JP2019507272A - ガスタービンエンジンのための移行システムのサイドシール - Google Patents

Abstract

ガスタービンは、移行ダクト組立体を有する。２つの隣接する移行ダクト（２０）間には、移行サイドレール（２２）によって形成された移行サイド溝部（２３）がある。この移行サイド溝部（２３）には、移行サイドレール（２２）に形成された移行サイド溝部（２３）に係合するサイドシール（３０ａ〜３０ｅ）が挿入されている。

Description

開示した形態は、全体として、ガスタービンエンジンに、より詳しくはガスタービンエンジンの移行システムに、関する。

カン型環状燃焼器を有するガスタービンエンジンは、移行ダクトを有しており、燃焼器からのガスをタービン翼列に案内して向ける。移行ダクト及び羽根は、燃焼ガス流動流れを方向付けて翼の回転のための好ましい角度でタービン翼に接触させる。

いくつかのガスタービンエンジンにおいて、移行ダクトは、環状アレイで配列されている。隣接する移行ダクト間の空間は、圧縮機排気が燃焼システムを迂回することを許容し得る。したがって、隣接する移行ダクト間の空間を有効にシールすることは、望ましい。

簡潔に説明すると、本開示の態様は、ガスタービンエンジンで使用されるサイドシールに関する。

本開示の一態様は、第１移行ダクト及び第２移行ダクトを有するガスタービンエンジンであり得、第１移行ダクトは、第１移行サイド溝部を有する第１移行サイドレールを有し、第２移行ダクトは、第２移行サイド溝部を有する第２移行サイドレールを有し、第１移行サイド溝部及び第２移行サイド溝部は、径方向に延在する。サイドシールは、第１移行サイド溝部及び第２移行サイド溝部において、第１移行ダクトと第２移行ダクトとの間に挿入されており、サイドシールは、高圧領域と低圧領域との間に配列されている。サイドシールは、第１移行サイド溝部及び第２移行サイド溝部に弾性係合しつつ、第１移行ダクトと第２移行ダクトとの間で径方向、軸方向及び周方向に現れる熱機械応力に順応し、サイドシールは、サイドシールに長手方向に配列された複数の冷却機構を有し、冷却機構は、制限された量の冷却空気が高圧領域からサイドシールを通過してサイドシールを冷却することを許容する。

本開示の別の態様は、第１移行ダクト及び第２移行ダクトを備えるガスタービンエンジンであり得、第１移行ダクトは、第１移行サイド溝部を有する第１移行サイドレールを有し、第２移行ダクトは、第２移行サイド溝部を有する第２移行サイドレールを有し、第１移行サイド溝部及び第２移行サイド溝部は、径方向に延在する。サイドシールは、第１移行サイド溝部及び第２移行サイド溝部において第１移行ダクトと第２移行ダクトとの間に挿入されており、サイドシールは、高圧領域を低圧領域から分離させる。サイドシールは、第１移行サイド溝部及び第２移行サイド溝部に圧縮弾性係合するための付勢構造を備えつつ、第１移行ダクトと第２移行ダクトとの間で径方向、軸方向及び周方向に現れる熱機械応力に順応する。

本発明の依然として別の態様は、第１移行ダクト及び第２移行ダクトを備えるガスタービンエンジンであり得、第１移行ダクトは、第１移行サイド溝部を有する第１移行サイドレールを有し、第２移行ダクトは、第２移行サイド溝部を有する第２移行サイドレールを有し、第１移行サイド溝部及び第２移行サイド溝部は、径方向に延在する。サイドシールは、第１移行サイド溝部及び第２移行サイド溝部において第１移行ダクトと第２移行ダクトとの間に挿入されており、高圧領域を低圧領域から分離させる。サイドシールは、第１移行サイド溝部及び第２移行サイド溝部に弾性係合しつつ、第１移行ダクトと第２移行ダクトとの間で径方向、軸方向及び周方向に現れる熱機械応力に順応する。サイドシールは、同様に、複数の積層した連接セグメントを備え、熱機械応力に順応する。

