガスタービンエンジンに関し、より具体的には、ガスタービンエンジン用シュラウドに関する。
ガスタービンエンジンは、一般に、直列流れ配列で、圧縮機部と、燃焼部と、タービン部と、排気部とを含む。動作中、空気が圧縮機部の入口に入り、ここでは１以上の軸方向圧縮機が、空気が燃焼部に到達するまで空気を連続的に圧縮する。燃料は、圧縮空気と混合されて燃焼部内で燃焼され、燃焼ガスを生成する。燃焼ガスは、タービン部内で画成された高温ガス経路を通って燃焼部から流れた後、排気部を介してタービン部から排出される。
特定の構成では、タービン部は、直列流れ配列で、高圧タービン（「ＨＰタービン」）と、低圧タービン（「ＬＰタービン」）とを含む。ＨＰタービン及びＬＰタービンは、燃焼ガスからの運動及び／又は熱エネルギーを抽出する周方向に離間したロータブレードの１以上の軸方向に離間した列を含む。１以上のシュラウドアセンブリは、ロータブレードから半径方向外側に配置され、ロータブレードを周方向に包囲することができる。
ある特定の構成では、シュラウドアセンブリの各々は、ロータブレードの列の１つを周方向に包囲するように環状に配置された複数のシュラウド又はシュラウドセグメントを含む。シュラウド又はシュラウドセグメントの各々は、通常、ハンガーでガスタービンエンジンのバックボーン又はケーシングに取り付けられる。しかし、この取り付け構成は、各隣接する対のシュラウド又はシュラウドセグメントの間にギャップを形成する。シュラウドを冷却するために供給された空気が、これらのギャップを通って燃焼ガス経路内に漏れてしまうことがある。この漏れは、ガスタービンの効率を低下させ、その特定の燃料消費量を増加させる可能性がある。
従来、１以上のスプラインシールを使用することで、それらの間の燃焼ガス漏れを最小限にすることができる。１以上のスプラインシールは、各隣接する対のシュラウド又はシュラウドセグメントの間に挿入された帯状要素である。しかしながら、スプラインシールは、ガスタービンエンジンの複雑さ、組み立て時間、及びコストを増加させる。したがって、スプラインシールを必要とせずに、高温ガス経路からの燃焼ガスの漏れを最小限にする１以上の特徴を有するガスタービンエンジンのシュラウドが、当技術分野で歓迎されるであろう。
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、或いはその説明から明らかになり、或いは本発明の実施により学ぶことができる。
一態様において、本開示は、ガスタービン用シュラウドに関する。シュラウドは、第１の壁と、第１の壁から周方向に離間した第２の壁とを有する外側ボックスを含む。内側ボックスは、外側ボックス内に配置される。内側ボックスは、内側ボックスを通って延在する１以上の通路及び第１のチャンバを画成する。内側ボックス及び外側ボックスは、第２のチャンバを集合的に画成する。内側ボックスによって画成された１以上の通路は、第１のチャンバと第２のチャンバを流体結合する。外側ボックスの第１の壁は、第１のボス及び第１の切り欠き部を画成し、外側ボックスの第２の壁は、第２のボス及び第２の切り欠き部を画成する。
本開示のさらなる態様は、圧縮機部と、燃焼部と、タービン部とを有するガスタービンに関する。タービン部は、ステータに結合された軸方向に位置合わせされ周方向に離間した複数のタービンシュラウドを含む。複数のタービンシュラウドの各々は、第１の壁と、第１の壁から周方向に離間した第２の壁とを有する外側ボックスを含む。内側ボックスは、外側ボックス内に配置される。内側ボックスは、内側ボックスを通って延在する１以上の通路及び第１のチャンバを画成する。内側ボックス及び外側ボックスは、第２のチャンバを集合的に画成する。内側ボックスによって画成された１以上の通路は、第１のチャンバと第２のチャンバを流体結合する。外側ボックスの第１の壁は、第１のボス及び第１の切り欠き部を画成し、外側ボックスの第２の壁は、第２のボス及び第２の切り欠き部を画成する。
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よく理解されるであろう。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するものであるが、本発明の実施形態を例示し、また説明とともに本発明の原理を説明する働きをする。
当業者を対象とした、その最良の形態を含む本発明の完全で実施可能な程度の開示が本明細書に記載されており、本明細書は添付の図を参照する。
本明細書及び図面における参照符号の反復使用は、本発明の同じ又は類似の特徴又は要素を表すことを意図している。
以下、本発明の本実施形態について詳しく説明するが、その１つ以上の例が、添付の図面に示されている。詳細な説明では、図面中の特徴を参照するために数値及び文字による指示が使用されている。図面及び説明の中で同じ又は類似の指示は、本発明の同じ又は類似の部品を参照するために使用されている。本明細書で使用する場合、用語「第１の」、「第２の」、及び「第３の」は、ある構成要素を他の構成要素から区別するために交換可能に使用することができ、個々の構成要素の位置又は重要性を意味することは意図されていない。用語「上流」及び「下流」は、流体通路内の流体の流れに対する相対的な流れ方向を意味する。例えば、「上流」は流体がそこから流れる流れ方向を意味し、「下流」は流体がそこに流れる流れ方向を意味する。
各実施例は、本発明の限定ではなくて本発明の説明として示している。実際には、本発明の範囲及び精神から逸脱せずに、本発明において修正及び変更を加えることができることは、当業者には明らかであろう。例えば、一実施形態の一部として例示し又は説明した特徴は、別の実施形態で使用してさらに別の実施形態を生成することができる。したがって、本発明は、そのような修正及び変更を添付の特許請求の範囲及びその均等物の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では、例示の目的のため、ターボファンジェットエンジン内に組み込まれたタービンシュラウドの関連において全体的に説明しているが、本発明の実施形態は、あらゆるターボ機械内に組み込まれたあらゆるタービンに適用することができ、特許請求の範囲に具体的に記載されない限り、ガスターボファンジェットエンジンに限定されるものではないことを当業者であれば容易に理解するであろう。
本明細書に開示されるシュラウドは、第１の切り欠き部に隣接して配置された一体型の第１のボスと、第２の切り欠き部に隣接して配置された一体型の第２のボスとを含む。第１のボスは、隣接するシュラウドの第２の切り欠き部に配置されて合決り接合部を形成する。同様に、第２のボスは、隣接するシュラウドの第１の切り欠き部に配置されて別の合決り接合部を形成する。合決り接合部は、高温ガス流路内への冷却流の漏れを最小限にする一方で、シュラウドとステータとの間の空間内への燃焼ガスの逆流を防止する。第１及び第２のボスはシュラウドと一体に形成されるので、シュラウドはスプラインシール又は他の同様の構成要素を必要としない。この点において、本明細書に開示されるシュラウドは、スプラインシールを必要とせずにガスタービンの複雑さ、組み立て時間、及びコストを低減する。
次に図面を参照すると、同一の数字は、図を通して同一の要素を示し、図１は、本明細書に開示される様々な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ガスタービンエンジン１０（「ターボファン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、参考のためにその間を延在する長手方向又は軸方向中心軸線１２を画成する。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又はガスタービンエンジン１４を含むことができる。
