JP2021038751A - ガスタービンエンジン用の流路アセンブリおよびその組み立て方法 - Google Patents

ガスタービンエンジン用の流路アセンブリおよびその組み立て方法 Download PDF

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Abstract

【課題】流路アセンブリを組み立てるための改良された方法を提供する。【解決手段】エーロフォイル(260)を境界構造(210)と組み立てる方法であって、エーロフォイル(260)および境界構造(210)の少なくとも一方が複合材料で形成され、切り欠き(262)を画定するエーロフォイル(260)を境界構造(210)によって画定される開口(222)に挿入するステップであって、境界構造(210)が切り欠き(232)を画定し、エーロフォイル(260)が開口(222)に挿入されるとロックリング(242)が境界構造(210)によって画定される切り欠き(232)およびエーロフォイル(260)によって画定される切り欠き(262)内に受け入れられるステップと、ロックリング(242)がエーロフォイル(260)および境界構造(210)と係合するようにエーロフォイル(260)を境界構造(210)に押し付けるステップとを含む方法。【選択図】図15

Description

本主題は、概して、ガスタービンエンジンに関する。より詳細には、本主題は、ガスタービンエンジン用の流路アセンブリと、そのような流路アセンブリを組み立てる方法に関する。
ガスタービンエンジンは、一般に、互いに流れ連通状態で配置されたファンおよびコアを含む。さらに、ガスタービンエンジンのコアは、一般に、流れに直列の順序で、圧縮機セクション、燃焼セクション、タービンセクション、および排気セクションを含む。運転中、空気がファンから圧縮機セクションの入口に供給され、ここで1つまたは複数の軸方向圧縮機が燃焼セクションに達するまで空気を徐々に圧縮する。燃料は圧縮空気と混合され、燃焼セクション内で燃焼されて燃焼ガスを提供する。燃焼ガスは、燃焼セクションからタービンセクションに送られる。タービンセクションを通る燃焼ガスの流れは、タービンセクションを駆動し、次いで排気セクションを通って、例えば大気に送られる。
典型的には、燃焼セクションは、燃焼器ライナによって画定される燃焼チャンバを有する燃焼器を含む。燃焼器の下流では、タービンセクションは、1つまたは複数の段を含み、例えば、各段は、複数の固定ノズルエーロフォイルと、ブレードエーロフォイルに対する燃焼ガスの流れによって駆動されるロータに取り付けられた複数のブレードエーロフォイルとを含み得る。タービンセクションは、他の構成も有し得る。いずれにしても、流路は、どちらも燃焼器からタービンセクションの段を通って延びる内側境界と外側境界によって画定される。
従来、流路を画定する内側境界構造および外側境界構造は、別個の構成要素で形成されていた。例えば、燃焼器の外側ライナ、タービン段のノズル部分の別個の外側バンド、およびタービン段のブレード部分の別個のシュラウドは、通常、流路の外側境界の少なくとも一部を画定する。しかしながら、外側境界および内側境界のそれぞれを形成するために別個の構成要素を利用することは、より多くの部品を必要とする。構成要素の数および構成要素間の対応するギャップを減少させることによって、寄生漏れが低減され、エンジン効率が改善される。したがって、例えば、外側境界の2つ以上の構成要素が単一部品に一体化された単一の外側境界構造、および/または内側境界の2つ以上の構成要素が単一部品に一体化された単一の内側境界構造などの単一構造を有する流路アセンブリを利用することができる。
このような流路構成要素の単一構造は、ステータベーンと呼ぶこともできるタービンノズルエーロフォイルを外側境界構造および内側境界構造と組み立てることによって促進することができる。いくつかの例では、ノズルエーロフォイルは、外側境界構造および内側境界構造の一方または両方に挿入して固定することができる。従来、タービンノズルエーロフォイルを境界構造に挿入することは困難であった。特に、ノズルエーロフォイルを境界構造に固定し、ノズルエーロフォイルを構造に対して封止して流路漏れを防止するための従来の方法は不十分であった。
したがって、流路アセンブリを組み立てるための改良された方法が望まれている。より詳細には、エーロフォイルを境界構造と組み立てるための改良された方法が有益である。さらに、このような方法によって形成された流路アセンブリが有用である。
米国特許出願公開第2016/0146028号明細書
本発明の態様および利点は、以下の説明に部分的に記載されるか、または以下の記載から明らかであるか、または本発明の実施を通して学ぶことができる。
本開示の1つの例示的な実施形態では、エーロフォイルを境界構造と組み立てる方法が提供される。エーロフォイルおよび境界構造の少なくとも一方が複合材料で形成される。方法は、切り欠きを画定するエーロフォイルを境界構造によって画定される開口に挿入するステップであって、境界構造が切り欠きを画定し、エーロフォイルが開口に挿入されると、ロックリングが境界構造によって画定される切り欠きおよびエーロフォイルによって画定される切り欠き内に受け入れられる、ステップを含む。方法は、ロックリングがエーロフォイルと境界構造との間にシールを形成するように、エーロフォイルを境界構造に押し付けるステップも含む。
本開示の別の例示の実施形態では、ガスタービンエンジン用の流路アセンブリが提供される。流路アセンブリは、複合材料で形成され、開口を画定する境界構造であって、開口に近接する切り欠きをさらに画定する境界構造を含む。流路アセンブリは、複合材料で形成され、境界構造の開口内に嵌合するように寸法決めされたエーロフォイルも含む。流路アセンブリは、境界構造によって画定された切り欠き内に受け入れられてエーロフォイルを境界構造と連結し、境界構造とエーロフォイルとの間で圧縮されて境界構造とエーロフォイルとの間にシールを形成するロック機構をさらに含む。
本開示のさらなる例示の実施形態では、第1の構成要素を第2の構成要素と組み立てる方法が提供される。第1および第2の構成要素の少なくとも1つは、例えばCMC材料のような複合材料で形成される。第1の構成要素は開口および開口に近接したロック機構を画定し、第2の構成要素はロック機構を画定する。方法は、第1の構成要素と第2の構成要素の少なくとも一方がグリーン状態にある間に、第2の構成要素を第1の構成要素に押し付けるステップであって、第2の構成要素が押圧されると、ロック機構は、第1の構成要素と第2の構成要素との間にシールを形成するように係合する、ステップを含む。
本発明のこれらおよび他の特徴、態様および利点は、以下の説明および添付の特許請求の範囲を参照することにより、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し、本発明の実施形態を示し、説明と共に本発明の原理を説明する役割を果たす。
当業者に向けられた本発明の完全なかつ可能な開示(その最良の形態を含む)は、添付の図面を参照する明細書に記載されている。
本主題の様々な実施形態による例示のガスタービンエンジンの概略断面図である。 本主題の例示の実施形態による、図1のガスタービンエンジンの燃焼セクションおよび高圧タービンセクションの概略断面図である。 本主題の例示の実施形態による例示の境界構造の概略断面図である。 機械加工された開口を示す図3の例示の境界構造の概略断面図である。 境界構造に機械加工された切り欠きを示す図3の例示の境界構造の概略断面図である。 切り欠き内に挿入されたロックリングを示す図3の例示の境界構造の概略断面図である。 開口に挿入された例示のエーロフォイルを示す図3の例示の境界構造の概略断面図である。 境界構造に押し付けられているエーロフォイルを示す図3の例示の境界構造の概略断面図である。 境界構造体と組み立てられて流路アセンブリを形成するエーロフォイルの概略断面図である。 本主題の例示の実施形態による別の例示の流路アセンブリの概略断面図である。 本主題の例示の実施形態によるさらに別の例示の流路アセンブリの概略断面図である。 本主題の例示の実施形態によるさらに別の例示の流路アセンブリの概略断である。 本主題の例示の実施形態によるさらに別の例示の流路アセンブリの概略断面図である。 本主題の例示の実施形態によるさらに別の例示の流路アセンブリの概略断面図である。 本主題の例示の実施形態による例示の方法のフロー図である。 本主題の例示の実施形態による別の例示の方法のフロー図である。
本明細書および図面における参照符号の繰り返しの使用は、本発明の同じまたは類似の特徴または要素を表すことが意図されている。
ここで、本発明の実施形態を詳細に参照するが、その1つまたは複数の例が添付の図面に示されている。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使用する。図面および説明の中の同様のまたは類似の符号は、本発明の同様または類似の部分を参照するために使用される。本明細書で使用される場合、「第1の」、「第2の」および「第3の」という用語は、ある構成要素を別の構成要素と区別するために交換可能に使用され、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、流体経路における流体の流れに対する相対的な方向を指す。例えば、「上流」は、流体の流れの元の方向を指し、「下流」は、流体の流れの先の方向を指す。「近接」という用語は、記載された位置の20%以内を意味する。
本開示の例示的な態様は、ガスタービンエンジン用の流路アセンブリを組み立てる方法に関する。1つの例示的な態様では、エーロフォイルを境界構造と組み立てて流路アセンブリを形成する方法が提供される。例示的な方法は、境界構造に開口を機械加工することを含む。境界構造は、外側ライナ、バンド、またはガスタービンエンジンの流路を画定する何らかの一体構造であり得る。開口は、エーロフォイルまたは他の構成要素を受け入れる大きさである。この方法はまた、開口に近接した境界構造に切り欠きを機械加工することを含む。切り欠きは、例えば開口を画定する側壁に機械加工することができる。次いで、境界構造によって画定された切り欠き内にロック機構が挿入される。ロック機構は、エーロフォイルと一体的に形成されてもよく、または例えばロックリングのような別個の構成要素であってもよい。エーロフォイルが開口に挿入されると、ロック機構はエーロフォイルを境界構造と連結する。エーロフォイルを境界構造に対して封止するために、エーロフォイルは次に境界構造に対してまたは境界構造内に押圧される。エーロフォイルが押圧されると、ロック機構が圧縮され、その結果、有刺シールがエーロフォイルと境界構造との間に形成される。その結果、安全かつ封止された流路アセンブリが得られる。さらに別の例示的な態様では、本明細書に記載の方法の1つによって形成された流路アセンブリが提供される。
図1は、本開示の例示的な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。より詳細には、図1の実施形態では、ガスタービンエンジンは、本明細書で「ターボファンエンジン10」と呼ばれる高バイパスターボファンジェットエンジン10である。図1に示すように、ターボファンエンジン10は、(基準となる長手方向中心線12に平行に延びる)軸方向Aおよび半径方向Rを画定する。一般に、ターボファン10は、ファンセクション14と、ファンセクション14の下流に配置されたコアタービンエンジン16とを含む。
図示された例示的なコアタービンエンジン16は、概して、環状入口20を画定する実質的に管状の外側ケーシング18を含む。外側ケーシング18は、流れに直列に、ブースタまたは低圧(LP)圧縮機22および高圧(HP)圧縮機24を含む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および低圧(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、を収容する。高圧(HP)シャフトまたはスプール34は、HPタービン28をHP圧縮機24に駆動接続する。低圧(LP)シャフトまたはスプール36は、LPタービン30をLP圧縮機22に駆動接続する。ターボファンエンジン10の他の実施形態では、追加のスプールを設けることができ、その結果、エンジン10をマルチスプールエンジンとして説明することができる。
図示された実施形態では、ファンセクション14は、ディスク42に離間して結合された複数のファンブレード40を有するファン38を含む。図示されているように、ファンブレード40は、概して半径方向Rに沿ってディスク42から外向きに延びている。ファンブレード40およびディスク42は、LPシャフト36によって長手方向軸12の周りを共に回転可能である。いくつかの実施形態では、LPシャフト36の回転速度をより効率的な回転ファン速度に降下させるために、複数のギヤを有するパワーギヤボックスを含めることができる。
図1の例示的な実施形態を依然として参照すると、ディスク42は、複数のファンブレード40を通る空気流を促進するように空気力学的に輪郭を形成された回転可能なフロントナセル48によって覆われている。さらに、例示的なファンセクション14は、ファン138および/またはコアタービンエンジン16の少なくとも一部を円周方向に囲む環状のファンケーシングまたは外側ナセル50を含む。ナセル50は、複数の円周方向に間隔を置いて配置された出口ガイドベーン52によってコアタービンエンジン16に対して支持されるように構成され得ることを理解されたい。さらに、ナセル50の下流部分54は、コアタービンエンジン16の外側部分を覆って延在し、その間にバイパス空気流路56を画定する。