ガスタービンエンジンを示す横断面図である。 移行システムを示す上面図である。 サイドシールを用いた２つの隣接する移行ダクト間の連結を示す拡大図である。 サイドシールを用いた２つの隣接する移行ダクト間の連結を示す斜視図である。 ２つの隣接する移行ダクト間のサイドシールを示す拡大図であって、明確にするために上側本体部分がない、拡大図である。 本開示の一実施形態に従って形成されたメッシュを有するサイドシールを示す図である。 図６に示すサイドシールの内部を示す概略図である。 隣接する移行ダクト間に挿入された図６に示すサイドシールを示す上面図である。 高圧側から見た隣接する移行ダクト間に挿入された図６に示すサイドシールを示す図である。 隣接する移行ダクト間に挿入された図６に示すサイドシールの内部を示す図である。 低圧側から見た隣接する移行ダクト間に挿入された図６に示すサイドシールを示す図である。 本発明の一実施形態に従って形成されたサイドシールを示す図である。 図１２に示すサイドシールを示す拡大図である。 隣接する移行ダクト間に挿入された図１２に示すサイドシールを示す上面図である。 図１２に示す別の実施形態にかかるサイドシールを示す図であって、明確にするためにクリップが取り付けられておらず、下側本体部分にスリットが形成されている、図である。 隣接する移行ダクト間に挿入された図１５に示すサイドシールを示す図である。 本発明の一実施形態に従った形成されたサイドシールを示す図である。 図１７に示すサイドシールの頂部を示す拡大図である。 図１７に示すサイドシールを示す拡大図であって、２つのセグメントが分離している、拡大図である。 図１７に示すサイドシールを示す拡大図であって、２つのセグメント間にある冷却間隙を示す、拡大図である。 図１７に示すサイドシールを示す断面図である。 本発明の一実施形態に従って形成されたサイドシールを示す図である。 図２２に示すサイドシールを示す拡大図であって、金属布の下方にある材料シートを示す、拡大図である。 図２２に示すサイドシールの内部を示す概略図である。 隣接する移行ダクト間に挿入された図２２に示すサイドシールを示す図である。 本発明の一実施形態に従って形成されたサイドシールを示す図である。 図２６に示すサイドシールを示す拡大図であって、材料シートにみられる冷却機構をさらに示す、拡大図である。 図２に示すサイドシールの内部を示す概略図である。 高圧側から見た隣接する移行ダクト間に挿入された図２６に示すサイドシールを示す図である。 隣接する移行ダクト間に挿入された図２６に示すサイドシールの内部を示す図である。 低圧側から見た隣接する移行ダクト間に挿入された図２６に示すサイドシールを示す図である。 隣接する移行ダクト間に挿入された図２６に示すサイドシールを示す図である。

本開示の実施形態、原理及び機能の理解を容易にするため、これら実施形態、原理及び機能は、例示的な実施形態を参照しながら以下で説明する。しかしながら、本開示の実施形態は、説明したシステム及び方法で使用することに限定されない。

様々な実施形態を形成する、以下で説明する構成部材及び材料は、例示的でありかつ限定的ではないことを意図している。本明細書で説明する材料と同一のまたは同様の機能を実行し得る様々な適切な構成部材及び材料は、本開示の実施形態の範囲内に包含されることを意図している。

図１は、ガスタービンエンジン１００の横断面図を示しており、移行ダクト２０を有する移行システム１０を示す。図２は、移行システム１０の上面図を示しており、図示の容易のためにエンジン構造及び燃焼システムを取り除いている。移行ダクト２０は、図２に示すように、隣接する移行ダクト２０と共にリングを形成しており、各移行ダクト２０間には、サイドシール３０が配置されている。図３は、サイドシール３０及び隣接する移行ダクト２０の拡大図を示している。サイドシール３０を配置した後、サイドシール２１は、サイドシール３０の頂部に配置される。図４は、２つの隣接する移行ダクト２０間の結合であってサイドシール３０が設けられている結合の斜視図を示している。

図５は、移行ダクト２０間に位置するサイドシール３０の拡大図を示しており、図示の容易のために上側部分を取り除いている。移行サイドレール２２には、移行サイド溝部２３が形成されており、この溝部は、移行サイドレール２２の全長にわたっており、径方向に延在する。移行サイド溝部２３は、移行ダクト２０にフライス加工されており、サイドシール３０を受ける。移行ダクト２０によって形成されたリングの外側は、高圧領域ＨＰである。低圧領域ＬＰは、リングの内部に位置する。

サイドシール３０及び移行サイド溝部２３は、ガスタービンエンジン１００の動作に起因して過剰な摩耗を受け得る。摩耗は、サイドシール３０と移行ダクト２０との間の隙間嵌めによって引き起こされ得る。サイドシール３０を隙間嵌めすることにより、サイドシール３０がガスタービンエンジン１００の動作中に振動することを許容する。サイドシール３０の摩耗に寄与する他の要因は、負荷をかけているときにわたるガスタービンエンジン１００のサイクルの際における移行ダクト２０の熱機械変形である。応力は、図５に示すように、径方向Ｒ、周方向Ｃ及び軸方向Ａで発生し得る。径方向Ｒは、移行ダクト２０のリングの内側に向かう方向である。周方向Ｃは、移行ダクト２０によって形成されたリングの外周に沿う方向である。軸方向Ａは、移行ダクト２０によって形成されたリングの中心を通って延在する方向である。熱機械応力によって引き起こされた摩耗は、図３、図４及び図５に示すように、サイドシール３０及び移行ダクト２０の移行サイドレール２２における材料の薄肉化を招き得る。同様に、サイドシール３０の場所において見られる高温は、サイドシール３０の摩耗に寄与し、移行部の出口における構造の寿命を短くし得る。