コアタービンエンジン１４は、一般に、環状入口２０を画成す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、単一のケーシング又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、ブースタ又は低圧圧縮機２２（「ＬＰ圧縮機２２」）及び高圧圧縮機２４（「ＨＰ圧縮機２４」）を有する圧縮機部と、燃焼部２６と、高圧タービン２８（「ＨＰタービン２８」）及び低圧タービン３０（「ＬＰタービン３０」）を有するタービン部と、排気部３２とを包囲する。高圧シャフト又はスプール３４（「ＨＰシャフト３４」）は、ＨＰタービン２８とＨＰ圧縮機２４を駆動可能に結合する。低圧シャフト又はスプール３６（「ＬＰシャフト３６」）は、ＬＰタービン３０とＬＰ圧縮機２２を駆動可能に結合する。ＬＰシャフト３６はまた、ファン部１６のファンスプール又はシャフト３８に結合されてもよい。いくつかの実施形態では、ＬＰシャフト３６は、ダイレクトドライブ構成などでファンスプール３８に直接結合することができる。別の構成では、ＬＰシャフト３６は、インダイレクトドライブ又はギヤードドライブ構成などで減速ギヤ３９を介してファンスプール３８に結合することができる。
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、ファンスプール３８から半径方向外側に延在す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、ファン部１６及び／又はコアタービン１４の少なくとも一部を周方向に包囲する。ナセル４２は、複数の周方向に離間した出口ガイドベーン４４によってコアタービン１４に対して支持され得る。さらに、ナセル４２の下流部４６は、コアタービン１４の外側部分を包囲してそれらの間でバイパス気流通路４８を画成することができる。
図２は、本明細書に開示される様々な実施形態を組み込むことができる、図１に示すコアタービン１４のＨＰタービン２８部分の断面図である。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た１以上のタービンノズル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はさらに、１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た１以上のタービンノズル６４（１つのみ図示）の列６２を有する第２の段６０を含む。ＨＰタービン２８は、１以上のタービンノズル９０（１つのみ図示）の列８８を有する第３の段８６を含むことができる。図２には示していないが、第３の段８６はまた、タービンロータブレードの列を含むことができる。
タービンロータブレード５８，６８は、ＨＰシャフト３４から半径方向外側に延在してＨＰシャフト３４に結合される（図１）。図２に示すように、タービンノズル５４，６４，９０及びタービンロータブレード５８，６８は、ＨＰタービン２８を通って燃焼部２６（図１）から燃焼ガスを送るための高温ガス経路７０を少なくとも部分的に画成する。図１に示すように、タービンノズル５４，６４，９０の列５２，６２，８８は、ＨＰシャフト３４の周りに環状に配置され、タービンロータブレード５８，６８の列５６，６６は、ＨＰシャフト３４の周りに周方向に間隔を置いて配置される。
図２に示すように、ＨＰタービン２８の様々な実施形態は、１以上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。第１及び第２のシュラウドアセンブリ７２（ａ），７２（ｂ）の各々は、一般に、タービンロータブレード５８，６８の対応する列５６，６６の周りにリングを形成するか、又はそれらを周方向に包囲する。第１及び第２のシュラウドアセンブリ７２（ａ），７２（ｂ）の各々は、タービンロータブレード５８，６８の対応するブレード先端７６，７８から半径方向に間隔を置い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。この構成により、ブレード先端７６，７８とシール面又は高温側面８０（ａ），８０（ｂ）との間に隙間が形成される。ブレード先端７６，７８をわたって隙間を通る高温ガス経路７０からの漏れを低減するために、特にターボファン１０のクルーズ動作中、ブレード先端７６，７８とタービンシュラウドシール７４（ａ），７４（ｂ）との間の隙間を最小限にすることが一般に望ましい。
特定の実施形態では、第１及び第２のシュラウドアセンブリ７２（ａ），７２（ｂ）の少なくとも１つは、以下でより詳細に説明するように、複数の環状に配置されたシュラウド１００（図３及び図４）から形成される。第１及び第２のシュラウドアセンブリ７２（ａ），７２（ｂ）の各々は、第１のステータ９２（ａ）及び第２のステータ９２（ｂ）のような対応する静止構造物に接続することができる。代替の実施形態では、第１及び第２のシュラウドアセンブリ７２（ａ），７２（ｂ）の各々は、コアタービン１４のバックボーン又はケーシング８２に接続されてもよい。
図１に示すように、空気３００は、その動作中にターボファン１０の入口部３０２に入る。空気３００の第１の部分３０４は、バイパス流路４８に流入し、空気３００の第２の部分３０６は、ＬＰ圧縮機２２の入口２０に入る。ＬＰ圧縮機２２は、通って流れる空気３０６の第２の部分をＨＰ圧縮機２４への途中で連続的に圧縮する。ＨＰ圧縮機２４は、通って流れる空気３００の第２の部分３０６をさらに圧縮することで圧縮空気３０８を燃焼部２６に供給し、ここで空気は燃料と混合されて燃焼し、燃焼ガス３１０を供給する。
燃焼ガス３１０は、ＨＰタービン２８を通って流れ、ここでタービンノズル５４，６４，９０及びタービンロータブレード５８，６８は、燃焼ガスから運動及び／又は熱エネルギーの第１の部分を抽出する。このエネルギー抽出は、ＨＰ圧縮機２４の動作を支持する。燃焼ガス３１０は次に、ＬＰタービン３０を通って流れ、ここでＬＰシャフト３６に結合されたＬＰタービンノズル３１２及びＬＰタービンロータブレード３１４の連続した段は、燃焼ガスから熱及び／又は運動エネルギーの第２の部分を抽出する。このエネルギー抽出でＬＰシャフト３６が回転することにより、ＬＰ圧縮機２２の動作及び／又はファンスプール又はシャフト３８の回転を支持する。燃焼ガス３１０はその後、コアタービン１４の排気部３２を通って排出される。
ターボファン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３００の第１の部分３０４対空気３００の第２の部分３０６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（ファン部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各々において、減速装置（例えば、減速ギヤボックス３９）が、任意のシャフトとスプールとの間に含まれてもよい。例えば、減速ギヤボックス３９は、ファン部１６のＬＰシャフト３６とファンスプール３８との間に配置されてもよい。