ターボファンエンジン10の運転中に、大量の空気58が、ナセル50の関連する入口60および/またはファンセクション14を通ってターボファン10に入る。大量の空気58がファンブレード40を横切ると、矢印62で示されるような空気58の第1の部分はバイパス空気流路56に向けられるかまたはバイパス空気流路56へ送られ、矢印64で示されるような空気58の第2部分はLP圧縮機22に向けられるかまたはLP圧縮機22へ送られる。空気62の第1の部分と空気64の第2の部分との間の比は、一般にバイパス比として知られている。空気64の第2の部分の圧力は、高圧(HP)圧縮機24を通って燃焼セクション26に送られるにつれて増加し、燃焼セクション26で燃料と混合されて燃焼し、燃焼ガス66を提供する。
燃焼ガス66は、HPタービン28を通って、燃焼ガス66からの熱エネルギーおよび/または運動エネルギーの一部は、外側ケーシング18に結合されたHPタービンステータベーン68、および、HPシャフトまたはスプール34に結合されたHPタービンロータブレード70の連続段によって抽出され、その結果HPシャフトまたはスプール34を回転させ、これによりHP圧縮機24の動作を支援する。次いで、燃焼ガス66はLPタービン30を通って、熱エネルギーおよび運動エネルギーの第2の部分は、外側ケーシング18に連結されたLPタービンステータベーン72、および、LP軸またはスプール36に連結されたLPタービンロータブレード74の連続段によって燃焼ガス66から抽出され、その結果LPシャフトまたはスプール36を回転させ、これによってLP圧縮機22の動作および/またはファン38の回転を支持する。
次に、燃焼ガス66は、コアタービンエンジン16のジェット排気ノズルセクション32を通って推進力を提供する。同時に、空気62の第1の部分がターボファンエンジン10のファンノズル排気セクション76から排出される前にバイパス空気流路56を通るとき、空気62の第1の部分の圧力は実質的に上昇し、はやり推進力を提供する。HPタービン28、LPタービン30、およびジェット排気ノズルセクション32は、コアタービンエンジン16を通して燃焼ガス66を送るための高温ガス経路78を少なくとも部分的に画定する。
コアタービンエンジン16を有するターボファン10に関して説明したが、本主題は、他のタイプのターボ機械にも適用可能であることが理解されよう。例えば、本主題は、ターボプロップ、ターボシャフト、ターボジェット、工業用および海洋用ガスタービンエンジン、および/または補助動力ユニットと共に、またはそれらに使用するのに適し得る。
いくつかの実施形態では、ターボファンエンジン10の構成要素、特に燃焼セクション26、HPタービン28、および/またはLPタービン30の構成要素などの高温ガス経路78内の構成要素は、高温性能を有する非金属材料であるセラミックマトリックス複合(CMC)材料を含み得る。もちろん、HP圧縮機24の構成要素のようなターボファンエンジン10の他の構成要素は、CMC材料を含み得る。そのような構成要素のために利用される例示的なCMC材料は、炭化ケイ素(SiC)、シリコン、シリカ、またはアルミナマトリックス材料およびそれらの組み合わせを含み得る。セラミック繊維は、サファイアおよび炭化ケイ素のようなモノフィラメント(例えば、テキストロンのSCS−6)を含む酸化安定性強化繊維、ならびに炭化ケイ素を含むロービングおよびヤーン(例えば、日本カーボンのNICALON(登録商標)、宇部興産のTYRANNO(登録商標)、およびダウコーニングのSYLRAMIC(登録商標))、アルミナシリケート(例えば、ネクステルの440および480)、ならびにチョップドウィスカーおよび繊維(例えば、ネクステルの440およびSAFFIL(登録商標)、および任意選択的にセラミック粒子(例えば、Si、Al、Zr、Y、およびこれらの組み合わせの酸化物)、および無機フィラー(例えば、パイロフィライト、ウォラストナイト、マイカ、タルク、カイナイト、およびモンモリロナイト)などのマトリックス内に埋め込まれる。例えば、特定の実施形態では、セラミック耐火材料コーティングを含み得る繊維の束は、一方向強化テープのような補強テープとして形成される。複数のテープは、プレフォーム構成要素を形成するように(例えば、プライとして)重ね合わされてもよい。繊維の束は、プリフォームを形成する前に、またはプリフォームの形成後に、スラリー組成物を含浸させることができる。次いで、プリフォームは、プリフォーム内で高チャー残渣を生じさせるためにキュアまたはバーンアウトなどの熱加工を受け、続いて、溶融浸透またはケイ素による化学気相浸透のような化学処理が施されて、所望の化学組成を有するCMC材料で形成された構成要素に到達する。他の実施形態では、CMC材料は、例えば、テープではなく炭素繊維布として形成し得る。
上述したように、CMC材料を含む構成要素は、エンジン10の燃焼セクションおよび/またはタービンセクションなどの高温ガス通路78内で使用され得る。一例として、燃焼セクション26は、CMC材料で形成された燃焼器を含むことができ、および/またはHPタービン28の1つまたは複数の段は、CMC材料で形成することができる。しかしながら、CMC構成要素は、圧縮機セクションおよび/またはファンセクションなどの他のセクションでも使用され得る。もちろん、いくつかの実施形態では、エンジン10の1つまたは複数の構成要素を形成するために、他の高温材料および/または他の複合材料を使用することができる。例えば、ポリマーマトリックス複合(PMC)材料を使用して、例えば圧縮機ロータブレードまたはステータベーンのような圧縮機の1つまたは複数の構成要素を形成することができる。
図2は、本主題の例示的な実施形態による図1のターボファンエンジン10のタービンセクションの燃焼セクション26およびHPタービン28の概略断面図である。図示の燃焼セクション26は、概して環状の燃焼器80を含み、燃焼セクション26の下流では、HPタービン28が複数のタービン段を含む。より具体的には、図示された実施形態では、HPタービン28は、第1のタービン段82および第2のタービン段84を含む。他の実施形態では、HPタービン28は、異なる数のタービン段を含むことができる。例えば、HPタービン28は、1つのタービン段または2より多いタービン段を含むことができる。
第1のタービン段82は、燃焼セクション26の直ぐ下流に配置され、第2のタービン段84は、第1のタービン段82の直ぐ下流に配置される。各タービン段82、84は、ノズルアセンブリおよびブレードアセンブリを含む流路アセンブリを含む。特に、第1のタービン段82は、ノズル流路アセンブリ82Nおよびブレード流路アセンブリ82Bを含む。同様に、第2のタービン段84は、ノズル流路アセンブリ84Nおよびブレード流路アセンブリ84Bを含む。さらに、燃焼器80は、燃焼器80を環状燃焼器として説明することができるように、概して環状の燃焼室86を画定する。
1つまたは複数の境界構造は、燃焼セクション26およびHPタービン28を通る流路100を画定する。この実施形態では、境界構造は、外壁102および内壁104を含む。外壁102および内壁104は、燃焼セクション26およびHPタービン28を通る燃焼ガス66のための流路100を画定する。したがって、流路100は、図1を参照して上述した高温ガス経路78の少なくとも一部を形成する。さらに、他の実施形態では、流路100は、LPタービン30およびジェット排気セクション32(図1)を通って延び得る。さらに他の実施形態では、流路100は、燃焼セクション26の上流で、例えばHP圧縮機24(図1)へ延びることも、流路100の一部を形成する他の同様または類似の境界構造を含むこともできる。このように、燃焼セクション26およびHPタービン28に関する本開示の明細書での議論は単なる一例であり、ガスタービンエンジンおよび流路の異なる構成にも適用できることが理解されるであろう。
さらに図2に示すように、この実施形態では、燃焼器80の外壁102は、燃焼器80を通る流路100の外側境界を画定する外側ライナ108を含む。各ノズル流路アセンブリ82N、84Nは、各タービン段のノズルアセンブリを通る流路100の外側境界の一部を画定する外側バンドを含み、各ブレード流路アセンブリ82B、84Bは、各タービン段のブレードアセンブリを通る流路100の外側境界の一部を画定するシュラウドを含む。より具体的には、図2に示すように、第1のタービン段ノズル流路アセンブリ82Nは、外側バンド110を含み、第1のタービン段ブレード流路アセンブリ82Bは、シュラウド112を含み、第2のタービン段ノズル流路アセンブリ84Nは、外側バンド114を含み、第2のタービン段ブレード流路アセンブリ84Bは、シュラウド116を含む。外側ライナ108、外側バンド110、114、およびシュラウド112、116は、まとめて、燃焼器80およびHPタービン28の外壁102を形成する。
また、図2に示すように、燃焼器80の内壁104は、燃焼器80を通る流路100の内側境界を画定する内側ライナ122を含む。各ノズル流路アセンブリ82N、84Nは、各タービン段のノズルアセンブリを通る流路100の内側境界を画定する内側バンドを含み、各ブレード流路アセンブリ82B、84Bは、各タービン段のブレードアセンブリを通る流路100の内側境界を画定する1つまたは複数のブレードプラットフォームを含む。より具体的には、図2に示すように、第1のタービン段ノズル流路アセンブリ82Nは、内側バンド124を含み、第1のタービン段ブレード流路アセンブリ82Bは、ブレードプラットフォーム132を含み、第2のタービン段ノズル流路アセンブリ84Nは、内側バンド136を含み、第2のタービン段ブレード流路アセンブリ84Bは、ブレードプラットフォーム132を含む。内側ライナ122、内側バンド124、136、およびブレードプラットフォーム132は、まとめて、燃焼器80およびHPタービン28の内壁104を形成する。
さらに、図2に示された実施形態では、燃焼器ドーム118は、燃焼器80の前端88を横切って半径方向に延びる。燃焼器ドーム118は、外壁102の一部であってもよく、内壁104の一部であってもよく、外壁102および内壁104の両方の一部であってもよく(例えば、燃焼器ドーム118の一部は、外壁102によって画定され、残部は、内壁104によって画定され得る)、または外壁102および内壁104とは別個の構成要素であってもよい。燃料ノズルアセンブリ90は、燃焼室86に燃料を供給するために燃焼器ドーム118に近接して配置される。
いくつかの例示的な実施形態では、外壁102の一部を単一部品に統合または一体化することができる。例えば、外壁102を集合的に形成する外側ライナ108、外側バンド110、114、およびシュラウド112、116は、単一の一体部品として統合または一体化することができる。同様に、内壁104の一部は、単一部品に統合または一体化されてもよい。例えば、内側ライナ122は、内側バンド124と統合または一体化されて単一部品を形成することができる。本明細書で使用される「一体」という用語は、外壁102のような関連部品が製造中に単一部品として製造されること、すなわち最終的な一体部品が単一部品であることを意味する。したがって、一体化された構成要素は、統合された部分が分離不可能な構成を有し、一緒に結合された複数の別々の構成要素部品を含む構成要素とは異なり、一度結合されると、構成要素部品が依然として区別され、単一の構成要素が分離不可能ではない(すなわち、部品が再分離されてもよい)場合であっても、単一の構成要素として参照される。最終的な一体構成要素は、実質的に連続する材料部品を含むことができ、または他の実施形態では、互いに永久的に結合された複数の部分を含むことができる。いずれにしても、一体構成要素を形成する様々な部分は、一体構成要素が分離不可能な部分を有する単一部品であるように、互いに統合される。
さらに、ノズルエーロフォイルは、ノズル流路アセンブリ82N、84Nのそれぞれに配置される。第1のタービン段ノズル流路アセンブリ82N内の各ノズルエーロフォイル126は、外側バンド110から内側バンド124まで半径方向に延び、ノズルエーロフォイル126は、長手方向中心線12の周りに円周方向に間隔を置いて配置される。第2のタービン段ノズル流路アセンブリ84N内の各ノズルエーロフォイル128は、外側バンド114から内側バンド136まで半径方向に延び、ノズルエーロフォイル128は、長手方向中心線12の周りに円周方向に間隔を置いて配置される。
さらに、ブレードエーロフォイル130は、ブレード流路アセンブリ82B、84Bのそれぞれに配置される。第1のタービン段ブレード流路アセンブリ82B内の各ブレードエーロフォイル130は、第1の段ロータ134に取り付けられたブレードプラットフォーム132に取り付けられる。第1の段ロータ134に取り付けられたブレードエーロフォイル130は、長手方向中心線12の周りに円周方向に間隔を置いて配置される。同様に、第2のタービン段ブレード流路アセンブリ84B内の各ブレードエーロフォイル130は、第2の段ロータ138に取り付けられたブレードプラットフォーム132に取り付けられる。第2の段ロータ138に取り付けられたブレードエーロフォイル130は、長手方向中心線12の周りに円周方向に間隔を置いて配置される。ブレードエーロフォイル130のそれぞれは、外壁102、すなわち、流路100の外側境界に向かって半径方向外側に延びており、クリアランスギャップは、各タービンロータ134、138が長手方向中心線12の周りを自由に回転できるように、各ブレードエーロフォイル130の先端140と外壁102との間に画定される。図示されていないが、HPタービン28の各タービンロータ134、138は、HPシャフト34(図1)に接続される。このようにして、ロータブレードエーロフォイル130は、HPシャフト34に加えられる回転エネルギーとして、HPタービン28によって画定された流路100を通る燃焼ガス66の流れから運動エネルギーを抽出することができる。
いくつかの例示的な実施形態では、エーロフォイルは、ノズル流路アセンブリ82N、84Nの1つを形成するために、境界構造のうちの1つ、例えば上述のライナ、バンドのいずれかと組み立てることができ、ロータブレードは、後述するようにブレード流路アセブリ82B、84Bの1つを形成するために、境界構造の1つ、例えば上述のシュラウド、プラットフォームのいずれかと組み立てることができる。