図６は、本発明の一実施形態に従って形成されたサイドシール３０ａを示す。サイドシール３０ａは、メッシュ３７で形成されており、好ましくは、メッシュ３７は、三次元織物メッシュであり得る。「三次元織物メッシュ」は、一緒に織られて織物形態のＸ、Ｙ及びＺ方向間における織合わせを形成する複数束の材料である。厚さは、移行サイド溝部２３のための詰め物として使用される。束を３Ｄ織合わせすることは、空隙マトリクスを有する絡み合った織物構造を形成する。空隙マトリクスは、プレナムとして使用され、高圧ＨＰ側から低圧ＬＰ側への冷却回路を完成させる。さらに、材料シート３８間に挟まれたメッシュ３７は、必要な設計圧を形成する。厚さは、移行サイド溝部２３の従来のフライス加工性能と組み合わせた予想設計寿命によって決定される。さらに、３Ｄ織物メッシュにおける３Ｄ束格子は、移行ダクト２０の熱変形中にサイドシール３０ａが移行サイド溝部２３にあると、可撓性及び弾力性を許容する。メッシュ３７は、表面ロウ付け、縁部スポット溶接またはレーザ溶接によって材料シート３８に取り付けられている。これら製造方法は、本開示にある全てのサイドシール構成で使用され得る。

図６に示すように、サイドシール３０aは、上側本体部分３５と、下側本体部分３６と、を有する。下側本体部分３６は、移行サイド溝部２３内に位置する。図示のように、下側本体部分３６は、上側本体部分３５よりも小さい幅を有する。上側本体部分３５は、中心合せするときに、かつ、サイドシール３０ａを移行サイド溝部２３から取り除くために使用される。下側本体部分３６は、材料シート３８及びメッシュ３７から形成されている。材料シート３８の長手方向には、下側本体部分３６の長さに沿って形成された冷却機構が形成されている。図６に示す実施形態において、冷却機構は、開口部３１ａである。

図７に示すように、メッシュ３７は、材料シート３８間に挟まれた三次元織物メッシュであり、材料シート３８は、コバルト、ニッケル、クロム及びタングステンの合金であるHaynes（登録商標）188合金のような金属材料で形成され得る。しかしながら、理解すべきことは、他の適切な合金及び材料を使用して材料シート３８を形成し得ること、である。材料シート３８の厚さは、既知の設計寿命にわたって許容可能な摩耗率に基づいて決定されている。好ましくは、材料シート３８は、最良の可撓性を得るためにできるだけ薄い。好ましくは、シート厚さの範囲は、０．１ｍｍから１．０ｍｍの間、好ましくは０．７ｍｍ未満であるべきである。メッシュ３７の厚さは、好ましくは、圧力がかかった材料シート３８の厚さよりも大きい。材料シート３８には、冷却機構が形成されている。材料シート３８に形成された開口部３１ａ及び開口部３１ｂは、冷却機構として機能する。材料シート３８には、複数の開口部３１ａが形成されており、これら開口部は、移行システム１０の低圧領域ＬＰを向く。同様に、材料シート３８には、複数の開口部３１ｂが形成されており、これら開口部は、移行システム１０の高圧領域ＨＰを向く。開口部３１ａは、開口部３１ｂの半径Ｒ２よりも小さい半径Ｒ１を有する。半径Ｒ１が半径Ｒ２よりも小径の開口部３１ａを使用することにより、サイドシール３０ａを通る制限された気流を許容する。半径が異なる開口部３１ａ及び開口部３１ｂは、サイドシール３０ａから出る気流を制限することによって制御された気流を許容する。

図８は、隣接する移行ダクト２０間に挿入された図６に示すサイドシール３０ａの上面図を示す。示された図では、頂部本体部分３５が示されておらず、それにより、サイドシール３０ａのより明確な図を提供する。図８は、高圧領域ＨＰからの気流が複数の開口部３１ａをかつメッシュ３７を通過することを示す。メッシュ３７は、空気が開口部３１ｂを通って入り、メッシュ３７から出て通過することを許容する。冷却気流は、サイドシール３０ａ及び移行サイド溝部２３の冷却を提供し、熱によって引き起こされる摩耗を低減する。

図９は、移行ダクト２０間に位置するサイドシール３０ａを示しており、この図は、冷却空気が高圧領域ＨＰから開口部３１内に入ることを示す。図１０は、サイドシール３０ａの内部（メッシュ３７なし）を示しており、サイドシール３０ａの内部を通る冷却空気経路を示す。図１１は、冷却空気がサイドシール３０ａから出て開口部３１ａを通って低圧領域ＬＰに入ることを示す。開口部３１ａは、サイドシール３０ａ及び移行サイド溝部２３を通る冷却流を調整するように寸法付けされ得る。しかしながら、理解すべきことは、使用する開口部が同じサイズであり得ること、である。図示のように、開口部３１ａは、開口部３１ｂの半径と比較して小径の半径Ｒ１を有する。

さらに、サイドシール３０ａは、メッシュ３７のみであり、材料シート３８なく形成され得る。同様に想定されることは、サイドシール３０ａが材料シート３８及び材料シート３７の層で形成され得ること、すなわち、複数層の材料シート３８及びメッシュ３７を形成し得ること、である。