図３〜図７は、第１及び／又は第２のシュラウドアセンブリ７２（ａ），７２（ｂ）内に組み込むことができるシュラウド１００の一実施形態を示している。より具体的には、図３は、シュラウド１００の環状配置を例示する、第１のシュラウドアセンブリ７２（ａ）の一部の斜視図である。図４は、シュラウド１００の内部特徴のいくつかを例示する、第１のシュラウドアセンブリ７２（ａ）の断面図である。図５は、第１のシュラウドアセンブリ７２（ａ）のシュラウド１００の１つの断面図であり、図６は、シュラウド１００の拡大断面図である。図７は、２つのシュラウド１００を周方向に結合するための合決り接合部２００を例示する、第１のシュラウドアセンブリ７２（ａ）のシュラウド１００の２つの拡大断面図である。
図３〜図７に示すように、シュラウド１００は、軸方向Ａ、半径方向Ｒ、及び周方向Ｃを画成する。一般に、軸方向Ａは、長手方向軸線１２に沿って延在し、半径方向Ｒは、長手方向軸線１２から直交方向外側に延在し、周方向Ｃは、長手方向軸線１２の周りに同心円状に延在する。
図３及び図４に示すように、第１のシュラウドアセンブリ７２（ａ）は、環状に配置されてＨＰタービン２８のタービンロータブレード５８の列５６を周方向に包囲する複数のシュラウド１００を含む。したがって、シュラウド１００の各々は、互いに隣接して軸方向に位置合わせされ周方向に配置される。分かりやすくするために、図３及び図４は、第１のシュラウドアセンブリ７２（ａ）を形成するシュラウド１００を３つのみ示している。しかしながら、第１のシュラウドアセンブリ７２（ａ）は、タービンロータブレード５８の列５６を周方向に完全に包囲する追加のシュラウド１００を含むことができる。この点において、第１のシュラウドアセンブリ７２（ａ）は、必要又は所望の数のシュラウド１００を含むことができる。
図３〜図５に示すように、シュラウド１００は、外側ボックス１０２と、外側ボックス１０２内に配置された内側ボックス１１０とを含む。内側ボックス１１０は、内側チャンバ１１２を画成し、外側ボックス１０２及び内側ボックス１１０は、外側チャンバ１１４を集合的に画成する。内側チャンバ１１２は、１以上のインピンジメント開口部１３６を介して外側チャンバ１１４と流体連通している。外側ボックス１０２から半径方向外側に延在するステム１０４は、内側チャンバと流体連通する入口通路１０６を画成する。
次に図５及び図６を参照すると、外側ボックス１０２は、半径方向外側壁１２２から半径方向に離間した半径方向内側壁１２０を含む。半径方向内側壁１２０は、タービンロータブレード５８の列５６に近接して配置され、半径方向内側表面１３８と、半径方向外側表面１４０とを含む。半径方向内側表面１３８は、高温側面８０（ａ）に対応する。同様に、半径方向外側壁１２２は、半径方向内側表面１４２と、半径方向外側表面１４４とを含む。外側ボックス１０２はまた、第２の軸方向壁１２６から軸方向に離間した第１の軸方向壁１２４を含む。第１の軸方向壁１２４は、外側表面１４６と、内側表面１４８とを含み、第２の軸方向壁１２４は、外側表面１５０と、内側表面１５２とを含む。図７に示すように、外側ボックス１０２はさらに、第２の周方向壁１８６から周方向に離間した第１の周方向壁１８０を含む。第１の周方向壁１８０は、外側表面１８２と、内側表面１８４とを含み、第２の周方向壁１８６は、外側表面１８８と、内側表面１９０とを含む。この点において、図３〜図７に示す外側ボックス１０２の実施形態は、略立方体状又は直方体状の形状を有する。しかし、外側ボックス１０２は、他の実施形態では異なる形状（例えば、台形、三角形、半球形、円形など）を有してもよい。
再び図５及び図６を参照すると、内側ボックス１１０は、半径方向外側壁１３０から半径方向に離間した半径方向内側壁１２８を含む。半径方向内側壁１２８は、半径方向内側表面１５４と、半径方向外側表面１５６とを含む。同様に、半径方向外側壁１３０は、半径方向内側表面１５８と、半径方向外側表面１６０とを含む。外側ボックス１０２はまた、第２の軸方向壁１３４から軸方向に離間した第１の軸方向壁１３２を含む。第１の軸方向壁１３２は、外側表面１６２と、内側表面１６４とを含み、第２の軸方向壁１３４は、外側表面１６６と、内側表面１６８とを含む。内側ボックス１１０はさらに、第２の周方向壁から周方向に離間した第１の周方向壁を含む。内側ボックス１１０の形状は、一般に、外側ボックス１０２の形状に対応することができる。図３〜図７に示す実施形態では、例えば、内側ボックス１１０は、外側ボックス１０２と同様に略立方体状又は直方体状の形状を有する。しかし、内側ボックス１１０は、他の実施形態では外側ボックス１０２とは異なる形状（例えば、台形、三角形、半球形、円形など）を有してもよい。
環状リガメント１７８は、内側ボックス１１０及び外側ボックス１０２に一体に結合する。具体的には、環状リガメント１７８は、外側ボックス１０２内の内側ボックス１１０を離間した関係で吊り下げることで、以下でより詳細に説明するように外側チャンバ１１４を画成する。外側チャンバ１１４の半径方向外側部分１７４は、環状リガメント１７８を軸方向及び周方向に包囲する。この点において、環状リガメント１７８は、外側チャンバ１１４の半径方向外側部分１７４と入口通路１０６との間に軸方向及び周方向に配置される。さらに、環状リガメント１７８は、入口通路１０６と内側チャンバ１１２との間の移行部に配置される。図６に示す実施形態では、環状リガメントは、丸面２０６を含む。
図６に最もよく示すように、外側チャンバ１１４は、半径方向中央部分１７２によって半径方向外側部分１７４から半径方向に離隔した半径方向内側部分１７０を含む。半径方向内側及び半径方向外側部分１７０，１７４は、一般に、軸方向及び周方向に位置合わせされる。この点において、以下でより詳細に説明するように、半径方向内側部分１７０は、立方体又は直方体形状を有することができ、半径方向外側部分１７４は、入口通路１０６を収容する環状形状を有することができる。半径方向中央部分１７２は、内側ボックス１１０を軸方向及び周方向に取り囲むことで、半径方向中央部分１７２を同様に略環状形状にする。図６に示す実施形態では、半径方向外側部分１７４は、入口通路１０６に近接して配置された半径方向拡張部分１７６を含む。しかし、半径方向外側部分１７４は、他の実施形態では一定の半径方向厚さを有することもできる。半径方向内側部分１７０、半径方向外側部分１７４、及び半径方向中央部分１７２は、外側チャンバ１１４の連続した部分であり、上述した以外の他の形状を有してもよい。
上述したように、内側ボックス１１０は、外側ボックス１０２内に配置され、外側チャンバ１１４は、それらの間に画成される。より具体的には、外側チャンバ１１４の半径方向内側部分１７０は、外側ボックス１０２の半径方向内側壁１２０の半径方向外側表面１４０と内側ボックス１１０の半径方向内側壁１２８の半径方向内側表面１５４との間に半径方向に配置される。同様に、外側チャンバ１１４の半径方向外側部分１７４は、内側ボックス１１０の半径方向外側壁１３０の半径方向外側表面１６０と外側ボックス１０２の半径方向外側壁１２２の半径方向内側表面１４２との間に半径方向に配置される。外側チャンバ１１４の半径方向中央部分１７２は、外側ボックス１０２の第１の軸方向壁１２４の内側表面１４８と内側ボックス１１０の第１の軸方向壁１３２の外側表面１６４との間に軸方向に配置される。外側チャンバ１１４の半径方向中央部分１７２はまた、外側ボックス１０２の第２の軸方向壁１２６の内側表面１５２と内側ボックス１１０の第２の軸方向壁１３４の外側表面１６８との間に軸方向に配置される。さらに、半径方向中央部分１７２はまた、外側ボックス１０２の第１の周方向壁１８０と内側ボックス１１０の第１の周方向壁との間、及び外側ボックス１０２の第２の周方向壁１８６と内側ボックス１１０の第２の周方向壁との間に配置される。