図3〜9は、例えば図2のノズル流路アセンブリ82N、84Nの1つのような流路アセンブリを組み立てるための例示的な方法を示す。特に、図3〜9は、境界構造(例えばバンド)を有するエーロフォイルを組み立てて流路アセンブリを形成する方法を示す。図3は、例示的な流路境界構造210の概略断面図である。図4は、境界構造210によって画定される開口222を示す別の図である。図5は、境界構造210によって画定されたロック機構238を示す別の図であり、より詳細には、図5は、境界構造210に機械加工された切り欠き232を示す。図6は、切り欠き232に挿入されたロックリング242を示す別の図である。図7は、開口222に挿入されてロックリング242上にクリッピングするエーロフォイル260を示すさらに別の図である。図8は、エーロフォイル260が境界構造210に押し付けられていることを示すさらに別の図である。図9は、境界構造210と統合されて流路アセンブリ200を形成するエーロフォイル260を示す別の図である。
図3に示すように、境界構造210は、半径方向Rに沿って外面212と内面214との間に延びる。外面212と内面214との間の距離は、境界構造210の厚さを画定する。また、境界構造210は、円周方向Cに沿って延びており、この実施形態では、境界構造210は、円周方向Cに沿って360°リング状に延びているので、図3では境界構210の一部のみが示されている。また、境界構造210は、図3の紙面の出入り方向である軸方向Aに沿って延びる。
この実施形態では、境界構造210は複合材料で形成され、特に境界構造210はCMC材料で形成される。図3にさらに示すように、CMC境界構造210を形成するために、1つまたは複数のプライ216を重ね合わせることができる。具体的には、この実施形態では、境界構造210が第1の部分218および第2の部分220を画定するようにプライ216を重ね合わせる。第1の部分218は、第2の部分220の第2の厚さT2よりも大きい第1の厚さT1を有する。さらに他の実施形態では、境界構造210は一定の厚さを有することができる。境界構造210が重ね合わせられた後、境界構造210は、境界構造210がグリーン状態に形成されるように、オートクレーブ圧縮プロセスを受ける。
図4に示すように、境界構造210が重ね合わせられ圧縮された後、開口222は境界構造210に機械加工される。この実施形態では、開口222は、境界構造210の第1の部分218に機械加工される。第1の部分218が境界構造210(図3)の第2の部分220の第2の厚さT2よりも大きい第1の厚さT1を有するので、機械加工された開口222は、開口222が第2の部分220に機械加工された場合とるであろう深さよりも深くなり、とりわけエーロフォイル260を固定することができる(すなわち、以下でより詳細に説明するようにエーロフォイル260が開口222に挿入される場合に)より大きい表面積を提供する。別の例示的な実施形態では、境界構造210は、開口を機械加工する必要なく、開口222が既に形成または画定されるような方法で、1つまたは複数のプライによって重ね合わせることができる。
図4にさらに示すように、境界構造210によって画定される開口222は、半径方向Rに沿って外側端部224と内側端部226との間、および、軸方向Aおよび円周方向Cに沿って開口222を画定する境界構造210の1つまたは複数の側壁228の間に延びる。開口222の幅および深さは、エーロフォイル260を受け入れる大きさである。さらに、開口222を機械加工することに加えて、図4に示すように、1つまたは複数の面取りされた縁部230を、開口222の外側端部224に近接して側壁228と外面212との間に形成される境界構造210の領域に機械加工することができる。面取りされた縁部230は、外側端部224に近接する開口222の周縁に沿って延びていてもよい。1つまたは複数の面取りされた縁部230は、開口に(例えば、エーロフォイル260などの)物体を挿入するオペレータまたは機械を支援し、エーロフォイル260を開口222と整列させるのを支援することもできる。いくつかの実施形態では、境界構造210がグリーン状態にある間に、境界構造210および面取りされた縁部230が機械加工される。さらに他の実施形態では、面取りされた縁部230は、境界構造210に縁部を機械加工する必要なく、面取りされた縁部230が既に形成または画定されるような方法で、1つまたは複数のプライによって重ね合わせることができる。
図5に示すように、開口222および面取りされた縁部230が境界構造210に機械加工された後、境界構造210がロック機構238を画定するように、切り欠き232が開口222に近接して境界構造210に機械加工される。この実施形態では、切り欠き232は、半径方向Rに沿った開口222の外側端部224と内側端部226との間のほぼ中間の開口222を画定する側壁228に機械加工される。切り欠き232は、開口222の全周にわたって開口222の側壁228に機械加工される。しかしながら、いくつかの実施形態では、切り欠き232は、開口222の全周の周りに機械加工されない。例えば、いくつかの実施形態では、複数の切り欠きは、周縁部の周りに互いに間隔を空けて配置することができる。任意の適切な材料除去ツールを使用して、切り欠き232または複数の切り欠きを機械加工することができる。いくつかの実施形態では、切り欠き232は、境界構造210がグリーン状態にある間に機械加工される。
さらに、この実施形態では、側壁228に機械加工された切り欠き232は、図5に示すようなC形状の軸方向断面を有する(この実施形態では、切り欠き232はC形状の周方向断面も有する)。特に、切り欠き232のC形状の軸方向断面は、切り欠き232の開口が開口222の外側端部224に向かってより多く開くように、軸方向Aに対して角度を付けられているかまたは傾いている。このようにして、切り欠き232は、物体が切り欠き232に挿入されると(例えば、図6に示すようなロックリング242)、挿入された物体が開口222の外側端部224に向かって半径方向外向きに角度を付けられるかまたは傾けられるように配向される。
いくつかの実施形態では、図5に示すように、境界構造210の第1の部分218は、境界構造210に機械加工される(破線で示す)今後の切り欠き232を可能にするのに十分な開口222の片側または両側の幅Wを有し得る。例えば、図5に示すように、第1の部分218の幅Wは、少なくとも2つの今後の切り欠き232が境界構造210に機械加工され得るようになっている。このように、境界構造、エーロフォイル、および/またはそれらの間のシールが使用中に損傷を受けた場合、境界構造210の全体を交換する代わりに、同じ境界構造210を、既存の開口222が広げられ、新たな切り欠きが境界構造210に機械加工された後のさらなる使用に利用し得る。広げられた開口に挿入される構成要素は、広げられた開口に適合するような大きさでなければならないことが理解されよう。
図6に示すように、切り欠き232が境界構造210に機械加工されて(図5)境界構造210のロック機構238を画定した後、ロック機構240が切り欠き232に挿入される。特に、この実施形態の場合、ロック機構240は、楕円形の軸方向断面を有するロックリング242である(ロックリング242の円周方向の断面は同様に、この実施形態では楕円形である)。別の実施形態では、ロックリング242は、他の適切な軸方向または円周方向の断面形状を有し得る。さらに、ロックリング242は、任意の適切な半径方向断面を有し得る。例えば、開口222が円形開口である場合、ロックリング242は同様に、開口222の円形形状と相補的な円形形状を有し得る。代替実施形態では、ロックリング242は、例えば、楕円形、レーストラックまたはスタジアム形状、またはいくつかの不規則な形状のような他の適切な半径方向断面を有し得る。
この実施形態では、切り欠き232内に挿入された場合、ロックリング242は、開口222の周縁の周りに延びる。いくつかの実施形態では、ロックリング242は、開口222の周縁の全体に沿って延びる必要はない。例えば、切り欠き232が開口222の周縁に沿って延びるのではなく、周縁の周りに互いに間隔を置いて配置された複数の切り欠きを有する場合、ロックリング242は、対応する別個の構成要素を有することができ、構成要素のそれぞれは、それぞれの切り欠き内に嵌合することができる。境界構造210の側壁228における切り欠き232の向きにより、挿入されたロックリング242は、開口222の外側端部224に向かって半径方向外側に傾いているかまたは角度を付けられており、開口222の外側に突出している。ロックリング242は、頭部244とベース部246とを有する。特に、ロックリング242は、頭部244と基部246とを有する。ロックリング242が切り欠き232内に挿入されると、基部246は受け入れられ、切り欠き232内に位置し、頭部244は、開口222の外側端部224に向かって開口222内に外向きに突出する。ロックリング242を開口222の外側端部224に向けて角度を付けるまたは傾斜させることによって、ロックリング242と境界構造210の側壁228との間に実質的にV形状の凹部234が形成される。他の実施形態では、凹部234は、他の適切な形状であってもよい。例えば、いくつかの実施形態では、凹部234はU形状の凹部とすることができる。
図7に示すように、ロックリング242が境界構造210(図6)の側壁228によって画定される切り欠き232内に挿入された後、エーロフォイル260が開口222に挿入される。図7において、エーロフォイル260は、開口222内に半径方向内向きに挿入されて示されている。開口222に挿入されたエーロフォイル260は、この実施形態では切り欠き262であるロック機構248を画定する。この実施形態では、エーロフォイル260の外壁264は、切り欠き262を画定する。切り欠き262は、エーロフォイル260の外壁264の周縁の周りに延びる。切り欠き262は、任意の適切な材料除去ツールによって任意の適切な方法でエーロフォイル260の外壁264に機械加工することができる。別の実施形態では、切り欠き262は、所望の切り欠き形状を形成するために1つまたは複数のプライを重ね合わせることによって形成することができる。エーロフォイル260が開口222に挿入されると、ロックリング242の頭部244は、エーロフォイル260によって画定された切り欠き262内に受け入れられる。エーロフォイル260は、エーロフォイル260を境界構造210と連結させるために、ロッキングリング242に「クリップ」または「ロック」する。
エーロフォイル260によって画定された切り欠き262は、エーロフォイル260が開口222内に挿入されたときに、ロックリング242の一部を受け入れるような形状である。この実施形態では、切り欠き262は、エーロフォイル260が開口222内に挿入されたときに、ロックリング242の頭部244を受け入れるような形状である(すなわち、切り欠き262は、図7に示すように、ロックリング242の楕円形の軸方向断面を受け入れるためのC形状の軸方向断面を有する)。特に、エーロフォイル260によって画定された切り欠き262のC形状断面は、軸方向Aに関して開口222の内側端部226に向かって(すなわち、半径方向内向きに)角度を付けられるかまたは傾斜している。このようにして、切り欠き262は、エーロフォイル260が開口222に挿入されたときに、切り欠き262が開口222の外側端部224に向かって半径方向外向きに角度を付けられるまたは傾斜している物体(例えば、ロックリング242)を受け入れるように構成されるように、配向される。
さらに図7に示すように、エーロフォイル260は、切り欠き262の半径方向外側に配置されたロック部分266も含む。ロック部分266は、ロックリング242と境界構造210の側壁228との間に画定された凹部234と相補的な形状である。例えば、この実施形態では、エーロフォイル260のロック部分266は実質的にV形状である。図7に示すように、ロック部分266はV形状を形成するために終点268に来る。外壁264および切り欠き262の内壁は、V形状のアームを形成する。エーロフォイル260が開口222に挿入されると、エーロフォイル260のロック部分266がV形状の凹部234内に挿入されて受け入れられ、エーロフォイル260を境界構造210に連結する。特に、ロック部分266が凹部234内に受け入れられるところには、有刺連結ジョイントが形成される。
エーロフォイル260を境界構造210にさらに固定するために、エーロフォイル260は、切り欠き262の半径方向内側に配置されたボス部分270も含む。ボス部分270は、エーロフォイル260の外壁264の一部を形成する。ボス部分270は、エーロフォイル260の流路部分272よりもさらに外側に突出している。エーロフォイル260が開口222に挿入されると、ボス部分270の外壁264が、嵌合係合で側壁228に押し付けられる。例えば、ボス部分270の外壁264は、図8および図9において境界構造210の側壁228と嵌合係合して示されている。ボス部分270の側壁228との嵌合係合は、エーロフォイル260が開口222に挿入されたときに、エーロフォイル260を境界構造210にさらに固定して連結する。
さらに図7に示すように、エーロフォイル260は、面取りされた縁部274および嵌合縁部276を含む。面取りされた縁部274は、境界構造210の面取りされた縁部230と相補的である。エーロフォイル260の嵌合縁部276は、境界構造210の第1の部分218の外面212と相補的である。エーロフォイル260が開口222に挿入されると、エーロフォイル260の面取りされた縁部274が、嵌合係合で境界構造210の面取りされた縁部230に押し付けられ、同様に、エーロフォイル260の嵌合縁部276は、嵌合係合で境界構造210の外面212に押し付けられる。例えば、エーロフォイル260の面取りされた縁部274は、図8および図9において境界構造210の面取りされた縁部230と嵌合係合して示され、エーロフォイル260の嵌合縁部276は、境界構造210の外面212と嵌合係合して示される。これらの嵌合面は、エーロフォイル260を境界構造210にさらに固定する。
