JP2021525329A - ガスタービンエンジン用のシュラウドおよびシール - Google Patents
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Abstract
Description
12 燃料ノズル
14 燃料供給
16 燃焼器
18 タービン
20 排気出口
22 シャフト
24 圧縮機
26 吸気口
28 負荷
30 軸方向
31 半径方向
32 円周方向
33 ロータブレード
34 静止シュラウドセグメント
35 内側シュラウドセグメント
35a 第1の内側シュラウドセグメント
35b 第2の内側シュラウドセグメント
36 外側シュラウドセグメント
37 空洞
38 高温ガス経路
39 冷却剤供給チャネル
44 前縁
46 後縁
48 第1の円周方向縁部
50 第2の円周方向縁部
52 外方面
54 内方面
55 シール
56 界面
57 スロット
58 シーリング部材
59 シールチャンバ
60 冷却チャネル
62 入口
63 出口/衝突出口
65 上流セクション
66 中間セクション
67 下流セクション
68 レール
69 シール
73 天井
75 床
83 面取り部分
Claims (20)
- ガスタービンエンジンのタービン(10)であって、前記タービン(10)は、高温ガス経路(38)の周りに円周方向に積み重ねられた内側シュラウドセグメント(35)を含む静止シュラウドリングを備え、前記内側シュラウドセグメント(35)は、第1の内側シュラウドセグメント(35a)であって、
前記第1の内側シュラウドセグメント(35a)の内部を通して冷却剤を受け入れて送るように構成された冷却チャネル(60)を含む冷却構成であって、前記冷却チャネル(60)の各々は、第1の端部と第2の端部との間で縦方向に延び、前記第2の端部は、前記第1の内側シュラウドセグメント(35a)の外面を通して形成された出口(63)を備える冷却構成と、
円周方向縁部(48、50)と、
前記円周方向縁部(48、50)に形成されたスロット(57)と、
前記スロット(57)内に位置決めされたシーリング部材(58)と
を備える第1の内側シュラウドセグメント(35a)を含み、
前記冷却チャネル(60)の少なくとも1つの前記出口(63)は、前記スロット(57)内に位置決めされる、
タービン(10)。 - 冷却チャネルグループは、複数の前記冷却チャネル(60)を備え、
前記冷却チャネルグループ内の前記冷却チャネル(60)の各々の前記出口(63)は、前記スロット(57)内に位置決めされ、
前記第1の内側シュラウドセグメント(35a)は、
対向した第1および第2の円周方向縁部(48、50)であって、前記円周方向縁部(48、50)は、前記第1および前記第2の円周方向縁部(48、50)の1つを備える対向した第1および第2の円周方向縁部(48、50)と、
前記第1および前記第2の円周方向縁部(48、50)の間に延びる対向した前縁(44)および後縁(46)と、
前記前縁(44)および前記後縁(46)と前記第1および前記第2の円周方向縁部(48、50)との間に延びる対向した内方面(54)および外方面(52)であって、前記内方面(54)は、前記高温ガス経路(38)に向かって内方方向に方向付けられ、前記外方面(52)は、外方方向に方向付けられる対向した内方面(54)および外方面(52)と
を備える、請求項1に記載のタービン(10)。 - 前記タービン(10)は、軸方向(30)、半径方向(31)、および円周方向(32)が画定される中心軸を備え、
前記第1の内側シュラウドセグメント(35a)は、
前記前縁(44)および前記後縁(46)が前記軸方向(30)にオフセットされ、それらの間の前記オフセットが前記第1の内側シュラウドセグメント(35a)の幅を画定し、
前記第1および前記第2の円周方向縁部(48、50)が前記円周方向(32)にオフセットされ、それらの間の前記オフセットが前記第1の内側シュラウドセグメント(35a)の長さを画定し、
前記内方面(54)および前記外方面(52)が前記半径方向(31)にオフセットされ、それらの間の前記オフセットが前記第1の内側シュラウドセグメント(35a)の高さを画定する