したがって、外側ボックス１０２は、内側ボックス１１０の一部を包含又は包囲する。具体的には、外側ボックス１０２は、ステム１０４から外側に軸方向及び周方向に配置された内側ボックス１１０の一部を包囲する。この点において、外側ボックス１０２は、ステム１０４及び入口通路１０６と半径方向に位置合わせされた内側ボックス１１０の一部を包含しない。いくつかの実施形態では、外側ボックス１０２は、内側ボックス１１０の少なくとも５０％を包含する。他の実施形態では、外側ボックス１０２は、内側ボックス１１０の少なくとも７０％を包含する。さらなる実施形態では、外側ボックス１０２は、内側ボックス１１０の少なくとも９０％を包含する。
前述したように、内側ボックス１１０は、内側チャンバ１１２を画成する。より具体的には、内側チャンバ１１２は、内側ボックス１１０の半径方向内側壁１３２の半径方向外側表面１５６と半径方向外側壁１３０の半径方向内側表面１５８との間に半径方向に配置される。内側チャンバ１１２はまた、内側ボックス１１０の第１の軸方向壁１３２の内側表面１６４と第２の軸方向壁１３４の内側表面１６８との間に軸方向に配置される。さらに、内側チャンバ１１２は、内側ボックス１１０の第１及び第２の周方向壁の間に周方向に配置される。この点において、図６に示す実施形態の内側チャンバ１１２は、通常、立方体状又は直方体状の形状を有する。しかし、内側チャンバ１１２は、任意の適切な形状を有してもよい。
上述したように、１以上のインピンジメント開口部１３６は、内側チャンバ１１２と外側チャンバ１１４との間の流体連通を促進する。より具体的には、内側ボックス１１０の半径方向内側壁１２８は、１以上のインピンジメント開口部１３６を画成する。この点において、１以上のインピンジメント開口部１３６は、半径方向内側壁１２８の半径方向内側表面１５４と半径方向外側表面１５６との間に延在する。したがって、１以上のインピンジメント開口部１３６により、流体（例えば、冷却空気）は内側及び外側キャビティ１１２，１１４の間に流れることができる。具体的には、１以上のインピンジメント開口部１３６は、外側ボックス１０２の半径方向内側壁１２０の半径方向外側表面１４０上に流体流を導く。図６に示す実施形態は５つのインピンジメント開口部１３６を含むが、内側ボックス１１０の半径方向内側壁１２８は、必要又は所望に応じた数のインピンジメント開口部１３６を画成することができる。インピンジメント開口部１３６は、半径方向内側壁１２８にわたって（例えば、列及び／又は行で）均一に分布してもよいし、又は半径方向内側壁１２８にわたって不均一に分布してもよい。さらに、インピンジメント開口部１３６は、円形断面又は任意の他の適切な断面（例えば、長方形など）を有してもよい。いくつかの実施形態では、内側ボックス１１０は、インピンジメント開口部１３６を通って流れる流体に乱流を生じさせる１以上のタービュレータ（図示せず）を含むことができる。
再び図５を参照すると、ステム１０４は、外側ボックス１０２の半径方向外側壁１２２から半径方向外側に延在する。この点において、ステム１０４は、内側チャンバ１１２と流体連通している入口通路１０６を画成する。ステム１０４は、好ましくは、以下でより詳細に説明するように、シュラウド１００をステータ９２に結合するための締結具１１８を螺合する１以上のねじ山１０８を含む。
図７を参照すると、第１及び第２の周方向壁１８０，１８６は、それぞれ第１の出口ポート２０４及び第２の出口ポート２０２を画成することができる。より具体的には、第１の出口ポート２０４は、第１の周方向壁１８０の外側及び内側表面１８２，１８４の間に延在する。同様に、第２の出口ポート２０２は、第２の周方向壁１８６の外側及び内側表面１８８，１９０の間に延在する。この点において、第１及び第２の出口ポート２０２，２０４は、外側チャンバ１１４とシュラウド１００の外部との間の流体連通を促進する。図７に示す実施形態では、第１及び第２の吐出ポート２０２，２０４は、半径方向に位置合わせされる。図７に示す実施形態では、第１の出口ポート２０４は、様々な直径を有し、第２の出口ポート２０２は、一定の直径を有する。しかしながら、第１の出口ポート２０４は、一定の直径を有してもよく、第２の出口ポート２０２は、様々な直径を有してもよい。代替の実施形態では、第１の出口ポート２０４及び第２の出口ポート２０２は、第１の軸方向壁１２４及び第２の軸方向壁１２６によって画成することができる。
外側ボックス１０２の第１及び第２の周方向壁１８０，１８６は、それぞれ第１の切り欠き部２１０に隣接する第１のボス１９８及び第２の切り欠き部２１２に隣接する第２のボス１９６を有する。図７に示す実施形態では、第１のボス１９８は、第２のボス１９６から半径方向外側に配置される。しかし、第１のボス１９８は、いくつかの実施形態では第２のボス１９６から半径方向内側に配置されてもよい。他の実施形態では、第１及び第２のボス１９６，１９８は、半径方向に位置合わせすることができる。この点において、図４に示すように、１つのシュラウド１００（すなわち、中間のシュラウド１００）の第１及び第２のボス１９６，１９８は、隣接するシュラウド１００の第１及び第２のボス１９６，１９８から半径方向外側に配置することができる。図７に最もよく示すように、第１のシュラウド１００（ａ）の第２のボス１９６は、第１のスロット２１０に配置され、第２のシュラウド１００（ｂ）の第１のボス１９８と係合して合決り接合部２００を形成する。同様に、第１のボス１９８は、第２のスロット２１２に配置される。この点において、第１及び第２のボス１９６，１９８の最外表面は、互いに周方向に延在し、その隣接する半径方向側面の間の接触を形成する。図示していないが、第１のシュラウド１００（ａ）の第１のボスは、隣接するシュラウドの第２のボスと係合して別の合決り接合部を形成し、第２のシュラウド１００（ｂ）の第２のボスは、隣接するシュラウドの第１のボスと係合してさらなる合決り接合部を形成する。この点において、シュラウドアセンブリ７２（ａ）の各シュラウド１００は、各隣接するシュラウド１００で合決り接合部２００を形成してそれらの間を流れる燃焼ガス３１０の量を最小限にする。代替の実施形態では、第１のシュラウドアセンブリ７２（ａ）の各対の隣接するシュラウド１００は、さねはぎ継ぎ（図示せず）又は任意の他の適切なタイプの接続で結合することができる。
シュラウド１００は、適切なニッケル基又はコバルト基超合金（例えば、アメリカニューヨーク州スケネクタディのゼネラルエレクトリック社によって製造されるＲｅｎｅ Ｎ５（登録商標）合金）から構成してもよい。いくつかの実施形態では、シュラウド１００は、遮熱コーティング（図示せず）を含んでもよい。
図４及び図５に示す実施形態では、シュラウド１００は、ターボファン１０のステータ９２に取り付けられる。具体的には、ステータ９２は、ステム１０４が通過する１以上の開口部２０８を画成する。締結具１１８は、ステム１０４に配置された１以上のねじ山１０８と係合する。この点において、締結具１１８は、シュラウド１００をステータ９２に固定する。図４〜図７に示す実施形態では、１以上のシール１１６は、外側ボックスの半径方向外側壁１２２とステータ９２との間に配置される。締結具１１８は、１以上のシール１１６を圧縮して外側ボックスとステータ９２との間をシールする。しかし、他の実施形態は、シール１１６を含まなくてもよい。しかし、シュラウド１００は、バックボーン又はケーシング８２のようなターボファン１０の異なる構成要素又は部品と同一又は異なる方法で取り付けることができる。