図8に示すように、エーロフォイル260が開口222に挿入され、ロックリング24
2(図7)を介して境界構造210と連結された後、エーロフォイル260は境界構造210に押し付けられる。特に、図8では、エーロフォイル260は半径方向内向きに押圧されて示されている。エーロフォイル260が押されると、エーロフォイル260は、境界構造210によって画定された切り欠き232(図5)およびエーロフォイル260によって画定された切り欠き262(図7)によって画定される空洞内の境界構造210に対してロックリング242を圧縮する。特に、エーロフォイル260によって画定された切り欠き262の内壁は、ロックリング242の頭部244を押圧して、ロックリング242を境界構造210に押し付ける。このようにして、有刺シール280がエーロフォイル260と境界構造210との間に形成される(図9)。
図8に示す実施形態について、エーロフォイル260を、以下の例示的な方法で押圧することができる。図示されているように、硬質ツール290は、境界構造210の内面214に沿って開口222の周りに配置される。硬質ツール290は、エーロフォイル260のエーロフォイル形状を制御し、エーロフォイル260が押されたときに境界構造210を支持する。加圧ツール292は、エーロフォイル260を境界構造210に押し付けるためにエーロフォイル260に押圧力を加えるように動作可能に構成される。例えば、加圧ツール292は、図8に示すように、加圧空気を用いて境界構造210および硬質ツール290にエーロフォイル260を空気圧で加圧することができる。硬質ツール290は、押圧中に境界構造210に対するエーロフォイル260の適切な位置合わせを保証し、押圧力に対抗して、エーロフォイル260および境界構造210の様々な相補面の嵌合係合を促進する。代替の実施形態では、エーロフォイル260を押圧するための他の適切な方法を使用することができる。
エーロフォイル260が押圧されたときに結合された切り欠き232、262によって画定される空洞内の境界構造210に対してエーロフォイル260がロックリング242を圧縮すること加えて、エーロフォイル260の様々な嵌合面は、対応する境界構造嵌合面と同一面で嵌合係合するように押圧される。具体的には、嵌合縁部276は、境界構造210の外面212と同一面で嵌合係合するように押圧され、エーロフォイル260の面取りされた縁部274は、境界構造210の面取りされた縁部230と同一面で嵌合係合するように押圧され、エーロフォイル260のロック部分266の縁部のうちの一方は、側壁228と同一面で嵌合係合するように押圧され、ボス部分270の縁部は、側壁228と同一面で嵌合係合するように押圧され、ボス部分270の内面278は、硬質ツール290を押圧する。
図9に示すように、エーロフォイル260は境界構造210と組み合わされて流路アセンブリ200を形成する。特に、ロックリング242は変形状態で圧縮されて示されている。より具体的には、ロックリング242は、元の楕円形の断面(図6)(すなわち、エーロフォイル260が押圧される前のロッキングリング242の断面)から圧縮された変形楕円形断面に変形する。ロックリング242を圧縮することによって、有刺シール280が形成される。有刺シール280は、流れの漏れが低減または排除されるように、境界構造210と共にエーロフォイル260を密閉する。
エーロフォイル260が押圧された後、結果として生じる流路アセンブリ200は、1つまたは複数の仕上げプロセスを受け得る。例えば、流路アセンブリ200は、バーンアウトプロセスおよび溶融浸透プロセスを受け得る。別の例示的な実施形態では、フルパスアセンブリ200は、化学気相浸透プロセスを受けて、流路アセンブリ200を仕上げることができる。
図10は、本主題の例示的な実施形態による流路アセンブリ200の別の例示的な実施形態を示す図である。図10に示す流路アセンブリ200は、以下の記載を除いて図3から図9に示され付随する本文に記載されている流路アセンブリと同じまたは同様の方法で組み立てることができる。この実施形態では、境界構造210の側壁228に画定された切り欠き232は、軸方向Aに関して角度を付けられていないかまたは傾斜していないC形状の断面を有し、エーロフォイル260の本体は、ボス部分を含まない。図示されているように、ロックリング242が切り欠き232内に挿入されると、ロックリング242は、軸方向Aに対して角度を付けられないか、または傾かない。より詳細には、ロックリング242の頭部244は、ロックリング242が切り欠き232内に挿入されたときに開口222の外側端部224または内側端部226のいずれか一方に向けて角度を付けられないかまたは傾かない。このように、エーロフォイル260が開口222に挿入されると、エーロフォイル260の外壁264または壁は、開口222の半径方向中心線RCに向かって内側に押圧される。エーロフォイル260によって画定された切り欠き262がロックリング242と位置合わせされると、エーロフォイル260は解放され、切り欠き262がロックリング242を受け入れるように半径方向の中心線RCから外側に拡張する。これにより、エーロフォイル260を所定の位置へとスナップ嵌めまたはクリップすることが可能になる。ロックリング242は、圧縮されて、上述したのと同じまたは同様の方法でエーロフォイル260を境界構造210に対して封止することができる。
図11は、本主題の例示的な実施形態による流路アセンブリ200の別の例示的な実施形態を示す図である。図11に示す流路アセンブリ200は、以下の記載を除いて図3から図10に示され付随する本文に記載されている流路アセンブリと同じまたは同様の方法で組み立てることができる。この実施形態では、境界構造210によって画定されるロック機構238は、切り欠き232である。切り欠き232は、境界構造210の側壁228に画定され、軸方向Aに対して角度を付けられていないか、または傾斜していない部分楕円形状の軸方向断面を有する。ノズル260のロック機構248は、切り欠き262である。さらに、流路アセンブリ200は、この実施形態ではロックリング242であるロック機構240も含む。
特に図11に示すように、この実施形態では、切り欠き232は、開口222の内側端部226に近接した側壁228によって画定される。切り欠き232を開口222の内側端部226に、またはその近傍に配置することによって、流路の燃焼ガスが流路の外側境界に対して封止され、したがって、高温燃焼ガスが、エーロフォイル260と境界構造210との間で半径方向に漏出することが防止される。前述のように、近傍は、記載された状態の20%以内を意味する。この例では、内側端部226の近傍は、開口222の深さの20%を計算することによって決定され、切り込みが内側端部226から計算された距離内にある場合、切り欠きは、開口222の内側端部226の近傍にあるといえる。
代替的な実施形態では、切り欠き232は、開口222の外側端部224に近接した側壁228によって画定することができる。これは、例えば、組立プロセスの間、ロックリング242の挿入を容易にする。さらに別の実施形態では、開口が境界構造の1つまたは複数の側壁によって画定され、中点が開口222の外側端部と内側端部との間に画定され。このような実施形態では、境界構造210のロック機構238(例えば、切り欠き232とすることができる)は、中点に近接する側壁228によって画定される。
図12は、本主題の例示的な実施形態による流路アセンブリ200の別の例示的な実施形態を示す図である。図12に示す流路アセンブリは、以下の記載を除いて図3から図9に示され付随する本文に記載されている流路アセンブリと同じまたは同様の方法で組み立てることができる。この実施形態では、エーロフォイル260のロック機構248はロック突起250であり、境界構造210のロック機構238は、エーロフォイル260のロック突起250を受け入れるように構成された切り欠き232である。
より詳細には、この実施形態では、ロック機構248は、エーロフォイル260の外壁264と一体的に形成されたロック突起250である。図示のように、ロック突起250は、境界構造210によって画定された切り欠き232のC形状断面と相補的な形状のC形状断面を有する。特に、ロック突起250は、C形状断面が開口222の内側端部226に向かって角度を付けられるように、軸方向Aに関して傾いているか、または角度を付けられている。これにより、エーロフォイル260が開口222内に挿入されると、ロック突起250は、エーロフォイル260を境界構造210に連結するように、開口222の内側端部226に向かって延び、境界構造210によって画定された切り欠きき232内に突出する。さらに、この実施形態では、ロック突起250は、エーロフォイル260境界構造210に押し付けられたときに圧縮可能な材料で形成される。これにより、エーロフォイル260が押圧されると、ロック突起250は、有刺シール280がエーロフォイル260と境界構造210との間に形成され得るように、切り欠き232内で圧縮される。
図13は、本主題の例示的な実施形態による流路アセンブリ200の別の例示的な実施形態を示す図である。図13に示す流路アセンブリ200は、以下の記載を除いて図3から図9に示され付随する本文に記載されている流路アセンブリと同じまたは同様の方法で組み立てることができる。この実施形態では、境界構造210のロック機構238は、ロック突起256であり、エーロフォイル260のロック機構248は、境界構造210のロック突起256を受け入れるように構成された切り欠き262である。
より詳細には、この実施形態では、ロック突起256は、境界構造210と一体的に形成される。図示されているように、ロック突起256は、エーロフォイル260によって画定された切り欠き262の軸方向C形状断面と相補的な形状の軸方向C形状断面を有する。特に、ロック突起256は、軸方向C形状断面が開口222の外側端部224に向かって角度を付けられるように、軸方向Aに対して傾いているか、または角度を付けられている。これにより、エーロフォイル260が開口222内に挿入されると、ロック突起256は、エーロフォイル260を境界構造210に連結するように、開口222の外側端部224に向かって延び、エーロフォイル260によって画定された切り欠きき262内に突出する。さらに、この実施形態では、ロック突起256は、エーロフォイル260が境界構造210に押し付けられたときに圧縮可能な材料で形成される。これにより、エーロフォイル260が押圧されると、ロック突起250は、シール280がエーロフォイル260と境界構造210との間に形成され得るように、切り欠き262内で圧縮される。
図14は、本主題の例示的な実施形態による流路アセンブリ200の別の例示的な実施形態を示す図である。図14に示す流路アセンブリ200は、以下の記載を除いて図3から図9に示され付随する本文に記載されている流路アセンブリと同じまたは同様の方法で組み立てることができる。特に、この実施形態では、エーロフォイル260のロック機構248は、エーロフォイル260の外壁264と一体的に形成された突起252である。境界構造210のロック機構238は、面取りされた内側縁部236である。突起252は、境界構造210の面取りされた内側縁部236と相補的な形状の傾斜面254を有する三角形の軸方向断面を有する。この実施形態では、エーロフォイル260が開口222に挿入されると、傾斜面254は、境界構造210の面取りされた内側面236と嵌合係合するようになる。傾斜面254と面取りされた内側面236との嵌合係合は、くさび状の連結およびシールを形成してエーロフォイル260を境界構造210に固定する。
前述したように、流路アセンブリ200の1つまたは複数の構成要素は、CMC材料で形成することができる。CMC材料、および特にSiC/Si−SiC(繊維/マトリックス)連続繊維強化セラミック複合材料(CFCC)材料およびプロセスの例は、米国特許第5,015,540号、5,330,854号、5,336,350号、5,628,938号、6,024,898号、6,258,737号、6,403,158号、および6,503,441号および米国特許出願公開第2004/0067316号に記載されている。このようなプロセスは、一般に、複数の予め含浸された(プリプレグ)層を使用するCMCの製造を必要とし、例えば、プライ材料は、セラミック繊維、織物または編組セラミック繊維布、またはマトリックス材料を含浸させた積層セラミック繊維トウからなるプリプレグ材料を含み得る。いくつかの実施形態では、各プリプレグ層は、所望のセラミック繊維補強材料、CMCマトリックス材料の1つまたは複数の前駆体、および有機樹脂バインダーを含む「テープ」の形態である。プリプレグテープは、セラミック前駆体およびバインダーを含有するスラリーを補強材に含浸させることによって形成することができる。前駆体の好ましい材料は、所望のマトリックス材料がSiCである場合、CMC構成要素のセラミックマトリックス、例えばSiC粉末および/または1つまたは複数の炭素含有材料に望ましい特定の組成物に依存する。注目すべき炭素含有材料には、フルフリルアルコール(COCHOH)を含むカーボンブラック、フェノール樹脂、およびフラン樹脂が含まれる。他の典型的なスラリー成分には、プリプレグテープの可撓性を促進する有機バインダー(例えば、ポリビニルブチラール(PVB))、および繊維補強材料の含浸を可能にするためにスラリーの流動性を促進するバインダーのための溶媒(例えば、トルエンおよび/またはメチルイソブチルケトン(MIBK))を含む。スラリーは、CMC構成要素のセラミックマトリックス中に存在することを意図した1つまたは複数の粒状充填剤、例えばSi−SiCマトリックスの場合にはケイ素および/またはSiC粉末をさらに含み得る。細断された繊維またはウィスカーまたは他の材料もまた、前述のようなマトリックス内に埋め込まれてもよい。例えば米国特許出願公開第2013/0157037号に記載されているプロセスおよび組成物のような、複合物品を製造するための他の組成物およびプロセス、より詳細には他のスラリーおよびプリプレグテープ組成物も同様に使用することができる。