サイドシール３０ａによって提供される冷却機構に加え、サイドシール３０ａは、移行サイド溝部２３に弾性係合できる。サイドシール３０ａを移行ダクト２０間で移行サイド溝部２３内へ配置すると、これらサイドシールは、曲がること、捩じること及び撓むことができ、それにより、移行ダクト２０間の空間をシールし続け、ガスタービンエンジン１００の動作によって引き起こされる可能性のある変形移動を吸収する。サイドシール３０ａは、ガスタービンエンジン１００の使用中に移行ダクト２０間において径方向、軸方向及び周方向に現れる熱機械応力に順応できる。これは、サイドシール３０ａの一部を形成するメッシュ３７の可撓性に起因する。メッシュ３７の可撓性は、移行サイド溝部２３内でのサイドシール３０ａの圧縮を補助する。この圧縮は、サイドシール３０ａの摩耗を低減する。

図１２は、本発明の別の実施形態に従って形成されたサイドシール３０ｂを示す。サイドシール３０ｂは、上側本体部分３５と、下側本体部分３６と、を有する。クリップ３９は、下側本体部分３６に取り付けられており、下側本体部分３６の長手方向Ｌに沿って延在する。クリップ３９は、移行サイド溝部２３に圧縮係合する付勢構造として機能する。圧縮係合により、サイドシール３０ｂを挿入したときにサイドシール３０ｂの振動を防止する。図１２で使用するクリップ３９は、ｃ字状クリップである。クリップ３９が移行サイド溝部２３との圧縮係合を提供し得るならば、一様でない形状や角度付きの形状のようなｃ字状クリップ以外のクリップ３９を使用し得る。開口部３１ａは、サイドシール３０ｂの長手方向Ｌに沿って下側本体部分３６に形成され得る。しかしながら、理解すべきことは、サイドシール３０ｂが同様に開口部３１ａなく形成され得ること、である。

図１３は、サイドシール３０ｂの下側本体部分３６に取り付けられたクリップ３９の拡大図を示す。クリップ３９は、スポット溶接、ロウ付けまたは他の当該技術分野において認識されている手段によって下側本体部分３６に取り付けられ得る。クリップ３９によって形成された付勢構造は、クリップが溝部２３の側面に当接して軸方向Ａで押すように、付勢されている。付勢構造は、移行サイドレール２２とクリップ３９との間に圧縮嵌合されており、サイドシール３０ｂが取り外されることを防止する。

図１４は、隣接する移行ダクト２０間に挿入された図１２に示すサイドシール３０ｂの上面図を示す。示された図では、頂部本体部分３５が示されておらず、それにより、サイドシール３０ｂをより明確な図を提供する。この図からわかることは、クリップ３９がサイドシール３０ｂのうち低圧領域ＬＰを向く部分から延在し、サイドシール３０ｂのうち高圧領域ＨＰを向く部分に向けて回るように曲がる。図された図において、サイドシール３０ｂの曲げた外形は、Ｃ字状を形成し、圧縮嵌合をできるようにするクリップ３９の付勢機能を提供する。図１４は、同様に、高圧領域（ＨＰ）からの空気が複数の開口部３１ａを通過し、下側本体部分３６を冷却し、サイドシール３０ｂを通る制限した気流を提供し得ること、を示す。さらに、高圧領域ＨＰからの空気は、同様に、クリップ３９に衝突してサイドシール３０ｂを移行サイド溝部２３の側面に向けて付勢し、サイドシール３０ｂの振動を防止し得る。クリップ３９の圧縮嵌合は、同様に、ガスタービンエンジン１００の使用中に移行ダクト２０間において径方向、軸方向及び周方向に現れる熱機械応力に順応することによって、サイドシール３０ｂが移行サイド溝部２３にさらに弾性係合することを許容する。

図１５は、別の実施形態にかかるサイドシール３０ｂを示しており、複数のスリット３２は、下側本体部分３６の長手方向Ｌに沿って形成されている。スリット３２は、移行サイド溝部２３内に挿入すると、径方向Ｒに関して垂直な方向に延在する。しかしながら、スリット３２は、いくつかの実施形態において、径方向Ｒに関して角度を付けて延在し得る。スリット３２は、同様に、サイドシール３０ｂのための冷却機構として機能し得る。図１６は、移行ダクト２０間に挿入されたサイドシール３０ｂを示す。スリット３２は、高圧側ＨＰからの空気がサイドシール３０ｂを通って低圧側ＬＰへ移動することを許容する。冷却機構として機能するスリット３２に加えて、スリット３２は、さらに、下側本体部分３６の剛性を低減し、ガスタービンエンジン１００の作動中にサイドシール３０ｂが曲がったり捻れたりすることを許容する。これにより、ガスタービンエンジン１００の使用中に移行ダクト２０間において径方向、軸方向及び周方向に現れる熱機械応力に順応することによって、サイドシール３０ｂが移行サイド溝部２３に弾性係合することを許容する。

図１７は、本発明の別の実施形態に従って形成されたサイドシール３０ｃを示している。このサイドシール３０ｃは、連接された積層型セグメント４０で形成されている。タイロッド４１は、タイホール４２を通してセグメント４０の積層体内に挿入されている。タイロッド４１は、所定位置に溶接され得る。このセグメント４０の積層体及びタイロッド４１は、サイドシール３０を形成する。