図４に示すように、第１のシュラウドアセンブリ７２（ａ）は、詳細に上述したように、ステータ９２又は他の静止構成要素に取り付けられた複数の環状に配置されたシュラウド１００を含む。この点において、各隣接する対のシュラウド１００は、図７に最もよく示すように、それらの間に半径方向内側ギャップ１９２及び半径方向外側ギャップ１９４を形成する。シュラウド１００の各々は、隣接するシュラウド１００に対して配置されてそれらの間に合決り接合部２００を形成する。第１及び第２の出口ポート２０２，２０４は、外側チャンバ１１４と半径方向外側ギャップ１９４との間の流体連通を提供する。半径方向内側及び半径方向外側ギャップ１９２，１９４は、合決り接合部２００によって分離される。
ターボファン１０の動作中、冷却空気（例えば、ＬＰ及び／又はＨＰ圧縮機２２，２４からの吐出空気）は、各シュラウド１００を通って流れることで、それらを冷却する。より具体的には、冷却空気は、入口通路１０６を通ってシュラウド１００に入る。入口通路１０６からの冷却空気は、内側チャンバ１１２に流入する。冷却空気は次に、内側ボックス１１０の半径方向内側壁１２８に画成された１以上のインピンジメント開口部１３６を通って外側チャンバ１１４の半径方向内側部分１７０に流入する。具体的には、１以上のインピンジメント開口部１３６は、外側ボックス１０２の半径方向内側壁１２０の半径方向外側表面１４０上に冷却空気を導く。これは、高温ガス経路７０に近接していることによる、ターボファン１０の動作中のシュラウド１００の最も熱い部分である外側ボックス１０２の半径方向内側壁１２０の冷却を促進する。存在する場合、タービュレータは、冷却空気に乱流を生じさせてさらに熱伝達を促進する。冷却空気は、外側チャンバ１１４の半径方向内側、半径方向中央、及び半径方向外側部分１７０，１７２，１７４の全体にわたって流れる。冷却空気は次に、第１及び第２の出口ポート２０２，２０４を通ってシュラウド１００から排出され、半径方向外側ギャップ１９４に流入する。
内側ボックス１１０の環状リガメント１７８及び半径方向外側壁１３０により、内側ボックス１１０及び外側ボックス１０２は独立して熱膨張及び熱収縮をすることができる。より具体的には、外側ボックス１０２は、内側ボックス１１０より高温ガス経路７０側に配置される。したがって、外側ボックス１０２は、内側ボックス１１０より高い温度を受け、したがって、内側ボックス１１０より熱膨張する。内及び外側ボックス１０２，１１０の間の異なる熱膨張量は、シュラウド１００に応力を加えることができる。この応力は、環状リガメント１７８の丸面２０６を通って内側ボックス１１０の半径方向外側壁１３０の長さに沿って徐々に分配される。この点において、シュラウド１００の応力を最小限にすることにより、内側ボックス１１０及び外側ボックス１０２は独立して熱膨張及び熱収縮をすることができる。
各隣接する対のシュラウド１００の間の合決り接合部２００は、高温ガス経路７０の間を通って逃げる冷却空気の量を最小限にする。さらに、合決り接合部２００は、燃焼ガス３１０がそれらの間を通って半径方向外側に流れることを防止する。すなわち、詳細に上述した合決り接合部２００は、対の隣接するシュラウド１００の間にシールを形成する。しかしながら、若干の少量の燃焼ガス３１０は、合決り接合部２００を通って流れることが可能である（すなわち、半径方向内側ギャップ１９２から半径方向外側ギャップ１９４へと）。この点において、第１及び第２の出口ポート２０２，２０４を通って隣接するシュラウド１００から排出される冷却空気は、半径方向外側ギャップ１９４に存在する燃焼ガス３１０と混合する。冷却空気は、シュラウド１００から対流的に熱を吸収した後であっても、燃焼ガス３１０より実質的に低温である。したがって、冷却空気は、半径方向外側ギャップ１９４の燃焼ガス３１０の温度を低下させる。
好ましくは、シュラウド１００は、付加製造によって形成される。用語「付加製造」は、有用な三次元物体をもたらすとともに、物体の１つの層の形状を一度に連続的に形成するステップを含む任意のプロセスを意味する。付加製造プロセスは、三次元印刷（３ＤＰ）プロセス、レーザネットシェイプ製造、直接金属レーザ焼結（ＤＭＬＳ）、直接金属レーザ溶融（ＤＭＬＭ）、プラズマ移行性アーク、自由造形法などを含む。特定のタイプの付加製造プロセスは、粉末材料を焼結又は溶融するために、エネルギービーム、例えば、電子ビーム又はレーザビームなどの電磁放射線を使用する。付加製造プロセスは、しばしば、比較的高価な金属粉末材料又はワイヤを原材料として使用する。しかし、代替の実施形態では、シュラウド１００は、鋳造、機械加工、及び／又は任意の適切な製造プロセスによって形成することができる。
シュラウド１００は、ＨＰタービン２８の第１のシュラウドアセンブリ７２（ａ）に配置されるものとして上述されている。しかしながら、シュラウド１００の様々な実施形態は、ＨＰタービン２８のタービンロータブレードの任意の列に隣接して配置されてもよい。さらに、シュラウド１００の様々な実施形態はまた、ＬＰタービン３０、ＬＰ圧縮機２２、及び／又はＨＰ圧縮機２４に配置されてもよい。
本明細書は、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、任意のデバイス又はシステムを製造し使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含んでいる。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、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は、特許請求の範囲の文言との差がない構造要素を含む場合、又は特許請求の範囲の文言との実質的な差がない等価の構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にある。
［実施態様１］
第１の壁（１８６）と、第１の壁（１８６）から周方向に離間した第２の壁（１８０）とを含む外側ボックス（１０２）と、
外側ボックス（１０２）内に配置された内側ボックス（１１０）であって、内側ボックス（１１０）を通って延在する１以上の通路（１３６）及び第１のチャンバ（１１２）を画成する内側ボックス（１１０）とを含み、
内側ボックス（１１０）及び外側ボックス（１０２）は、第２のチャンバ（１１４）を集合的に画成し、内側ボックス（１１０）によって画成された１以上の通路（１３６）は、第１のチャンバ（１１２）と第２のチャンバ（１１４）を流体結合し、
外側ボックス（１０２）の第１の壁（１８６）は、第１のボス（１９８）及び第１の切り欠き部（２１０）を画成し、外側ボックス（１０２）の第２の壁（１８０）は、第２のボス（１９６）及び第２の切り欠き部（２１２）を画成する、ガスタービン（１０）用シュラウド（１００）。
［実施態様２］
外側ボックス（１０２）から外側に延在し、第１のチャンバ（１１２）と流体連通する入口ポート（１０６）を画成するステム（１０４）をさらに含む実施態様１に記載のシュラウド（１００）。
［実施態様３］
ステム（１０４）が、シュラウド（１００）をガスタービン（１０）のステータ（９２）に結合する締結具（１１８）を受け止める実施態様２に記載のシュラウド（１００）。
［実施態様４］
内側ボックス（１１０）と外側ボックス（１０２）を結合する環状リガメント（１７８）をさらに含む実施態様１に記載のシュラウド（１００）。
［実施態様５］
環状リガメント（１７８）が、丸面（２０６）を含む実施態様４に記載のシュラウド（１００）。
［実施態様６］