ように配向される、
請求項2に記載のタービン(10)。 - 前記円周方向縁部(48、50)上の前記スロット(57)は、前記第1の内側シュラウドセグメント(35a)の前記前縁(44)と前記後縁(46)との間で縦方向に延び、
前記シーリング部材(58)は、前記スロット(57)内で前記第1の内側シュラウドセグメント(35a)の前記前縁(44)における第1の位置から前記後縁(46)における第2の位置まで縦方向に延び、
前記冷却チャネルグループ内の前記冷却チャネル(60)の各々は、前記第1の内側シュラウドセグメント(35a)の前記長さの少なくとも75%にわたって延び、
前記冷却チャネルグループ内の前記冷却チャネル(60)の各々の前記第1の端部は、前記第1の内側シュラウドセグメント(35a)の前記外方面(52)を通して形成された入口(62)を備える、
請求項3に記載のタービン(10)。 - 前記円周方向縁部(48、50)上の前記スロット(57)は、前記第1の内側シュラウドセグメント(35a)の前記前縁(44)と前記後縁(46)との間で縦方向に延び、
前記シーリング部材(58)は、前記スロット(57)内で前記第1の内側シュラウドセグメント(35a)の前記前縁(44)における第1の位置から前記後縁(46)における第2の位置まで縦方向に延び、
前記冷却チャネルグループ内の前記冷却チャネル(60)の各々は、前記第1の内側シュラウドセグメント(35a)の前記長さの少なくとも50%にわたって延び、
前記スロット(57)は、前記外方方向の境界を画定する天井(73)と、前記内方方向の境界を画定する床(75)との間に画定され、
前記冷却チャネルグループ内の前記冷却チャネル(60)の各々の前記出口(63)は、前記スロット(57)の前記天井(73)を通して形成される、
請求項3に記載のタービン(10)。 - 前記スロット(57)の前記天井(73)は、前記円周方向縁部(48、50)に隣接する面取り部分(83)を備え、
前記冷却チャネルグループ内の前記冷却チャネル(60)の各々の前記出口(63)は、前記スロット(57)の前記天井(73)の前記面取り部分(83)を通して形成される、
請求項5に記載のタービン(10)。 - 前記冷却チャネルグループは、少なくとも6つの前記冷却チャネル(60)を備え、
前記冷却チャネルグループ内の前記冷却チャネル(60)の各々の前記出口(63)は、そこから放出される冷却剤の初期軌道が前記内方方向の方向成分を含むように向けられ、
前記冷却チャネルグループ内の前記冷却チャネル(60)の前記出口(63)は、前記内側シュラウドセグメント(35)の前記前縁(44)と前記後縁(46)との間に間隔を置いて配置される、
請求項5に記載のタービン(10)。 - 前記冷却チャネルグループ内の前記冷却チャネル(60)の各々の前記出口(63)は、前記スロット(57)内に位置決めされた前記シーリング部材(58)に向けられ、
前記冷却チャネルグループ内の前記冷却チャネル(60)の各々の前記出口(63)は、前記シーリング部材(58)に対して外方にある半径方向位置を備える、
請求項5に記載のタービン(10)。 - 前記シーリング部材(58)は、対向した内方面(54)および外方面(52)を備え、前記外方面(52)は、前記外方方向に方向付けられ、
前記冷却チャネルグループ内の前記冷却チャネル(60)の各々の前記出口(63)は、前記シーリング部材(58)の前記外方面(52)に向けられ、
前記冷却チャネルグループ内の前記冷却チャネル(60)の前記出口(63)の各々は、衝突出口構成を備え、
基準出口を有する基準冷却チャネルに対して画定される前記衝突出口構成は、前記基準出口が前記基準冷却チャネルの断面流れ面積の60%未満である断面流れ面積を有する構成を備える、
請求項8に記載のタービン(10)。 - ガスタービンエンジンの高温ガス経路(38)を取り囲む静止シュラウドリングで使用するための内側シュラウドセグメント(35)であって、前記内側シュラウドセグメント(35)は、
前記内側シュラウドセグメント(35)の内部を通して冷却剤を受け入れて送るように構成された冷却チャネル(60)を含む冷却構成であって、前記冷却チャネル(60)の各々は、第1の端部と、前記内側シュラウドセグメント(35)の外面を通して形成された出口(63)を備える第2の端部との間で縦方向に延びる冷却構成と、