図１８は、タイロッド４１が玉継手４３を介してセグメント４０内に挿入されている斜視図を示すサイドシール３０ｃの拡大図を示す。玉継手４３は、セグメント４０それぞれ間に形成され得る。玉継手４３は、セグメント４０と一体的に形成され得る。玉継手４３は、セグメント４０をロックすることを許容し、各セグメント４０それぞれ間で旋回／回転することを可能とする。各セグメント４０それぞれ間の張力は、タイロッド４１を介して設定されかつ調整され得る。図１９は、玉継手４３を用いてセグメント４０を連結することを示す。

図２０は、組み立てられたセグメント４０の積層体の拡大図を示す。セグメント４０は、セグメント４０それぞれ間に間隙３３を有し得、セグメント４０の移動をさらに補助する。連接型サイドシール３０ｃを形成するセグメント４０及び間隙３３は、サイドシールが移行サイド溝部２３に弾性係合することを可能とする。個別のセグメント４０それぞれを連接することは、主に軸方向である。個別のセグメント４０に起因して、セグメント４０それぞれは、別個の軸方向で移動し得る。このようにして、一のセグメント４０は、一の軸方向で移動するように調整でき得る一方で、別のセグメント４０は、反対の軸方向で移動するように調整でき得、図２１は、タイロッド４１を玉継手４３及びセグメント４０に通して挿入することを示した組立後のサイドシール３０ｃの断面図である。間隙３３は、同様に、一部の冷却空気が高圧領域ＨＰから低圧領域ＬＰへ通過することを許容し、サイドシール３０ｄを移行ダクト２０間に挿入したときにサイドシール３０ｄにいくらかの冷却を提供する。

図２２は、本発明の別の実施形態に従って形成されたサイドシール３０を示す。サイドシール３０ｄは、上側本体部分３５と、下側本体部分３６と、を備える。下側本体部分３６を形成する金属布４４は、材料シート３８を囲んで包む。これは、金属布４４を材料シート３８上に層状にすることによって達成される。金属布４４は、ニッケルベースの合金であり得る。金属布４４の厚さは、変化し得、織工程中に使用するワイヤの厚さに依存し得る。好ましくは、０．１ｍｍのワイヤ厚さを使用し、このワイヤ厚さは、結果として、約０．２ｍｍの金属布４４の厚さをもたらすが、理解すべきことは、他の厚さを使用し得ること、である。好ましくは、サイドシール３０ｄの厚さは、約３．０ｍｍであり、この約３．０ｍｍは、厚さが０．６ｍｍである材料シート３８と（巻き付けたまたは片面ごとに積層した）６層の金属布４４との厚さに等しくなり得る。材料シート３８は、例えば、Haynes 188、Inco X750、Inco 718または同等の材料であり得る。材料シート３８の厚さは、サイドシール３０ｄの結果として生じ、このサイドシールは、移行ダクト間のシールの厳格性に耐えつつ、高圧ＨＰ側と低圧ＬＰ側との間の圧力差を耐えるのに十分に堅固であり得る。材料シート３８の可撓性は、厚さによって決まり、熱処理は、完全性を制御するために使用され得る。

金属布４４及び材料シート３８は、共にロウ付けされまたは溶接され、下側本体部分３６を形成する。金属布４４の積層数は、金属布を挿入する移行サイド溝部２３のサイズに応じてサイドシール３０ｄのサイズを制御するために、変化され得る。さらに、可能であることは、積層した構造を形成するために、金属布４４と材料シート３８とを交互にした層を設けること、である。サイドシール３０ｅのサイズは、漏洩を制御して防止するために、使用され得る。所定積層数の金属布４４は、付勢した構造の金属布４４を形成することによって、移行サイド溝部に圧縮係合し得る。さらに、金属布４４は、ガスタービンエンジン１００の使用中に移行ダクト２０間において径方向、軸方向及び周方向に現れる熱機械応力に順応することによって、さらに、移行サイド溝部２３に弾性係合することを許容する。

図２３は、斜視図の態様で金属布４４を示しており、それにより、材料シート３８及びこの材料シートに形成され得る開口部３１ａの図を形成する。開口部３１ａは、空気が高圧領域ＨＰから材料シート３８を通って金属布４４内に流入することを可能とする。図２４は、材料シート３８に形成された開口部３１ａを概略的に示しており、これら開口部は、一の層の金属布４４から別の層への空気のための経路を形成する。

図２５は、図２２に示すサイドシール３０ｄの上面図を示しており、このサイドシールは、隣接する移行ダクト２０間に挿入されている。示された図では、頂部本体部分３５が示されておらず、それにより、サイドシール３０ｄのより明確な図面を提供する。図２５は、高圧領域ＨＰからの空気がワイヤ布４４を通る複数の開口部３１ｂを通過し得ることを示す。ワイヤ布４４は、開口部３１ａを通して入った空気がワイヤ布４４を通過し、その後材料シート３８を通過し、再びワイヤ布４４を通過することを許容し、サイドシール３０ｄを通る制限された気流を許容する。冷却気流は、サイドシール３０ｄ及び移行サイド溝部２３の冷却を提供し、熱によって引き起こされる摩耗を低減する。