内側ボックス（１１０）が、環状リガメント（１７８）に一体に結合された半径方向外側壁（１３０）を含み、環状リガメント（１７８）及び半径方向外側壁（１３０）により、内側ボックス（１１０）及び外側ボックス（１０２）が独立して熱膨張及び熱収縮をすることができる実施態様４に記載のシュラウド（１００）。
［実施態様７］
第１の壁（１８６）が、第１の出口ポート（２０４）を画成し、第２の壁（１８０）が、第２の出口ポート（２０２）を画成し、第１の出口ポート（２０４）及び第２の出口ポート（２０２）が、第２のチャンバ（１１４）と流体連通している実施態様１に記載のシュラウド（１００）。
［実施態様８］
第２のチャンバ（１１４）が、第１のチャンバ（１１２）から半径方向内側に配置された第１の部分（１７０）と、第１のチャンバ（１１２）から半径方向外側に配置された第２の部分（１７４）とを含む、実施態様１に記載のシュラウド（１００）。
［実施態様９］
接合部が、合決り接合部（２００）である実施態様１に記載のシュラウド（１００）。
［実施態様１０］
外側ボックス（１０２）が、内側ボックス（１１０）の少なくとも５０％を包含する実施態様１に記載のシュラウド（１００）。
［実施態様１１］
外側ボックス（１０２）が、内側ボックス（１１０）の少なくとも７０％を包含する実施態様１に記載のシュラウド（１００）。
［実施態様１２］
外側ボックス（１０２）が、内側ボックス（１１０）から軸方向及び周方向外側に配置された内側ボックス（１１０）の一部を包含する実施態様１に記載のシュラウド（１００）。
［実施態様１３］
圧縮機部（２２、２４）と、
燃焼部（２６）と、
ステータ（９２）に結合された軸方向に位置合わせされ周方向に離間した複数のタービンシュラウド（１００）を含むタービン部（２８、３０）とを含み、
複数のタービンシュラウド（１００）の各々は、
第１の壁（１８６）と、第１の壁（１８６）から周方向に離間した第２の壁（１８０）とを含む外側ボックス（１０２）と、
外側ボックス（１０２）内に配置された内側ボックス（１１０）であって、内側ボックス（１１０）を通って延在する１以上の通路（１３６）及び第１のチャンバ（１１２）を画成する内側ボックス（１１０）とを含み、
内側ボックス（１１０）及び外側ボックス（１０２）は、第２のチャンバ（１１４）を集合的に画成し、内側ボックス（１１０）によって画成された１以上の通路（１３６）は、第１のチャンバ（１１２）と第２のチャンバ（１１４）を流体結合し、
外側ボックス（１０２）の第１の壁（１８６）は、第１のボス（１９８）及び第１の切り欠き部（２１０）を画成し、外側ボックス（１０２）の第２の壁（１８０）は、第２のボス（１９６）及び第２の切り欠き部（２１２）を画成する、ガスタービン（１０）。
［実施態様１４］
内側ボックス（１１０）と外側ボックス（１０２）を結合し、丸面（２０６）を含む環状リガメント（１７８）をさらに含む実施態様１３に記載のガスタービン（１０）。
［実施態様１５］
複数のタービンシュラウド（１００）の各々が、タービンシュラウド（１００）とケーシングとの間に配置された１以上のシール（１１６）を含む実施態様１３に記載のガスタービン（１０）。
［実施態様１６］
１以上のシール（１１６）が、タービンシュラウド（１００）とケーシングとの間で圧縮される実施態様１５に記載のガスタービン（１０）。
［実施態様１７］
複数のタービンシュラウド（１００）が、第１のシュラウド（１００（ａ））と、第１のシュラウド（１００（ａ））に隣接する第２のシュラウド（１００（ｂ））とを含み、第１のシュラウド（１００（ａ））の第２のボス（１９６）が、第２のシュラウド（１００（ｂ））の第１の切り欠き部（２１０）に配置され、第２のシュラウド（１００（ｂ））の第１のボス（１９８）が、第１のシュラウド（１００（ａ））の第２の切り欠き部（２１２）に配置されて第１のシュラウド（１００（ａ））と第２のシュラウド（１００（ｂ））との間に接合部を形成する実施態様１３に記載のガスタービン（１０）。
［実施態様１８］
接合部が、合決り接合部（２００）である実施態様１７に記載のガスタービン（１０）。
［実施態様１９］
第１のシュラウド（１００（ａ））及び第２のシュラウド（１００（ｂ））が、それらの間に流路を画成し、第１のシュラウド（１００（ａ））の第２の壁（１８０）が、第１のシュラウド（１００（ａ））の第２のチャンバ（１１４）及び流路と流体連通する出口ポート（２０２）を画成し、第２のシュラウド（１００（ｂ））の第１の壁（１８６）が、第２のシュラウド（１００（ｂ））の第２のチャンバ（１１４）及び流路と流体連通する出口ポート（２０４）を画成する実施態様１７に記載のガスタービン（１０）。
［実施態様２０］
第１のシュラウド（１００（ａ））の第２のチャンバ（１１４）からの冷却空気及び第２のシュラウド（１００（ｂ））の第２のチャンバ（１１４）からの冷却空気が、第１のシュラウド（１００（ａ））と第２のシュラウド（１００（ｂ））との間の流路に流入して流路に存在する高温排気ガスと混合し、流路に存在する高温排気ガスの温度を低下させる実施態様１９に記載のガスタービン（１０）。
［実施態様１］
第１の壁（１８６）と、第１の壁（１８６）から周方向に離間した第２の壁（１８０）とを含む外側ボックス（１０２）と、
外側ボックス（１０２）内に配置された内側ボックス（１１０）であって、内側ボックス（１１０）を通って延在する１以上の通路（１３６）及び第１のチャンバ（１１２）を画成する内側ボックス（１１０）とを含み、
内側ボックス（１１０）及び外側ボックス（１０２）は、第２のチャンバ（１１４）を集合的に画成し、内側ボックス（１１０）によって画成された１以上の通路（１３６）は、第１のチャンバ（１１２）と第２のチャンバ（１１４）を流体結合し、
外側ボックス（１０２）の第１の壁（１８６）は、第１のボス（１９８）及び第１の切り欠き部（２１０）を画成し、外側ボックス（１０２）の第２の壁（１８０）は、第２のボス（１９６）及び第２の切り欠き部（２１２）を画成する、ガスタービン（１０）用シュラウド（１００）。
［実施態様２］
外側ボックス（１０２）から外側に延在し、第１のチャンバ（１１２）と流体連通する入口ポート（１０６）を画成するステム（１０４）をさらに含む実施態様１に記載のシュラウド（１００）。
［実施態様３］
ステム（１０４）が、シュラウド（１００）をガスタービン（１０）のステータ（９２）に結合する締結具（１１８）を受け止める実施態様２に記載のシュラウド（１００）。
［実施態様４］
内側ボックス（１１０）と外側ボックス（１０２）を結合する環状リガメント（１７８）をさらに含む実施態様１に記載のシュラウド（１００）。
［実施態様５］
環状リガメント（１７８）が、丸面（２０６）を含む実施態様４に記載のシュラウド（１００）。
［実施態様６］
内側ボックス（１１０）が、環状リガメント（１７８）に一体に結合された半径方向外側壁（１３０）を含み、環状リガメント（１７８）及び半径方向外側壁（１３０）により、内側ボックス（１１０）及び外側ボックス（１０２）が独立して熱膨張及び熱収縮をすることができる実施態様４に記載のシュラウド（１００）。
［実施態様７］
第１の壁（１８６）が、第１の出口ポート（２０４）を画成し、第２の壁（１８０）が、第２の出口ポート（２０２）を画成し、第１の出口ポート（２０４）及び第２の出口ポート（２０２）が、第２のチャンバ（１１４）と流体連通している実施態様１に記載のシュラウド（１００）。
［実施態様８］
第２のチャンバ（１１４）が、第１のチャンバ（１１２）から半径方向内側に配置された第１の部分（１７０）と、第１のチャンバ（１１２）から半径方向外側に配置された第２の部分（１７４）とを含む、実施態様１に記載のシュラウド（１００）。
［実施態様９］
接合部が、合決り接合部（２００）である実施態様１に記載のシュラウド（１００）。