得られたプリプレグテープは、テープで形成されたCMC構成要素が、各薄層が個々のプリプレグテープから得られる複数の薄層を含むように、他のテープで積層されてもよい。各薄層は、例えば以下にさらに詳細に記載するような焼成および高密度化サイクルの間にセラミックマトリックス前駆体の転化により全体的にまたは部分的に形成されたセラミックマトリックスに包まれたセラミック繊維強化材料を含む。いくつかの実施形態では、強化材料は、トウの一方向アレイの形態であり、各トウは連続繊維またはフィラメントを含む。トウの一方向アレイの代替物も同様に使用することができる。さらに、適切な繊維直径、トウ直径、および中心間トウ間隔は、特定の用途、特定の薄層およびそれが形成されたテープの厚さ、および他の要因に依存する。上述したように、他のプリプレグ材料または非プリプレグ材料も同様に使用することができる。
積層材を形成するためにテープまたはプライを重ね合わせた後、積層材を減量し、必要に応じて加圧および温度をかけながら硬化させてプリフォームを製造する。次いで、プリフォームを真空または不活性雰囲気中で加熱(焼成)してバインダーを分解し、溶媒を除去し、前駆体を所望のセラミックマトリックス材料に変換する。バインダーの分解のために、結果は、多孔質CMC本体であり、多孔質CMC本体は、高密度化、例えば溶融浸透(MI)を受けて多孔性を充填し、CMC構成要素を生じることができる。上記プロセスのための特定の処理技術およびパラメータは、材料の特定の組成に依存する。例えば、ケイ素CMC構成要素は、例えばシルコンプ(Silcomp)プロセスと通常呼ばれるプロセスによって、溶融シリコンが浸透した繊維状材料で形成されてもよい。CMC構成要素を製造する別の技術は、スラリー鋳造溶融浸透(MI)法として知られている方法である。スラリーキャストMI法を使用する製造方法の1つでは、CMCは、互いに実質的に90°の角度の2つの織り方向を有し、両方の織り方向に実質的に同じ数の繊維が走っている炭化ケイ素(SiC)含有繊維を含む平衡二次元(2D)織布のプライを最初に提供することによって製造される。「炭化ケイ素含有繊維」という用語は、炭化ケイ素を含む組成を有する繊維を指し、好ましくは実質的に炭化ケイ素である。例えば、繊維は、炭素で取り囲まれた炭化ケイ素コアを有することができ、または逆に、繊維は、炭化ケイ素によって取り囲まれるか、または炭化ケイ素でカプセル化された炭素コアを有し得る。
CMC構成要素を形成するための他の技術には、ポリマー浸透および熱分解(PIP)ならびに酸化物/酸化物プロセスが含まれる。PIPプロセスでは、炭化ケイ素繊維プリフォームは、ポリシラザンのようなプレセラミックポリマーで浸透され、次いで熱処理されてSiCマトリックスを形成する。酸化物/酸化物プロセスにおいて、アルミニウムまたはアルミノシリケート繊維は予め含浸され、次いで予め選択された形状に積層されてもよい。構成要素は、炭素繊維強化炭化ケイ素マトリックス(C/SiC)CMCから製造することもできる。C/SiC加工は、予め選択された形状のツール上に重ね合わせられた炭素繊維プリフォームを含む。SiC/SiCのスラリーキャスト法で利用されているように、ツールはグラファイト材料でできている。繊維状プリフォームは、約10℃で化学気相浸透プロセス中にツールによって支持され、それによってC/SiC CMC構成要素が形成される。さらに他の実施形態では、2D、2.5Dおよび/または3DプリフォームをMI、CVI、PIP、または他のプロセスで利用することができる。例えば、2次元織物の切断層は、上述のように交互の織り方向に積み重ねられてもよく、あるいはフィラメントは、多軸繊維アーキテクチャを用いた2.5Dまたは3Dプリフォームを形成するために、巻き付けまたは編組され、3D製織、ステッチング、またはニードリングと組み合わされてもよい。例えば他の織りまたは編組方法を使用するか、または2D織物を利用する2.5Dまたは3Dプリフォームを形成する他の方法を使用することもできる。したがって、様々なプロセスを使用して、1つまたは複数のCMC構成要素として流路アセンブリ200の1つまたは複数の構成要素を形成することができる。
図15は、本主題の例示的な実施形態による例示的な方法(300)のフロー図である。特に、図15は、エーロフォイルを境界構造と組み立てる方法のフロー図であり、エーロフォイルおよび境界構造の少なくとも一方が複合材料で形成されている。例えば、複合材料は、CMC材料、PMC材料、または他の複合材料であってもよい。
(302)において、方法(300)は、切り欠きを画定するエーロフォイルを境界構造によって画定された開口に挿入するステップを含み、境界構造体は切り欠きを画定し、エーロフォイルが開口に挿入されると、ロックリングは、境界構造によって画定された切り欠きおよびエーロフォイルによって画定された切り欠き内に受け入れられる。例えば、境界構造は、本明細書に示され説明される境界構造210であり得る。特に、境界構造210は、例えば、外側ライナ108、外側バンド110,114、シュラウド112,116、これらの境界構造の1つまたは複数で構成された一体的な部品などを含む外壁102の任意の部分とすることができる。境界構造210はまた、例えば、内側ライナ122、内側バンド124,136、ブレードプラットフォーム132、これらの境界構造の1つまたは複数から構成される一体的な部品などを含む内壁104の任意の部分とすることができる。開口は、図4に示され付随する本文に記載されている開口222とすることができる。
さらに、境界構造によって画定された切り欠きは、境界構造210の側壁228の1つに機械加工された切り欠き232とすることができる。切り欠きは、例えば、開口の周縁の周りにC形状の断面を有し得る。いくつかの例では、C形状断面は、C形状断面が開口の内側端部に向かって半径方向内側に角度を付けられるか、または開口の外側端部に向かって半径方向外側に角度を付けられるように、軸方向Aに対して角度を付けられるかまたは傾斜していてもよい。他の実装形態では、境界構造に機械加工された切り欠きは、他の適切な断面形状を有し得る。
ロックリングは、例えば、ロックリング242とすることができる。いくつかの実装形態では、境界構造によって画定された開口は、外側端部と内側端部との間に延び、ロックリングが境界構造によって画定された切り欠き内に挿入されると、ロックリングは、ロックリングと境界構造との間に実質的にV形状の凹部を形成するように、開口の外側端部に向けて延び、開口の外側に突出する。いくつかの実装形態では、ロックリングは、楕円形の断面を有し、境界構造によって画定された切り欠きの周縁に沿って延び得る。他の実装形態では、ロックリングは他の適切な断面形状を有し得る。
さらに、エーロフォイルは、本明細書に図示され説明されるエーロフォイル260とすることができる。エーロフォイル260は、例えば、ノズル流路アセンブリ82N、84Nのうちの一方の一部とすることができる。いくつかの実装形態では、エーロフォイルが開口に挿入されると、エーロフォイルのロック部分がV形状の凹部に挿入されてエーロフォイルを境界構造と連結する。さらに、いくつかの実装形態では、エーロフォイルに機械加工された切り欠きは、C形状の断面を有する。
いくつかの実装形態では、エーロフォイルを開口に挿入する前に、方法(300)は、開口を境界構造内に機械加工するステップをさらに含む。方法(300)は、切り欠きを開口に近接する境界構造内に機械加工するステップも含む。さらに、方法(300)は、ロックリングを切り欠きに挿入するステップも含む。ロックリングは、例えばCMC材料などの複合材料であってもよい。ロックリングは、グリーン状態またはウェット状態(すわち、オートクレーブ処理を受ける前)の間に開口に挿入することができる。ロックリングは、ヌードルとして製造することができる。
いくつかの実装形態では、エーロフォイルは複合材料で形成される。そのような実装形態では、エーロフォイルが開口に挿入されて境界構造に押し付けられるとき、エーロフォイルはグリーン状態にある。さらに、いくつかの実装形態では、境界構造は複合材料で形成される。そのような実装形態では、エーロフォイルが開口に挿入されて境界構造に押し付けられるとき、境界構造はグリーン状態にある。さらに別の実装形態では、エーロフォイルおよび境界構造は複合材料で形成される。そのような実装形態では、エーロフォイルが開口に挿入されて境界構造に押し付けられるとき、エーロフォイルと境界構造は共にグリーン状態にある。構成要素の一方または両方が複合材料であり、エーロフォイルが開口に挿入されたときにグリーン状態であると、構成要素の柔軟性により、エーロフォイルをより容易に適所に挿入して固定することが可能になる。
いくつかの実装形態では、方法(300)は、1つまたは複数のプライを重ね合わせて境界構造を形成するステップをさらに含む。このような実装形態では、境界構造が第1の部分および第2の部分を画定するように1つまたは複数のプライが重ね合わせられ、第1の部分が第1の厚さを有し、第2の部分が第2の厚さを有し、第1の部分の第1の厚さは第2の部分の第2の厚さよりも大きい。このような実装形態では、開口を境界構造に機械加工する間に、開口が境界構造の第1の部分に機械加工される。これは、とりわけ、より大きな深さを有する開口を提供することができ、これにより、エーロフォイルまたは他の構造体を取り付け得る表面積がより大きくなる。
いくつかの実装形態では、エーロフォイルを開口に挿入する前に、方法は、開口が境界構造に形成されるように1つまたは複数のプライを重ね合わせることによって開口を境界構造に形成するステップをさらに含む。この方法はまた、切り欠きが境界構造によって画定されるように1つまたは複数のプライを重ね合わせることによって、境界構造によって画定された切り欠きを形成するステップを含む。このように、これらの様々な特徴を機械加工する代わりに、境界構造を重ね合わせてこれらの特徴を画定することができる。
いくつかの実装形態では、境界構造を形成するために1つまたは複数のプライを重ね合わせた後、方法(300)は、境界構造を圧縮するステップをさらに含む。これは、例えば、境界構造をオートクレーブまたは同様の構造に挿入することによって行うことができる。
(304)において、方法(300)は、ロックリングがエーロフォイルと境界構造との間にシールを形成するように、エーロフォイルを境界構造に押し付けるステップを含む。例えば、有刺シールは、有刺シール280とすることができる。ロックリングは、ロックリング242とすることができる。境界構造によって画定される切り欠きは、切り欠き232であり得、エーロフォイルによって画定される切り欠きは、切り欠き262であり得る。ロックリング242が圧縮されると、ロックリング242は元の形状から変形して、結合された切り欠き232,262によって画定される空洞の壁に対して圧縮され得る。例えば、いくつかの実装形態では、押圧する前に、ロックリング232は楕円形の断面を有し得る。押圧した後、ロックリング232は、例えば図9に示すような変形した楕円形の断面を有し得る。
いくつかのさらなる実装形態では、方法(300)は、境界構造の内面に沿って開口の周りに硬質ツールを配置するステップを含む。例えば、硬質ツールは、図8に示され付随する本文に記載されている硬質ツール290であってもよい。そのような実装形態では、押圧中に、ロックリングが境界構造によって画定された切り欠きとエーロフォイルによって画定された切り欠きとの間で圧縮されるように、エーロフォイルが境界構造に空気圧で押し付けられ、境界構造が硬質ツールに押し付けられる。
さらに他の実装形態では、エーロフォイルを押圧した後、方法(300)は、バーンアウトプロセス、溶融浸透プロセス、および化学気相浸透プロセスのうちの少なくとも1つを介して、エーロフォイル、ロックリング、および境界構造を互いに結合するステップをさらに含む。
図16は、本主題の例示的な実施形態による例示的な方法(400)のフロー図である。特に、図16は、第1の構成要素を第2の構成要素と組み立てる方法のフロー図である。第1および第2の構成要素の少なくとも1つは複合材料で形成される。第1の構成要素は、開口および開口に近接するロック機構を画定し、第2の構成要素は、ロック機構を画定する。複合材料は、例えば、CMC材料、PMC材料、または他の複合材料であってもよい。構成要素の1つは、例えば、ニッケルベース合金であり得る。さらに、いくつかの実装形態では、第1の構成要素は境界構造210であり、第2の構成要素はエーロフォイル260であり得る。
(402)において、方法(400)は、第1の構成要素と第2の構成要素の少なくとも一方がグリーン状態にある間に、第2の構成要素を第1の構成要素に押し付けるステップを含み、第2の構成要素が押圧されると、ロック機構は、第1の構成要素と第2の構成要素との間にシールを形成するように係合する。
いくつかの実装形態では、方法(400)は、開口を第1の構成要素に機械加工するステップを含む。開口は、図4に示され付随する本文に記載されている開口222とすることができる。第1の構成要素は、上述したように、図3から図12に示され付随する本文に記載されている境界構造210であり得る。開口は、第1の構成要素がグリーン状態にある間に、第1の構成要素に機械加工することができる。
いくつかの実装形態では、方法(400)は、切り欠きを開口に近接する第1の構成要素に機械加工するステップを含む。例えば、切り欠きは、境界構造210の側壁228の1つに機械加工された切り欠き232とすることができる。切り欠きは、例えば、開口の周縁の周りにC形状の断面を有することができる。いくつかの例では、C形状断面は、C形断面が開口の内側端部に向かって半径方向内側に角度を付けられるか、または開口の外側端部に向かって半径方向外側に角度を付けられるように、軸方向Aに対して角度を付けられるかまたは傾斜し得る。他の実装形態では、第1の構成要素に機械加工された切り欠きは、他の適切な断面形状を有し得る。切り欠きは、第1の構成要素がグリーン状態にある間に、開口に近接した第1の構成要素に機械加工され得る。