図２６は、本発明の別の実施形態に従って形成されたサイドシール３０ｅを示す。サイドシール３０ｅは、上側本体部分３５と、下側本体部分３６と、を有する。波型ワッシャ４７の頂部に配置された材料シート３８は、下側本体部分３６を形成している。図２６には、さらに、材料シート３８の表面に形成された開口部３１ａが示されており、この表面は、移行サイド溝部２３内に挿入されるとガスタービン燃焼器１００内の低圧領域ＬＰを向く。図２６に示す実施形態において、材料シート３８及び波型ワッシャ４７を用いて積層することは、上側本体部分３５及び下側本体部分３６で生じている。しかしながら、理解すべきことは、積層することが下側本体部分３６でのみ生じ得ること、である。

図２７は、サイドシール３０ｅの下側本体部分３６の図を示しており、材料シート３８は、部分的に透過し、それにより、サイドシール３０ｅの内部を視認することをできるようにする。材料シート３８は、溶接部４９において波型ワッシャ４７にスポット溶接され得る。波型ワッシャ４７は、移行サイド溝部２３に圧縮係合する付勢構造である。発生する圧縮により、サイドシール３０ｅの表面を移行サイドレール２２の表面に向かう方向に付勢することを許容する。これにより、圧縮されておらずそのためサイドレール２２の表面に向かう方向に付勢されていない既存のサイドシールと比較して、より強固な係合ができる。

さらに、波型ワッシャ４７は、さらに、ガスタービンエンジン１００の使用中に移行ダクト２０間において径方向、軸方向及び周方向に現れる熱機械応力に順応することによって、サイドシール３０ｅが移行サイド溝部２３に弾性係合することを許容する。

材料シート３８のうち移行サイド溝部２３内に挿入されるときに低圧領域ＬＰを向く表面には、開口部３１ａが形成されている。図２７に示す開口部３１ｂそれぞれについて２つの開口部３１ａがあるが、理解すべきことは本発明が開口部３１ａ及び開口部３１ｂからなるその構造に限定されないこと、である。材料シート３８のうち高圧領域ＨＰを向く表面には、開口部３１ｂが形成されている。開口部３１ｂは、波型ワッシャ４７の中央領域に対応する場所に位置しているが、理解すべきことは、開口部３１ｂが波型ワッシャ４７の中央領域に対応する領域に加えて他の場所に位置し得ること、である。

図２８は、図２６に示すサイドシール３０ｅを示す概略図である。開口部３１ａは、半径Ｒ４を有する開口部３１ｂよりも小さい半径Ｒ３を有する。開口部３１ｂは、高圧領域ＨＰからの空気がサイドシール３０ｅの下側本体部分３６を通過し、開口部３１ａを通過することを許容する。開口部３１ａは、制限された気流を許容する。開口部３１ａのサイズを制御することによって、サイドシール３０を通る気流を調整し得る。

図２９は、移行ダクト２０間に位置するサイドシール３０ｅの図であり、この図は、冷却空気が高圧領域から材料シート３８に位置する開口部３１内に入ることを示す。図３０は、サイドシール３０ｅの内部を示しており、サイドシール３０ｅの内部を通る冷却空気の経路を示す。図３１は、サイドシール３０ｅから出てきた冷却空気が開口部３１ａを通って低圧領域ＬＰ内に入ることを示している。開口部３１ａは、サイドシール３０ａ及び移行サイド溝部２３を通る冷却流を調整するように寸法付けされ得る。図示のように、開口部３１ａは、開口部３１ｂの半径Ｒ４と比較すると低減した半径Ｒ３を有する。

図３２は、図２６に示すサイドシール３０ｅの上面図を示しており、このサイドシールは、隣接する移行ダクト２０間に挿入されている。示された図では、頂部本体部分３５が示されておらず、それにより、サイドシール３０ｅのより明確な図を提供する。図３２は、高圧領域ＨＰからの空気が、材料シート３８を通る複数の開口部３１ｂを通過し得、ワッシャ４７を通過し、低圧領域を向く材料シート３８を通る開口部３１ａを通過し得る。開口部３１ｂを通って入った冷却空気は、サイドシール３０ｅを通る制限された空気流を許容する。冷却気流は、サイドシール３０ｅ及び移行サイド溝部２３の冷却をもたらし、熱によって引き起こされる摩耗を低減する。

本開示の実施形態を例示的な形式で開示したが、当業者に明らかなことは、以下の特許請求の範囲で規定されているように、本発明の精神及び範囲並びにその透過物から逸脱することなく、本開示の実施形態に様々な改変、追加及び削除をなし得ること、である。

２０ 移行ダクト，第１移行ダクト，第２移行ダクト、２３ 移行サイド溝部，第１移行サイド溝部，第２移行サイド溝部、３０ａ，３０ｂ，３０ｄ，３０ｅ サイドシール、３１ａ，３１ｂ 開口部、３５ 上側本体部分、３６ 下側本体部分、３７ メッシュ、３８ 材料シート、３９ クリップ、４０ 連接セグメント、４３ 玉継手、４４ 金属布、４７ 波型ワッシャ、ＨＰ 高圧領域、ＬＰ 低圧領域