［実施態様１０］
外側ボックス（１０２）が、内側ボックス（１１０）の少なくとも５０％を包含する実施態様１に記載のシュラウド（１００）。
［実施態様１１］
外側ボックス（１０２）が、内側ボックス（１１０）の少なくとも７０％を包含する実施態様１に記載のシュラウド（１００）。
［実施態様１２］
外側ボックス（１０２）が、内側ボックス（１１０）から軸方向及び周方向外側に配置された内側ボックス（１１０）の一部を包含する実施態様１に記載のシュラウド（１００）。
［実施態様１３］
圧縮機部（２２、２４）と、
燃焼部（２６）と、
ステータ（９２）に結合された軸方向に位置合わせされ周方向に離間した複数のタービンシュラウド（１００）を含むタービン部（２８、３０）とを含み、
複数のタービンシュラウド（１００）の各々は、
第１の壁（１８６）と、第１の壁（１８６）から周方向に離間した第２の壁（１８０）とを含む外側ボックス（１０２）と、
外側ボックス（１０２）内に配置された内側ボックス（１１０）であって、内側ボックス（１１０）を通って延在する１以上の通路（１３６）及び第１のチャンバ（１１２）を画成する内側ボックス（１１０）とを含み、
内側ボックス（１１０）及び外側ボックス（１０２）は、第２のチャンバ（１１４）を集合的に画成し、内側ボックス（１１０）によって画成された１以上の通路（１３６）は、第１のチャンバ（１１２）と第２のチャンバ（１１４）を流体結合し、
外側ボックス（１０２）の第１の壁（１８６）は、第１のボス（１９８）及び第１の切り欠き部（２１０）を画成し、外側ボックス（１０２）の第２の壁（１８０）は、第２のボス（１９６）及び第２の切り欠き部（２１２）を画成する、ガスタービン（１０）。
［実施態様１４］
内側ボックス（１１０）と外側ボックス（１０２）を結合し、丸面（２０６）を含む環状リガメント（１７８）をさらに含む実施態様１３に記載のガスタービン（１０）。
［実施態様１５］
複数のタービンシュラウド（１００）の各々が、タービンシュラウド（１００）とケーシングとの間に配置された１以上のシール（１１６）を含む実施態様１３に記載のガスタービン（１０）。
［実施態様１６］
１以上のシール（１１６）が、タービンシュラウド（１００）とケーシングとの間で圧縮される実施態様１５に記載のガスタービン（１０）。
［実施態様１７］
複数のタービンシュラウド（１００）が、第１のシュラウド（１００（ａ））と、第１のシュラウド（１００（ａ））に隣接する第２のシュラウド（１００（ｂ））とを含み、第１のシュラウド（１００（ａ））の第２のボス（１９６）が、第２のシュラウド（１００（ｂ））の第１の切り欠き部（２１０）に配置され、第２のシュラウド（１００（ｂ））の第１のボス（１９８）が、第１のシュラウド（１００（ａ））の第２の切り欠き部（２１２）に配置されて第１のシュラウド（１００（ａ））と第２のシュラウド（１００（ｂ））との間に接合部を形成する実施態様１３に記載のガスタービン（１０）。
［実施態様１８］
接合部が、合決り接合部（２００）である実施態様１７に記載のガスタービン（１０）。
［実施態様１９］
第１のシュラウド（１００（ａ））及び第２のシュラウド（１００（ｂ））が、それらの間に流路を画成し、第１のシュラウド（１００（ａ））の第２の壁（１８０）が、第１のシュラウド（１００（ａ））の第２のチャンバ（１１４）及び流路と流体連通する出口ポート（２０２）を画成し、第２のシュラウド（１００（ｂ））の第１の壁（１８６）が、第２のシュラウド（１００（ｂ））の第２のチャンバ（１１４）及び流路と流体連通する出口ポート（２０４）を画成する実施態様１７に記載のガスタービン（１０）。
［実施態様２０］
第１のシュラウド（１００（ａ））の第２のチャンバ（１１４）からの冷却空気及び第２のシュラウド（１００（ｂ））の第２のチャンバ（１１４）からの冷却空気が、第１のシュラウド（１００（ａ））と第２のシュラウド（１００（ｂ））との間の流路に流入して流路に存在する高温排気ガスと混合し、流路に存在する高温排気ガスの温度を低下させる実施態様１９に記載のガスタービン（１０）。
１０ ターボファンジェットエンジン
１２ 長手方向軸線、軸方向中心軸線
１４ コアタービンエンジン、ガスタービンエンジン
１６ ファン部
１８ 外側ケーシング
２０ 環状入口
２２ 低圧（ＬＰ）圧縮機
２４ 高圧（ＨＰ）圧縮機
２６ 燃焼部
２８ 高圧（ＨＰ）タービン
３０ 低圧（ＬＰ）タービン
３２ ジェット排気部
３４ 高圧（ＨＰ）シャフト、スプール
３６ 低圧（ＬＰ）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、ナセル
４４ 出口ガイドベーン
４６ 下流部
４８ バイパス気流通路、バイパス流路
５０ 第１の段
５２ 列
５４ タービンノズル
５６ 列
５８ タービンロータブレード
６０ 第２の段
６２ 列
６４ タービンノズル
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（ａ） タービンシュラウドシール
７４（ｂ） タービンシュラウドシール
７６ ブレード先端
７８ ブレード先端
８０ シール面、高温側面
８２ ケーシング
８４ 未使用
８６ 第３の段
８８ 列
９０ タービンノズル
９２ ３６０度ステータ
９４ タービンノズルマウント
９６ 未使用
９８ 未使用
１００ シュラウド
１０２ 外側ボックス
１０４ ステム
１０６ 入口通路
１０８ ねじ山
１１０ 内側ボックス
１１２ 内側キャビティ、内側チャンバ
１１４ 外側キャビティ、外側チャンバ
１１６ シール
１１８ 締結具
１２０ 外側ボックスの半径方向内側壁
１２２ 外側ボックスの半径方向外側壁
１２４ 外側ボックスの第１の軸方向壁
１２６ 外側ボックスの第２の軸方向壁
１２８ 内側ボックスの半径方向内側壁
１３０ 内側ボックスの半径方向外側壁
１３２ 内側ボックスの第１の軸方向壁
１３４ 内側ボックスの第２の軸方向壁
１３６ インピンジメント開口部
１３８ 外側ボックスの半径方向内側壁の半径方向内側表面
１４０ 外側ボックスの半径方向内側壁の半径方向外側表面
１４２ 外側ボックスの半径方向外側壁の半径方向内側表面
１４４ 外側ボックスの半径方向外側壁の半径方向外側表面
１４６ 外側ボックスの第１の軸方向壁の外側表面
１４８ 外側ボックスの第１の軸方向壁の内側表面
１５０ 外側ボックスの第２の軸方向壁の外側表面
１５２ 外側ボックスの第２の軸方向壁の内側表面
１５４ 内側ボックスの半径方向内側壁の半径方向内側表面
１５６ 内側ボックスの半径方向内側壁の半径方向外側表面
１５８ 内側ボックスの半径方向外側壁の半径方向内側表面
１６０ 内側ボックスの半径方向外側壁の半径方向外側表面
１６２ 内側ボックスの第１の軸方向壁の外側表面
１６４ 内側ボックスの第１の軸方向壁の内側表面
１６６ 内側ボックスの第２の軸方向壁の外側表面
１６８ 内側ボックスの第２の軸方向壁の内側表面
１７０ 外側キャビティの半径方向内側部分
１７２ 外側キャビティの半径方向中央部分
１７４ 外側キャビティの半径方向外側部分
１７６ 外側キャビティの拡張部分
１７８ リガメント
１８０ 第１の周方向壁
１８２ 第１の周方向壁の外側表面
１８４ 第１の周方向壁の内側表面
１８６ 第２の周方向壁
１８８ 第２の周方向壁の外側表面
１９０ 第２の周方向壁の内側表面
１９２ 半径方向内側ギャップ
１９４ 半径方向外側ギャップ
１９６ 第１の周方向壁のボス
１９８ 第２の周方向壁のボス
２００ 合決り接合部
２０２ 第２の周方向壁の出口ポート
２０４ 第１の周方向壁の出口ポート