いくつかの実装形態では、方法(400)は、第2の構成要素を第1の構成要素に押し付けるステップを含み、第2の構成要素が押圧されると、ロック機構は、第1の構成要素によって画定される切り欠き内に受け入れられ、切り欠き内に圧縮されて第1の構成要素と第2の構成要素との間に有刺シールを形成する。いくつかの実装形態では、ロック機構はロックリングである。例えば、ロック機構は、ロックリング242であってもよい。さらに他の実装形態では、ロック機構は、第2の構成要素と一体的に形成される。例えば、ロック機構は、ロック突起250であってもよい。さらに別の実装形態では、ロック機構は、境界構造210の面取りされた内側縁部236と相補的な傾斜角を有する傾斜面254を有する突起252として第2の構成要素と一体的に形成される。第2の構成要素を押圧する間に、第1の構成要素と第2の構成要素の両方がグリーン状態にあり得る。両方の構成要素がグリーン状態にある間に第2の構成要素を第1の構成要素に押し付けることにより、構成要素はどちらも、それらが所望の方向により容易に組み立てられ、第2の構成要素が第1の構成要素によって所定位置により容易に押圧され、位置決めされ得るように柔軟である。さらに、構成要素がどちらもグリーン状態で柔軟であるので、第2の構成要素が第1の構成要素に押し付けられた場合に構成要素の損傷がより少ない。グリーン状態では、構成要素は、完全に硬化して完成した複合体状態ほど脆くなく、したがって、第1および第2の構成要素の微細構造にクラックまたは損傷が少ない。
いくつかの実装形態では、第1の構成要素は、内面および外面を画定する。そのような実装形態では、方法(400)は、第1の構成要素の内面に沿って開口の周囲に硬質ツールを配置するステップをさらに含む。押圧中、第2の構成要素は、ロック機構が第1の構成要素によって画定された切り欠き内に圧縮されるように、第1の構成要素に対して空気圧で押圧される。
さらに他の実装形態では、第2の構成要素を押圧した後、方法(400)は、バーンアウトプロセス、溶融浸透プロセス、および化学気相浸透プロセスのうちの少なくとも1つを介して、第1の構成要素、第2の構成要素、および(別個の構成要素である場合には)ロック機能を互いに結合して複合構成要素を硬化させるステップをさらに含む。
本明細書は、最良の形態を含む本発明を開示し、さらに、任意のデバイスまたはシステムを作製および使用すること、ならびに任意の組み込まれた方法を実施することを含む、当業者が本発明を実践することを可能にするための実施例を使用している。本発明の特許可能な範囲は特許請求の範囲によって画定され、当業者が着想する他の実施例を含んでもよい。そのような他の実施例は、それらが特許請求の範囲の文言と異ならない構造要素をする場合に、またはそれらが特許請求の範囲の文言との十分な差違を有しない等価な構造要素を含む場合に、特許請求の範囲内に入ることが意図される。
代表的な実施形態を以下に示す。
[実施態様1]
エーロフォイル(260)を境界構造(210)と組み立てる方法であって、前記エーロフォイル(260)および前記境界構造(210)の少なくとも一方が複合材料で形成され、
切り欠き(262)を画定する前記エーロフォイル(260)を前記境界構造(210)によって画定される開口(222)に挿入するステップであって、前記境界構造(210)が切り欠き(232)を画定し、前記エーロフォイル(260)が前記開口(222)に挿入されると、ロックリング(242)が前記境界構造(210)によって画定される前記切り欠き(232)および前記エーロフォイル(260)によって画定される前記切り欠き(262)内に受け入れられる、ステップと、
前記ロックリング(242)が前記エーロフォイル(260)と前記境界構造との間にシール(280)を形成するように、前記エーロフォイル(260)を前記境界構造(210)に押し付けるステップと、
を含む、方法。
[実施態様2]
前記エーロフォイル(260)は、前記複合材料で形成され、前記エーロフォイル(260)が前記開口(222)に挿入され前記境界構造(210)に押し付けられたとき、前記エーロフォイル(260)はグリーン状態にある、実施態様1記載の方法。
[実施態様3]
前記エーロフォイル(260)を前記開口(222)に挿入する前に、前記方法は、
前記開口(222)を前記境界構造(210)に機械加工するステップと、
前記切り欠き(262)を前記エーロフォイル(260)に機械加工するステップと、
前記切り欠き(232)を前記境界構造(210)に機械加工するステップと、
をさらに含む、実施態様1記載の方法。
[実施態様4]
前記エーロフォイル(260)を前記開口(222)に挿入する前に、前記方法は、
前記開口(222)が前記境界構造(210)に形成されるように1つまたは複数のプライ(216)を重ね合わせることによって、前記開口(222)を前記境界構造(210)に形成するステップと、
前記切り欠き(232)が前記境界構造(210)によって画定されるように1つまたは複数のプライ(216)を重ね合わせることによって、前記境界構造(210)によって画定される前記切り欠き(232)を形成するステップと、
をさらに含む、実施態様1記載の方法。
[実施態様5]
1つまたは複数のプライ(216)を重ね合わせることによって前記境界構造(210)を形成するステップであって、前記1つまたは複数のプライ(216)は、前記境界構造(210)が第1の部分(218)および第2の部分(220)を画定し、前記第1の部分(218)が第1の厚さ(T1)を有し、前記第2の部分(220)が第2の厚さ(T2)を有し、前記第1の部分(218)の前記第1の厚さ(T1)が前記第2の部分(220)の前記第2の厚さ(T2)よりも大きくなるように重ね合わせられ、前記開口(222)を前記境界構造(210)へ機械加工する間に前記開口(222)が前記境界構造(210)の前記第1の部分(218)に機械加工される、ステップをさらに含む、実施態様1記載の方法。
[実施態様6]
前記境界構造(210)によって画定された前記開口(222)は、外側端部(224)と内側端部(226)との間に延び、前記ロックリング(242)が前記境界構造(210)によって画定された前記切り欠き(232)内に挿入されると、前記ロックリング(242)は、前記ロックリング(242)と前記境界構造(210)との間に凹部(234)を形成するように、前記開口(222)の前記外側端部(224)に向けて延び、前記開口(222)の外側に突出し、前記エーロフォイル(260)が前記開口(222)に挿入されると、前記エーロフォイル(260)のロック部分(266)が前記凹部(234)に挿入されて前記エーロフォイル(260)を前記境界構造(210)と連結する、実施態様1記載の方法。
[実施態様7]
前記境界構造(210)に機械加工された前記切り欠き(232)は、C形状の断面を有し、前記エーロフォイル(260)によって画定された前記切り欠き(262)は、C形状の断面を有し、前記ロックリング(242)は、楕円形状の断面を有する、実施態様1記載の方法。
[実施態様8]
前記境界構造(210)は、内面および外面を画定し、前記方法は、
境界構造(210)の前記内面に沿って前記開口(222)の周りに硬質ツールを配置するステップをさらに含み、
押圧中に、前記ロックリング(242)が前記境界構造(210)によって画定された前記切り欠き(232)と前記エーロフォイル(260)によって画定された前記切り欠き(262)との間で圧縮されるように、前記エーロフォイル(260)が前記境界構造(210)に空気圧で押し付けられ、前記境界構造(210)が前記硬質ツールに押し付けられる、実施態様1記載の方法。
[実施態様9]
前記エーロフォイル(260)を押圧した後、前記方法は、
バーンアウトプロセス、溶融浸透プロセス、または化学気相浸透プロセスを介して、前記エーロフォイル(260)、前記ロックリング(242)、および前記境界構造(210)を互いに結合するステップをさらに含む、実施態様1記載の方法。
[実施態様10]
ガスタービンエンジン(10)用の流路アセンブリ(200)であって、
複合材料で形成され、開口(222)を画定する境界構造(210)であって、前記開口(222)に近接する切り欠き(232)をさらに画定する境界構造(210)と、
複合材料で形成され、前記境界構造(210)の前記開口(222)内に嵌合するように寸法決めされたエーロフォイル(260)と、
前記境界構造(210)によって画定された前記切り欠き(232)内に受け入れられて前記エーロフォイル(260)を前記境界構造(210)と連結し、前記境界構造(210)と前記エーロフォイル(260)との間で圧縮されて前記境界構造(210)と前記エーロフォイル(260)との間にシール(280)を形成するロック機構(240)と、
を含む、流路アセンブリ(200)。
[実施態様11]
前記ロック機構(240)は、ロックリング(242)であり、前記境界構造(210)によって画定された前記開口(222)は、外側端部(224)と内側端部(226)との間に延び、前記ロックリング(242)は、前記開口(222)の前記外側端部(224)に向かって延び、前記ロックリング(242)と前記境界構造(210)との間に凹部(234)を画定するように前記開口(222)内に突出し、前記エーロフォイル(260)は、前記凹部(234)を充填して前記エーロフォイル(260)を前記境界構造(210)と連結するロック部分(266)を含む、実施態様10記載の流路アセンブリ(200)。
[実施態様12]
前記ロック機構(240)は、前記エーロフォイル(260)と一体的に形成されている、実施態様10記載の流路アセンブリ(200)。
[実施態様13]
前記境界構造(210)によって画定された前記開口(222)は、外側端部(224)と内側端部(226)との間に延び、前記エーロフォイル(260)が前記開口(222)に挿入されると、前記エーロフォイル(260)と一体に形成された前記ロック機構(240)は、前記エーロフォイル(260)を前記境界構造(210)と連結するように、前記開口(222)の前記内側端部(226)に向かって延び、前記境界構造(210)によって画定された前記切り欠き(232)内に突出する、実施態様12記載の流路アセンブリ(200)。
[実施態様14]
前記開口(222)は、前記境界構造(210)の1つまたは複数の側壁(228)によって画定され、前記境界構造(210)によって画定された前記開口(222)は、外側端部(224)と内側端部(226)との間に延び、中点が前記外側端部(224)と前記内側端部(226)との間に画定され、前記切り欠き(232)は、前記中点に近接した前記1つまたは複数の側壁(228)によって画定される、実施態様10記載の流路アセンブリ(200)。
[実施態様15]
前記開口(222)は、前記境界構造(210)の1つまたは複数の側壁(228)によって画定され、前記境界構造(210)によって画定された前記開口(222)は、外側端部(224)と内側端部(226)との間に延び、前記切り欠き(232)は、前記外側端部(224)および前記内側端部(226)のうちの少なくとも1つに近接した前記1つまたは複数の側壁(228)によって形成される、実施態様10記載の流路アセンブリ(200)。
[実施態様16]
第1の構成要素を第2の構成要素と組み立てる方法であって、前記第1および前記第2の構成要素の少なくとも1つは複合材料で形成され、前記第1の構成要素は開口(222)および前記開口(222)に近接したロック機構を画定し、前記第2の構成要素はロック機構を画定し、
前記第1の構成要素と前記第2の構成要素の少なくとも一方がグリーン状態にある間に、前記第2の構成要素を前記第1の構成要素に押し付けるステップであって、前記第2の構成要素が押圧されると、前記ロック機構は、前記第1の構成要素と前記第2の構成要素との間にシール(280)を形成するように係合する、ステップを含む、方法。
[実施態様17]
前記第1の構成要素は、内面および外面を画定し、前記方法は、
前記第1の構成要素の前記内面に沿って前記開口(222)の周囲に硬質ツールを配置するステップをさらに含み、
押圧中、前記第2の構成要素は、前記ロック機構が前記シール(280)を形成するように係合するように、前記第1の構成要素に対して空気圧で押圧される、実施態様16記載の方法。
[実施態様18]
前記第1の構成要素の前記ロック機構は切り欠き(232)であり、前記第2の構成要素の前記ロック機構は前記第2の構成要素と一体的に形成されたロック突起である、実施態様16記載の方法。
[実施態様19]
前記第2の構成要素の前記ロック機構は切り欠き(262)であり、前記第1の構成要素の前記ロック機構は前記第1の構成要素と一体的に形成されたロック突起である、実施態様16記載の方法。
[実施態様20]
前記第2の構成要素の前記ロック機構は切り欠き(262)であり、前記第1の構成要素の前記ロック機構は切り欠き(232)であり、押圧する前に、前記方法は、
ロックリング(242)を前記第1の構成要素の前記切り欠き(232)内に挿入するステップと、
前記エーロフォイル(260)を前記開口(222)に挿入するステップと、をさらに含み、
前記エーロフォイル(260)が前記開口(222)に挿入されると、前記ロックリング(242)は、前記第1の構成要素によって画定された前記切り欠き(232)と前記第2の構成要素によって画定された前記切り欠き(262)内に受け入れられる、実施態様16記載の方法。
本発明のさらなる態様は、以下の項の主題によって提供される。
[項1] エーロフォイル(260)を境界構造(210)と組み立てる方法であって、前記エーロフォイル(260)および前記境界構造(210)の少なくとも一方が複合材料で形成され、
切り欠き(262)を画定する前記エーロフォイル(260)を前記境界構造(210)によって画定される開口(222)に挿入するステップであって、前記境界構造(210)が切り欠き(232)を画定し、前記エーロフォイル(260)が前記開口(222)に挿入されると、ロックリング(242)が前記境界構造(210)によって画定される前記切り欠き(232)および前記エーロフォイル(260)によって画定される前記切り欠き(262)内に受け入れられる、ステップと、