Claims (20)

1. 第１移行ダクト（２０）及び第２移行ダクト（２０）であって、当該第１移行ダクト（２０）が、第１移行サイド溝部（２３）を有する第１移行サイドレール（２２）を有し、当該第２移行ダクト（２０）が、第２移行サイド溝部（２３）を有する第２移行サイドレール（２２）を有し、前記第１移行サイド溝部（２３）及び前記第２移行サイド溝部（２３）が、径方向に延在している、第１移行ダクト及び第２移行ダクトと、
   前記第１移行サイド溝部（２３）及び前記第２移行サイド溝部（２３）において前記第１移行ダクト（２０）と前記第２移行ダクト（２０）との間に挿入されたサイドシール（３０ａ、３０ｂ、３０ｄ、３０ｅ）であって、当該サイドシール（３０ａ、３０ｂ、３０ｄ、３０ｅ）が、高圧領域（ＨＰ）と低圧領域（ＬＰ）との間に配列されている、サイドシールと、
   を備え、
   前記サイドシール（３０ａ、３０ｂ、３０ｄ、３０ｅ）が、前記第１移行サイド溝部（２３）及び前記第２移行サイド溝部（２３）に弾性係合しつつ、前記第１移行ダクト（２０）と前記第２移行ダクト（２０）との間で径方向、軸方向及び周方向に現れる熱機械応力に順応し、
   前記サイドシール（３０ａ、３０ｂ、３０ｄ、３０ｅ）が、当該サイドシール（３０ａ、３０ｂ、３０ｄ、３０ｅ）に長手方向に配列された複数の冷却機構を有し、前記冷却機構が、制限された量の冷却空気が前記高圧領域（ＨＰ）から前記サイドシール（３０ａ、３０ｂ、３０ｄ、３０ｅ）を通過することを許容し、前記サイドシール（３０ａ、３０ｂ、３０ｄ、３０ｅ）を冷却することを特徴とするガスタービンエンジン。
2. 前記サイドシール（３０ａ、３０ｂ、３０ｄ、３０ｅ）が、上側本体部分（３５）と、下側本体部分（３６）と、を備え、
   前記下側本体部分（３６）が、複数の材料シート（３８）間に位置するメッシュ（３７）を備えることを特徴とする請求項１に記載のガスタービンエンジン。
3. 複数の材料シート（３８）が、開口部（３１ａ、３１ｂ）を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のガスタービンエンジン。
4. 前記高圧領域（ＨＰ）に近接している材料シート（３８）にある開口部（３１ａ）が、前記低圧領域（ＬＰ）に近接している材料シート（３８）にある開口部（３１ｂ）よりも大きいことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のガスタービンエンジン。
5. 前記サイドシール（３０ｅ）が、上側本体部分（３５）と、下側本体部分（３６）と、を備え、
   前記下側本体部分（３５）が、第１の材料シート（３８）と第２の材料シート（３８）との間に位置する複数の波型ワッシャ（４７）を備えることを特徴とする請求項１に記載のガスタービンエンジン。
6. 第１の材料シート（３８）が、前記高圧領域（ＨＰ）に近接しており、第２の材料シート（３８）が、前記低圧領域（ＬＰ）に近接しており、
   前記第１の材料シート（３８）にある開口部（３１ａ）が、前記第２の材料シート（３８）にある開口部（３１ｂ）よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のガスタービンエンジン。
7. 前記サイドシール（３０ｂ）が、上側本体部分（３５）と、下側本体部分（３６）と、を備え、
   クリップ（３９）が、前記下側本体部分（３５）に取り付けられ、軸方向に前記下側本体部分（３６）に沿って延在していることを特徴とする請求項１に記載のガスタービンエンジン。
8. 下側本体部分（３６）が、複数の開口部（３１ａ、３１ｂ）をさらに備えることを特徴とする請求項１または７に記載のガスタービンエンジン。
9. 下側本体部分（３６）が、当該下側本体部分に形成された複数のスリット（３２）を有し、前記スリットが、前記高圧領域（ＨＰ）から前記低圧領域（ＬＰ）への空気の通過を許容することを特徴とする請求項１または７に記載のガスタービンエンジン。
10. 前記サイドシール（３０ｄ）が、上側本体部分（３５）と、下側本体部分（３６）と、を備え、
    前記下側本体部分（３５）が、材料シート（３８）と、前記材料シート（３８）を囲む金属布（４４）の層と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のガスタービンエンジン。
11. 材料シート（３８）が、複数の開口部（３１ａ、３１ｂ）をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のガスタービンエンジン。
12. 前記サイドシール（３０ａ、３０ｂ、３０ｄ、３０ｅ）が、前記高圧領域（ＨＰ）に近接している第１の材料シート（３８）と、前記低圧領域（ＬＰ）に近接している第２の材料シート（３８）と、を備え、
    前記第１の材料シート（３８）が、当該第１の材料シートに形成された開口部（３１ａ）を備え、
    前記開口部が、前記第２の材料シート（３８）に形成された開口部（３１ｂ）よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のガスタービンエンジン。