２０６ リガメントの丸面
２０８ ３６０度ステータの開口部
２１０ 第１の切り欠き部、第１のスロット
２１２ 第２の切り欠き部、第２のスロット
２１３−２９９ 未使用
３００ 空気
３０２ 入口部
３０４ 空気の第１の部分
３０６ 空気の第２の部分
３０８ 圧縮空気
３１０ 燃焼ガス
３１２ ＬＰタービンベーン、ＬＰタービンノズル
３１４ ＨＰタービンベーン、ＬＰタービンロータブレード
１２ 長手方向軸線、軸方向中心軸線
１４ コアタービンエンジン、ガスタービンエンジン
１６ ファン部
１８ 外側ケーシング
２０ 環状入口
２２ 低圧（ＬＰ）圧縮機
２４ 高圧（ＨＰ）圧縮機
２６ 燃焼部
２８ 高圧（ＨＰ）タービン
３０ 低圧（ＬＰ）タービン
３２ ジェット排気部
３４ 高圧（ＨＰ）シャフト、スプール
３６ 低圧（ＬＰ）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、ナセル
４４ 出口ガイドベーン
４６ 下流部
４８ バイパス気流通路、バイパス流路
５０ 第１の段
５２ 列
５４ タービンノズル
５６ 列
５８ タービンロータブレード
６０ 第２の段
６２ 列
６４ タービンノズル
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（ａ） タービンシュラウドシール
７４（ｂ） タービンシュラウドシール
７６ ブレード先端
７８ ブレード先端
８０ シール面、高温側面
８２ ケーシング
８４ 未使用
８６ 第３の段
８８ 列
９０ タービンノズル
９２ ３６０度ステータ
９４ タービンノズルマウント
９６ 未使用
９８ 未使用
１００ シュラウド
１０２ 外側ボックス
１０４ ステム
１０６ 入口通路
１０８ ねじ山
１１０ 内側ボックス
１１２ 内側キャビティ、内側チャンバ
１１４ 外側キャビティ、外側チャンバ
１１６ シール
１１８ 締結具
１２０ 外側ボックスの半径方向内側壁
１２２ 外側ボックスの半径方向外側壁
１２４ 外側ボックスの第１の軸方向壁
１２６ 外側ボックスの第２の軸方向壁
１２８ 内側ボックスの半径方向内側壁
１３０ 内側ボックスの半径方向外側壁
１３２ 内側ボックスの第１の軸方向壁
１３４ 内側ボックスの第２の軸方向壁
１３６ インピンジメント開口部
１３８ 外側ボックスの半径方向内側壁の半径方向内側表面
１４０ 外側ボックスの半径方向内側壁の半径方向外側表面
１４２ 外側ボックスの半径方向外側壁の半径方向内側表面
１４４ 外側ボックスの半径方向外側壁の半径方向外側表面
１４６ 外側ボックスの第１の軸方向壁の外側表面
１４８ 外側ボックスの第１の軸方向壁の内側表面
１５０ 外側ボックスの第２の軸方向壁の外側表面
１５２ 外側ボックスの第２の軸方向壁の内側表面
１５４ 内側ボックスの半径方向内側壁の半径方向内側表面
１５６ 内側ボックスの半径方向内側壁の半径方向外側表面
１５８ 内側ボックスの半径方向外側壁の半径方向内側表面
１６０ 内側ボックスの半径方向外側壁の半径方向外側表面
１６２ 内側ボックスの第１の軸方向壁の外側表面
１６４ 内側ボックスの第１の軸方向壁の内側表面
１６６ 内側ボックスの第２の軸方向壁の外側表面
１６８ 内側ボックスの第２の軸方向壁の内側表面
１７０ 外側キャビティの半径方向内側部分
１７２ 外側キャビティの半径方向中央部分
１７４ 外側キャビティの半径方向外側部分
１７６ 外側キャビティの拡張部分
１７８ リガメント
１８０ 第１の周方向壁
１８２ 第１の周方向壁の外側表面
１８４ 第１の周方向壁の内側表面
１８６ 第２の周方向壁
１８８ 第２の周方向壁の外側表面
１９０ 第２の周方向壁の内側表面
１９２ 半径方向内側ギャップ
１９４ 半径方向外側ギャップ
１９６ 第１の周方向壁のボス
１９８ 第２の周方向壁のボス
２００ 合決り接合部
２０２ 第２の周方向壁の出口ポート
２０４ 第１の周方向壁の出口ポート
２０６ リガメントの丸面
２０８ ３６０度ステータの開口部
２１０ 第１の切り欠き部、第１のスロット
２１２ 第２の切り欠き部、第２のスロット
２１３−２９９ 未使用
３００ 空気
３０２ 入口部
３０４ 空気の第１の部分
３０６ 空気の第２の部分
３０８ 圧縮空気
３１０ 燃焼ガス
３１２ ＬＰタービンベーン、ＬＰタービンノズル
３１４ ＨＰタービンベーン、ＬＰタービンロータブレード
Claims (10)
- 第１の壁と、第１の壁から周方向に離間した第２の壁とを含む外側ボックスと、
外側ボックス内に配置された内側ボックスであって、内側ボックスを通って延在する１以上の通路及び第１のチャンバを画成する内側ボックスとを含み、
内側ボックス及び外側ボックスは、第２のチャンバを集合的に画成し、内側ボックスによって画成された１以上の通路は、第１のチャンバと第２のチャンバを流体結合し、
外側ボックスの第１の壁は、第１のボス及び第１の切り欠き部を画成し、外側ボックスの第２の壁は、第２のボス及び第２の切り欠き部を画成する、ガスタービン用シュラウド。 - 内側ボックスと外側ボックスを結合する環状リガメントをさらに含む、請求項１に記載のシュラウド。
- 環状リガメントが丸面を含む、請求項２に記載のシュラウド。
- 第１の壁が、第１の出口ポートを画成し、第２の壁が、第２の出口ポートを画成し、第１の出口ポート及び第２の出口ポートが、第２のチャンバと流体連通している、請求項１に記載のシュラウド。
- 第２のチャンバが、第１のチャンバから半径方向内側に配置された第１の部分と、第１のチャンバから半径方向外側に配置された第２の部分とを含む、請求項１に記載のシュラウド。
- 外側ボックスが、内側ボックスの少なくとも５０％を包含する、請求項１に記載のシュラウド。
- 外側ボックスが、内側ボックスから軸方向及び周方向外側に配置された内側ボックスの一部を包含する、請求項１に記載のシュラウド。
- 圧縮機部と、
燃焼部と、
ステータに結合された軸方向に位置合わせされ周方向に離間した複数のタービンシュラウドを含むタービン部とを含み、
複数のタービンシュラウドの各々は、
第１の壁と、第１の壁から周方向に離間した第２の壁とを含む外側ボックスと、
外側ボックス内に配置された内側ボックスであって、内側ボックスを通って延在する１以上の通路及び第１のチャンバを画成する内側ボックスとを含み、
内側ボックス及び外側ボックスは、第２のチャンバを集合的に画成し、内側ボックスによって画成された１以上の通路は、第１のチャンバと第２のチャンバを流体結合し、
外側ボックスの第１の壁は、第１のボス及び第１の切り欠き部を画成し、外側ボックスの第２の壁は、第２のボス及び第２の切り欠き部を画成する、ガスタービン。 - 複数のタービンシュラウドが、第１のシュラウドと、第１のシュラウドに隣接する第２のシュラウドとを含み、第１のシュラウドの第２のボスが、第２のシュラウドの第１の切り欠き部に配置され、第２のシュラウドの第１のボスが、第１のシュラウドの第２の切り欠き部に配置されて第１のシュラウドと第２のシュラウドとの間に接合部を形成する、請求項８に記載のガスタービン。
- 第１のシュラウド及び第２のシュラウドが、それらの間に流路を画成し、第１のシュラウドの第２の壁が、第１のシュラウドの第２のチャンバ及び流路と流体連通する出口ポートを画成し、第２のシュラウドの第１の壁が、第２のシュラウドの第２のチャンバ及び流路と流体連通する出口ポートを画成する、請求項９に記載のガスタービン。
Applications Claiming Priority (2)
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