前記ロックリング(242)が前記エーロフォイル(260)および前記境界構造(210)と係合するように、前記エーロフォイル(260)を前記境界構造(210)に押し付けるステップと、
を含む、方法。
[項2] 前記エーロフォイル(260)は、前記複合材料で形成され、前記エーロフォイル(260)が前記開口(222)に挿入され前記境界構造(210)に押し付けられたとき、前記エーロフォイル(260)はグリーン状態にある、任意の前項に記載の方法。
[項3] 前記エーロフォイル(260)を前記開口(222)に挿入する前に、前記方法は、
前記開口(222)を前記境界構造(210)に機械加工するステップと、
前記切り欠き(262)を前記エーロフォイル(260)に機械加工するステップと、
前記切り欠き(232)を前記境界構造(210)に機械加工するステップと、
をさらに含む、任意の前項に記載の方法。
[項4] 前記エーロフォイル(260)を前記開口(222)に挿入する前に、前記方法は、
前記開口(222)が前記境界構造(210)に形成されるように1つまたは複数のプライ(216)を重ね合わせることによって、前記開口(222)を前記境界構造(210)に形成するステップと、
前記切り欠き(232)が前記境界構造(210)によって画定されるように1つまたは複数のプライ(216)を重ね合わせることによって、前記境界構造(210)によって画定される前記切り欠き(232)を形成するステップと、
をさらに含む、任意の前項に記載の方法。
[項5] 1つまたは複数のプライ(216)を重ね合わせることによって前記境界構造(210)を形成するステップであって、前記1つまたは複数のプライ(216)は、前記境界構造(210)が第1の部分(218)および第2の部分(220)を画定し、前記第1の部分(218)が第1の厚さ(T1)を有し、前記第2の部分(220)が第2の厚さ(T2)を有し、前記第1の部分(218)の前記第1の厚さ(T1)が前記第2の部分(220)の前記第2の厚さ(T2)よりも大きくなるように重ね合わせられ、前記開口(222)を前記境界構造(210)へ機械加工する間に前記開口(222)が前記境界構造(210)の前記第1の部分(218)に機械加工される、ステップをさらに含む、任意の前項に記載の方法。
[項6] 前記境界構造(210)によって画定された前記開口(222)は、外側端部(224)と内側端部(226)との間に延び、前記ロックリング(242)が前記境界構造(210)によって画定された前記切り欠き(232)内に挿入されると、前記ロックリング(242)は、前記ロックリング(242)と前記境界構造(210)との間に凹部(234)を形成するように、前記開口(222)の前記外側端部(224)に向けて延び、前記開口(222)の外側に突出し、前記エーロフォイル(260)が前記開口(222)に挿入されると、前記エーロフォイル(260)のロック部分(266)が前記凹部(234)に挿入されて前記エーロフォイル(260)を前記境界構造(210)と連結する、任意の前項に記載の方法。
[項7] 前記境界構造(210)に機械加工された前記切り欠き(232)は、C形状の断面を有し、前記エーロフォイル(260)によって画定された前記切り欠き(262)は、C形状の断面を有し、前記ロックリング(242)は、楕円形状の断面を有する、任意の前項に記載の方法。
[項8] 前記境界構造(210)は、内面および外面を画定し、前記方法は、
境界構造(210)の前記内面に沿って前記開口(222)の周りに硬質ツールを配置するステップをさらに含み、
押圧中に、前記ロックリング(242)が、前記境界構造(210)によって画定された前記切り欠き(232)および前記エーロフォイル(260)によって画定された前記切り欠き(262)と係合するように、前記エーロフォイル(260)が前記境界構造(210)に押し付けられ、前記境界構造(210)が前記硬質ツールに押し付けられる、任意の前項に記載の方法。
[項9] 前記エーロフォイル(260)を押圧した後、前記方法は、
バーンアウトプロセス、溶融浸透プロセス、または化学気相浸透プロセスを介して、前記エーロフォイル(260)、前記ロックリング(242)、および前記境界構造(210)を互いに結合するステップをさらに含む、任意の前項に記載の方法。
[項10] ガスタービンエンジン(10)用の流路アセンブリ(200)であって、
複合材料で形成され、開口(222)を画定する境界構造(210)であって、前記開口(222)に近接する切り欠き(232)をさらに画定する境界構造(210)と、
複合材料で形成され、前記境界構造(210)の前記開口(222)内に嵌合するように寸法決めされたエーロフォイル(260)と、
前記エーロフォイル(260)を前記境界構造(210)と連結すると共に、前記境界構造(210)および前記エーロフォイル(260)と係合するように、前記境界構造(210)によって画定された前記切り欠き(232)内に受け入れられるロック機構(240)と、
を含み、
前記ロック機構(240)は、ロックリング(242)であり、前記境界構造(210)によって画定された前記開口(222)は、外側端部(224)と内側端部(226)との間に延び、前記ロックリング(242)は、前記開口(222)の前記外側端部(224)に向かって延び、前記ロックリング(242)と前記境界構造(210)との間に凹部(234)を画定するように前記開口(222)内に突出し、前記エーロフォイル(260)は、前記凹部(234)を充填して前記エーロフォイル(260)を前記境界構造(210)と連結するロック部分(266)を含む、流路アセンブリ(200)。
[項11] ガスタービンエンジン(10)用の流路アセンブリ(200)であって、
複合材料で形成され、開口(222)を画定する境界構造(210)であって、前記開口(222)に近接する切り欠き(232)をさらに画定する境界構造(210)と、
複合材料で形成され、前記境界構造(210)の前記開口(222)内に嵌合するように寸法決めされたエーロフォイル(260)と、
前記エーロフォイル(260)を前記境界構造(210)と連結すると共に、前記境界構造(210)および前記エーロフォイル(260)と係合するように、前記境界構造(210)によって画定された前記切り欠き(232)内に受け入れられるロック機構(240)と、
を含み、
前記ロック機構(240)は、前記エーロフォイル(260)と一体的に形成されており、前記境界構造(210)によって画定された前記開口(222)は、外側端部(224)と内側端部(226)との間に延び、前記エーロフォイル(260)が前記開口(222)に挿入されると、前記エーロフォイル(260)と一体に形成された前記ロック機構(240)は、前記エーロフォイル(260)を前記境界構造(210)と連結するように、前記開口(222)の前記内側端部(226)に向かって延び、前記境界構造(210)によって画定された前記切り欠き(232)内に突出する、流路アセンブリ(200)。
[項12] 前記開口(222)は、前記境界構造(210)の1つまたは複数の側壁(228)によって画定され、前記境界構造(210)によって画定された前記開口(222)は、外側端部(224)と内側端部(226)との間に延び、中点が前記外側端部(224)と前記内側端部(226)との間に画定され、前記切り欠き(232)は、前記中点に近接した前記1つまたは複数の側壁(228)によって画定される、任意の前項に記載の流路アセンブリ(200)。
[項13] 前記開口(222)は、前記境界構造(210)の1つまたは複数の側壁(228)によって画定され、前記境界構造(210)によって画定された前記開口(222)は、外側端部(224)と内側端部(226)との間に延び、前記切り欠き(232)は、前記外側端部(224)および前記内側端部(226)のうちの少なくとも1つに近接した前記1つまたは複数の側壁(228)によって形成される、任意の前項に記載の流路アセンブリ(200)。
本発明のその上さらなる態様は、以下の項の主題によって提供される。
[項1] エーロフォイル(260)を境界構造(210)と組み立てる方法であって、前記エーロフォイル(260)および前記境界構造(210)の少なくとも一方が複合材料で形成され、
切り欠き(262)を画定する前記エーロフォイル(260)を前記境界構造(210)によって画定される開口(222)に挿入するステップであって、前記境界構造(210)が切り欠き(232)を画定し、前記エーロフォイル(260)が前記開口(222)に挿入されると、ロックリング(242)が前記境界構造(210)によって画定される前記切り欠き(232)および前記エーロフォイル(260)によって画定される前記切り欠き(262)内に受け入れられる、ステップと、
前記ロックリング(242)が前記エーロフォイル(260)と前記境界構造との間にシール(280)を形成するように、前記エーロフォイル(260)を前記境界構造(210)に押し付けるステップと、
を含む、方法。
[項2] 前記エーロフォイル(260)は、前記複合材料で形成され、前記エーロフォイル(260)が前記開口(222)に挿入され前記境界構造(210)に押し付けられたとき、前記エーロフォイル(260)はグリーン状態にある、任意の前項に記載の方法。
[項3] 前記エーロフォイル(260)を前記開口(222)に挿入する前に、前記方法は、
前記開口(222)を前記境界構造(210)に機械加工するステップと、
前記切り欠き(262)を前記エーロフォイル(260)に機械加工するステップと、
前記切り欠き(232)を前記境界構造(210)に機械加工するステップと、
をさらに含む、任意の前項に記載の方法。
[項4] 前記エーロフォイル(260)を前記開口(222)に挿入する前に、前記方法は、
前記開口(222)が前記境界構造(210)に形成されるように1つまたは複数のプライ(216)を重ね合わせることによって、前記開口(222)を前記境界構造(210)に形成するステップと、
前記切り欠き(232)が前記境界構造(210)によって画定されるように1つまたは複数のプライ(216)を重ね合わせることによって、前記境界構造(210)によって画定される前記切り欠き(232)を形成するステップと、
をさらに含む、任意の前項に記載の方法。
[項5] 1つまたは複数のプライ(216)を重ね合わせることによって前記境界構造(210)を形成するステップであって、前記1つまたは複数のプライ(216)は、前記境界構造(210)が第1の部分(218)および第2の部分(220)を画定し、前記第1の部分(218)が第1の厚さ(T1)を有し、前記第2の部分(220)が第2の厚さ(T2)を有し、前記第1の部分(218)の前記第1の厚さ(T1)が前記第2の部分(220)の前記第2の厚さ(T2)よりも大きくなるように重ね合わせられ、前記開口(222)を前記境界構造(210)へ機械加工する間に前記開口(222)が前記境界構造(210)の前記第1の部分(218)に機械加工される、ステップをさらに含む、任意の前項に記載の方法。
[項6] 前記境界構造(210)によって画定された前記開口(222)は、外側端部(224)と内側端部(226)との間に延び、前記ロックリング(242)が前記境界構造(210)によって画定された前記切り欠き(232)内に挿入されると、前記ロックリング(242)は、前記ロックリング(242)と前記境界構造(210)との間に凹部(234)を形成するように、前記開口(222)の前記外側端部(224)に向けて延び、前記開口(222)の外側に突出し、前記エーロフォイル(260)が前記開口(222)に挿入されると、前記エーロフォイル(260)のロック部分(266)が前記凹部(234)に挿入されて前記エーロフォイル(260)を前記境界構造(210)と連結する、任意の前項に記載の方法。
[項7] 前記境界構造(210)に機械加工された前記切り欠き(232)は、C形状の断面を有し、前記エーロフォイル(260)によって画定された前記切り欠き(262)は、C形状の断面を有し、前記ロックリング(242)は、楕円形状の断面を有する、任意の前項に記載の方法。
[項8] 前記境界構造(210)は、内面および外面を画定し、前記方法は、
境界構造(210)の前記内面に沿って前記開口(222)の周りに硬質ツールを配置するステップをさらに含み、
押圧中に、前記ロックリング(242)が前記境界構造(210)によって画定された前記切り欠き(232)と前記エーロフォイル(260)によって画定された前記切り欠き(262)との間で圧縮されるように、前記エーロフォイル(260)が前記境界構造(210)に空気圧で押し付けられ、前記境界構造(210)が前記硬質ツールに押し付けられる、任意の前項に記載の方法。
[項9] 前記エーロフォイル(260)を押圧した後、前記方法は、
バーンアウトプロセス、溶融浸透プロセス、または化学気相浸透プロセスを介して、前記エーロフォイル(260)、前記ロックリング(242)、および前記境界構造(210)を互いに結合するステップをさらに含む、任意の前項に記載の方法。
[項10] ガスタービンエンジン(10)用の流路アセンブリ(200)であって、
複合材料で形成され、開口(222)を画定する境界構造(210)であって、前記開口(222)に近接する切り欠き(232)をさらに画定する境界構造(210)と、
複合材料で形成され、前記境界構造(210)の前記開口(222)内に嵌合するように寸法決めされたエーロフォイル(260)と、
前記境界構造(210)によって画定された前記切り欠き(232)内に受け入れられて前記エーロフォイル(260)を前記境界構造(210)と連結し、前記境界構造(210)と前記エーロフォイル(260)との間で圧縮されて前記境界構造(210)と前記エーロフォイル(260)との間にシール(280)を形成するロック機構(240)と、
を含む、流路アセンブリ(200)。