13. 第１移行ダクト（２０）及び第２移行ダクト（２０）であって、当該第１移行ダクト（２０）が、第１移行サイド溝部（２３）を有する第１移行サイドレール（２２）を有し、当該第２移行ダクト（２０）が、第２移行サイド溝部（２３）を有する第２移行サイドレール（２２）を有し、前記第１移行サイド溝部（２３）及び前記第２移行サイド溝部（２３）が、径方向に延在する、第１移行ダクト及び第２移行ダクトと、
    前記第１移行サイド溝部（２３）及び前記第２移行サイド溝部（２３）において前記第１移行ダクト（２０）と前記第２移行ダクト（２０）との間に挿入されたサイドシール（３０ｂ〜３０ｅ）であって、当該サイドシール（３０ｂ〜３０ｅ）が、低圧領域（ＬＰ）から高圧領域（ＨＰ）を分離させている、サイドシールと、
    を備え、
    前記サイドシール（３０ｂ〜３０ｅ）が、前記第１移行サイド溝部（２３）及び前記第２移行サイド溝部（２３）に圧縮弾性係合するための付勢構造を備えつつ、前記第１移行ダクト（２０）と前記第２移行ダクト（２０）との間で径方向、軸方向及び周方向に現れる熱機械応力に順応することを特徴とするガスタービンエンジン。
14. 前記サイドシール（３０ｅ）が、上側本体部分（３５）と、下側本体部分（３６）と、を備え、
    前記下側本体部分（３６）が、第１の材料シート（３８）と第２の材料シート（３８）との間に位置する複数の波型ワッシャ（４７）を備え、
    前記波型ワッシャ（４７）が、前記第１移行サイド溝部（２３）及び第２移行サイド溝部（２３）に圧縮係合していることを特徴とする請求項１３に記載のガスタービンエンジン。
15. 第１の材料シート（３８）及び第２の材料シート（３８）が、開口部（３１ａ、３１ｂ）をさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載のガスタービンエンジン。
16. 第１の材料シート（３８）が、前記高圧領域（ＨＰ）に近接し、
    第２の材料シート（３８）が、前記低圧領域（ＬＰ）に近接し、
    前記第１の材料シート（３８）にある開口部（３１ａ）が、前記第２の材料シート（３８）にある前記開口部（３１ｂ）よりも大きいことを特徴とする請求項１３または１５に記載のガスタービンエンジン。
17. 前記サイドシール（３０ｂ）が、上側本体部分（３５）と、下側本体部分（３６）と、を備え、
    クリップ（３９）が、前記下側本体部分（３５）に取り付けられ、軸方向に前記下側本体部分（３６）に沿って延在しており、
    前記クリップ（３９）が、前記第１移行サイド溝部（２３）及び前記第２移行サイド溝部（２３）に圧縮係合し、
    前記下側本体部分（３６）が、開口部（３１ａ、３１ｂ）をさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載のガスタービンエンジン。
18. 前記サイドシール（３０ｄ）が、上側本体部分（３５）と、下側本体部分（３６）と、を備え、
    前記下側本体部分（３６）が、材料シート（３８）と、前記材料シート（３８）を囲む金属布（４４）の層と、を備え、
    前記金属布が、前記第１移行サイド溝部（２３）及び前記第２移行サイド溝部（２３）に圧縮係合し、
    前記下側本体部分（３６）が、開口部（３１ａ、３１ｂ）をさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載のガスタービンエンジン。
19. 第１移行ダクト（２０）及び第２移行ダクト（２０）であって、当該第１移行ダクト（２０）が、第１移行サイド溝部（２３）を有する第１移行サイドレール（２２）を有し、当該第２移行ダクト（２０）が、第２移行サイド溝部（２３）を有する第２移行サイドレール（２２）を有し、前記第１移行サイド溝部（２３）及び前記第２移行サイド溝部（２３）が、径方向に延在している、第１移行ダクト及び第２移行ダクトと、
    前記第１移行サイド溝部（２３）及び前記第２移行サイド溝部（２３）において前記第１移行ダクト（２０）と前記第２移行ダクト（２０）との間に挿入されたサイドシール（３０ｃ）であって、当該サイドシール（３０ｃ）が、高圧領域（ＨＰ）を低圧領域（ＬＰ）から分離させている、サイドシールと、
    を備え、
    前記サイドシール（３０ｃ）が、前記第１移行サイド溝部（２３）及び前記第２移行サイド溝部（２３）に弾性係合しつつ、前記第１移行ダクト（２０）と前記第２移行ダクト（２０）との間で径方向、軸方向及び周方向に現れる熱機械応力に順応し、
    前記サイドシール（３０ｃ）が、複数の積層した連接セグメント（４０）を備え、前記熱機械応力に順応することを特徴とするガスタービンエンジン。
20. 玉継手（４３）が、複数の積層した前記連接セグメント（４０）のうち隣接する前記連接セグメントを接続していることを特徴とする請求項１９に記載のガスタービンエンジン。

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