[項11] 前記ロック機構(240)は、ロックリング(242)であり、前記境界構造(210)によって画定された前記開口(222)は、外側端部(224)と内側端部(226)との間に延び、前記ロックリング(242)は、前記開口(222)の前記外側端部(224)に向かって延び、前記ロックリング(242)と前記境界構造(210)との間に凹部(234)を画定するように前記開口(222)内に突出し、前記エーロフォイル(260)は、前記凹部(234)を充填して前記エーロフォイル(260)を前記境界構造(210)と連結するロック部分(266)を含む、任意の前項に記載の流路アセンブリ(200)。
[項12] 前記ロック機構(240)は、前記エーロフォイル(260)と一体的に形成されている、任意の前項に記載の流路アセンブリ(200)。
[項13] 前記境界構造(210)によって画定された前記開口(222)は、外側端部(224)と内側端部(226)との間に延び、前記エーロフォイル(260)が前記開口(222)に挿入されると、前記エーロフォイル(260)と一体に形成された前記ロック機構(240)は、前記エーロフォイル(260)を前記境界構造(210)と連結するように、前記開口(222)の前記内側端部(226)に向かって延び、前記境界構造(210)によって画定された前記切り欠き(232)内に突出する、任意の前項に記載の流路アセンブリ(200)。
[項14] 前記開口(222)は、前記境界構造(210)の1つまたは複数の側壁(228)によって画定され、前記境界構造(210)によって画定された前記開口(222)は、外側端部(224)と内側端部(226)との間に延び、中点が前記外側端部(224)と前記内側端部(226)との間に画定され、前記切り欠き(232)は、前記中点に近接した前記1つまたは複数の側壁(228)によって画定される、任意の前項に記載の流路アセンブリ(200)。
[項15] 前記開口(222)は、前記境界構造(210)の1つまたは複数の側壁(228)によって画定され、前記境界構造(210)によって画定された前記開口(222)は、外側端部(224)と内側端部(226)との間に延び、前記切り欠き(232)は、前記外側端部(224)および前記内側端部(226)のうちの少なくとも1つに近接した前記1つまたは複数の側壁(228)によって形成される、任意の前項に記載の流路アセンブリ(200)。
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の中心線
14 ファンセクション
16 コアタービンエンジン
18 外側ケーシング
19 ケーシングの内面
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
40 ブレード
42 ディスク
44 作動部材
46 パワーギヤボックス
48 ナセル
50 ファンケーシングまたはナセル
52 出口ガイドベーン
54 下流セクション
56 バイパス空気流路
58 空気
60 入口
62 空気の第1の部分
64 空気の第2の部分
66 燃焼ガス
68 ステータベーン
70 タービンロータブレード
72 ステータベーン
74 タービンロータブレード
76 ファンノズル排気セクション
78 高温ガス経路
80 燃焼器
82 第1のタービン段
82N ノズル部分
82B ブレード部分
84 第2のタービン段
84N ノズル部分
84B ブレード部分
86 燃焼室
88 前端
90 燃料ノズルアセンブリ
100 流路
102 外壁
104 内壁
108 外側ライナ
110 第1の段外側バンド
112 第1の段シュラウド
114 第2の段外側バンド
116 第2の段シュラウド
118 燃焼器ドーム
122 内側ライナ
124 第1の段内側バンド
126 第1の段ノズルエーロフォイル
128 第2の段ノズルエーロフォイル
130 ロータブレードエーロフォイル
132 ロータブレードプラットフォーム
134 第1の段ロータ
136 内側バンド
138 第2の段ロータ
140 ブレード先端
142 先端開口
200 流路アセンブリ
210 境界構造(第1の構成要素)
212 外面
214 内面
216 プライ
218 第1の部分
220 第2の部分
T1 厚さ(第1の部分)
T2 厚さ(第2の部分)
222 開口
224 外側端部
226 内側端部
228 側壁
230 面取りされた縁部
232 切り欠き
234 V形状の凹部
236 面取りされた内側縁部
238 ロック機構(境界構造)
240 ロック機構(ロックリング)
242 ロックリング
244 頭部
246 基部
248 ロック機構(エーロフォイル)
250 ロック突起
252 突起
254 傾斜面
256 ロック突起
260 エーロフォイル(第2の構成要素)
262 切り欠き
264 外壁
266 ロック部分
268 終点
270 ボス部分
272 流路部分
274 面取りされた縁部
276 嵌合縁部
278 内面
280 有刺シール
290 硬質ツール
292 加圧ツール
R 半径方向
A 軸方向
C 円周方向

Claims (13)

  1. エーロフォイル(260)を境界構造(210)と組み立てるための方法であって、前記エーロフォイル(260)および前記境界構造(210)の少なくとも一方が複合材料で形成され、前記方法は、
    切り欠き(262)を画定する前記エーロフォイル(260)を、前記境界構造(210)によって画定される開口(222)に挿入するステップであって、前記境界構造(210)が切り欠き(232)を画定し、前記エーロフォイル(260)が前記開口(222)に挿入されると、ロックリング(242)が、前記境界構造(210)によって画定される前記切り欠き(232)および前記エーロフォイル(260)によって画定される前記切り欠き(262)内に受け入れられる、ステップと、
    前記ロックリング(242)が前記エーロフォイル(260)および前記境界構造(210)と係合するように、前記エーロフォイル(260)を前記境界構造(210)に押し付けるステップと、
    を含む、方法。
  2. 前記エーロフォイル(260)は前記複合材料で形成され、前記エーロフォイル(260)が前記開口(222)に挿入され、かつ、前記境界構造(210)に押し付けられたとき、前記エーロフォイル(260)はグリーン状態にある、請求項1記載の方法。
  3. 前記エーロフォイル(260)を前記開口(222)に挿入する前に、前記方法は、
    前記開口(222)を前記境界構造(210)に機械加工するステップと、
    前記切り欠き(262)を前記エーロフォイル(260)に機械加工するステップと、
    前記切り欠き(232)を前記境界構造(210)に機械加工するステップと、
    をさらに含む、請求項1記載の方法。
  4. 前記エーロフォイル(260)を前記開口(222)に挿入する前に、前記方法は、
    前記開口(222)が前記境界構造(210)に形成されるように、1つまたは複数のプライ(216)を重ね合わせることによって、前記開口(222)を前記境界構造(210)に形成するステップと、
    前記切り欠き(232)が前記境界構造(210)によって画定されるように、1つまたは複数のプライ(216)を重ね合わせることによって、前記境界構造(210)によって画定される前記切り欠き(232)を形成するステップと、
    をさらに含む、請求項1記載の方法。
  5. 1つまたは複数のプライ(216)を重ね合わせることによって前記境界構造(210)を形成するステップであって、前記1つまたは複数のプライ(216)は、前記境界構造(210)が第1の部分(218)および第2の部分(220)を画定し、前記第1の部分(218)が第1の厚さ(T1)を有し、前記第2の部分(220)が第2の厚さ(T2)を有し、前記第1の部分(218)の前記第1の厚さ(T1)が前記第2の部分(220)の前記第2の厚さ(T2)よりも大きくなるように重ね合わせられ、前記開口(222)を前記境界構造(210)へ機械加工する間に、前記開口(222)が前記境界構造(210)の前記第1の部分(218)に機械加工される、ステップをさらに含む、請求項1記載の方法。
  6. 前記境界構造(210)によって画定された前記開口(222)は、外側端部(224)と内側端部(226)との間に延び、前記ロックリング(242)が、前記境界構造(210)によって画定された前記切り欠き(232)内に挿入されると、前記ロックリング(242)は、前記ロックリング(242)と前記境界構造(210)との間に凹部(234)を形成するように、前記開口(222)の前記外側端部(224)に向けて延びると共に前記開口(222)の外側に突出し、前記エーロフォイル(260)が前記開口(222)に挿入されると、前記エーロフォイル(260)のロック部分(266)が前記凹部(234)に挿入されて、前記エーロフォイル(260)を前記境界構造(210)と連結する、請求項1記載の方法。
  7. 前記境界構造(210)に機械加工された前記切り欠き(232)は、C形状の断面を有し、前記エーロフォイル(260)によって画定された前記切り欠き(262)はC形状の断面を有し、前記ロックリング(242)は楕円形状の断面を有する、請求項1記載の方法。
  8. 前記境界構造(210)は内面および外面を画定し、前記方法は、
    前記境界構造(210)の前記内面に沿って前記開口(222)の周りに硬質ツールを配置するステップをさらに含み、
    押圧中に、前記ロックリング(242)が、前記境界構造(210)によって画定された前記切り欠き(232)および前記エーロフォイル(260)によって画定された前記切り欠き(262)と係合するように、前記エーロフォイル(260)が前記境界構造(210)に押し付けられ、前記境界構造(210)が前記硬質ツールに押し付けられる、請求項1記載の方法。
  9. 前記エーロフォイル(260)を押圧した後、前記方法は、
    バーンアウトプロセス、溶融浸透プロセス、または化学気相浸透プロセスによって、前記エーロフォイル(260)、前記ロックリング(242)、および前記境界構造(210)を互いに結合するステップをさらに含む、請求項1記載の方法。
  10. ガスタービンエンジン(10)用の流路アセンブリ(200)であって、
    複合材料で形成され、開口(222)を画定する境界構造(210)であって、前記開口(222)に近接する切り欠き(232)をさらに画定する境界構造(210)と、
    複合材料で形成され、前記境界構造(210)の前記開口(222)内に嵌合するように寸法決めされたエーロフォイル(260)と、
    前記エーロフォイル(260)を前記境界構造(210)と連結すると共に、前記境界構造(210)および前記エーロフォイル(260)と係合するように、前記境界構造(210)によって画定された前記切り欠き(232)内に受け入れられるロック機構(240)と、
    を含み、
    前記ロック機構(240)はロックリング(242)であり、前記境界構造(210)によって画定された前記開口(222)は外側端部(224)と内側端部(226)との間に延び、前記ロックリング(242)は前記開口(222)の前記外側端部(224)に向かって延び、前記ロックリング(242)と前記境界構造(210)との間に凹部(234)を画定するように前記開口(222)内に突出し、前記エーロフォイル(260)は、前記凹部(234)を充填して前記エーロフォイル(260)を前記境界構造(210)と連結するロック部分(266)を含む、流路アセンブリ(200)。
  11. ガスタービンエンジン(10)用の流路アセンブリ(200)であって、
    複合材料で形成され、開口(222)を画定する境界構造(210)であって、前記開口(222)に近接する切り欠き(232)をさらに画定する境界構造(210)と、
    複合材料で形成され、前記境界構造(210)の前記開口(222)内に嵌合するように寸法決めされたエーロフォイル(260)と、
    前記エーロフォイル(260)を前記境界構造(210)と連結すると共に、前記境界構造(210)および前記エーロフォイル(260)と係合するように、前記境界構造(210)によって画定された前記切り欠き(232)内に受け入れられるロック機構(240)と、
    を含み、
    前記ロック機構(240)は前記エーロフォイル(260)と一体的に形成されており、前記境界構造(210)によって画定された前記開口(222)は外側端部(224)と内側端部(226)との間に延び、前記エーロフォイル(260)が前記開口(222)に挿入されると、前記エーロフォイル(260)と一体に形成された前記ロック機構(240)は、前記エーロフォイル(260)を前記境界構造(210)と連結するように、前記開口(222)の前記内側端部(226)に向かって延びると共に前記境界構造(210)によって画定された前記切り欠き(232)内に突出する、流路アセンブリ(200)。
  12. 前記開口(222)は前記境界構造(210)の1つまたは複数の側壁(228)によって画定され、前記境界構造(210)によって画定された前記開口(222)は外側端部(224)と内側端部(226)との間に延び、中点が前記外側端部(224)と前記内側端部(226)との間に画定され、前記切り欠き(232)は前記中点に近接した前記1つまたは複数の側壁(228)によって画定される、請求項10または11記載の流路アセンブリ(200)。
  13. 前記開口(222)は前記境界構造(210)の1つまたは複数の側壁(228)によって画定され、前記境界構造(210)によって画定された前記開口(222)は外側端部(224)と内側端部(226)との間に延び、前記切り欠き(232)は、前記外側端部(224)および前記内側端部(226)のうちの少なくとも1つに近接した前記1つまたは複数の側壁(228)によって形成される、請求項10または11記載の流路アセンブリ(200)。
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