対向した第1および第2の円周方向縁部(48、50)と、
シーリング部材(58)を受け入れるために、それぞれ前記第1および前記第2の円周方向縁部(48、50)に形成された第1および第2のスロット(57)と
を備え、
前記冷却チャネル(60)の少なくとも1つの前記出口(63)は、前記第1のスロット(57)内に位置決めされ、
前記冷却チャネル(60)の少なくとも1つの前記出口(63)は、前記第2のスロット(57)内に位置決めされる、
内側シュラウドセグメント(35)。 - 第1の冷却チャネルグループは、複数の前記冷却チャネル(60)を備え、第2の冷却チャネルグループは、複数の前記冷却チャネル(60)を備え、
前記第1の冷却チャネルグループ内の前記冷却チャネル(60)の各々の前記出口(63)は、前記第1のスロット(57)内の位置を備え、
前記第2の冷却チャネルグループ内の前記冷却チャネル(60)の各々の前記出口(63)は、前記第2のスロット(57)内の位置を備える、
請求項10に記載の内側シュラウドセグメント(35)。 - 前記内側シュラウドセグメント(35)は、
前記第1および前記第2の円周方向縁部(48、50)の間に延びる対向した前縁(44)および後縁(46)と、
前記前縁(44)および前記後縁(46)と前記第1および前記第2の円周方向縁部(48、50)との間に延びる対向した内方面(54)および外方面(52)と
を備え、
前記第1および前記第2の円周方向縁部(48、50)の間のオフセットは、前記内側シュラウドセグメント(35)の長さを画定し、
前記前縁(44)と前記後縁(46)との間のオフセットは、前記内側シュラウドセグメント(35)の幅を画定し、
前記内方面(54)と前記外方面(52)との間のオフセットは、前記内側シュラウドセグメント(35)の高さを画定し、
前記第1および前記第2の冷却チャネルグループの前記冷却チャネル(60)の各々は、前記内側シュラウドセグメント(35)の前記長さの少なくとも50%にわたって延びる、
請求項11に記載の内側シュラウドセグメント(35)。 - 前記第1の円周方向縁部(48)上の前記第1のスロット(57)は、前記内側シュラウドセグメント(35)の前記前縁(44)と前記後縁(46)との間で縦方向に延び、
前記第2の円周方向縁部(50)上の前記第2のスロット(57)は、前記内側シュラウドセグメント(35)の前記前縁(44)と前記後縁(46)との間で縦方向に延び、
前記第1のスロット(57)内の前記出口(63)は、前記内側シュラウドセグメント(35)の前記前縁(44)と前記後縁(46)との間に間隔を置いて配置され、
前記第2のスロット(57)内の前記出口(63)は、前記内側シュラウドセグメント(35)の前記前縁(44)と前記後縁(46)の間に間隔を置いて配置される、
請求項12に記載の内側シュラウドセグメント(35)。 - 前記第1および前記第2のスロット(57)の各々は、天井(73)と、前記天井(73)と対向した床(75)との間に画定され、前記天井(73)および前記床(75)は、それぞれ前記内方面(54)および前記外方面(52)にほぼ平行であり、
前記第1の冷却チャネルグループ内の前記冷却チャネル(60)の前記出口(63)は各々、前記第1のスロット(57)の前記天井(73)を通して形成され、
前記第2の冷却チャネルグループ内の前記冷却チャネル(60)の前記出口(63)は各々、前記第2のスロット(57)の前記天井(73)を通して形成される、
請求項13に記載の内側シュラウドセグメント(35)。 - 前記第1および前記第2の冷却チャネルグループ内の前記冷却チャネル(60)の前記出口(63)の各々は、衝突出口構成を備え、
前記第1および前記第2の冷却チャネルグループの前記冷却チャネル(60)は、
互いにほぼ平行であり、
前記冷却チャネル(60)の隣接するチャネルが反対配向の流れ方向を有する交互の向流配置に従って配置される、
請求項14に記載の内側シュラウドセグメント(35)。 - ガスタービンエンジンのタービン(10)であって、前記タービン(10)は、高温ガス経路(38)を取り囲む静止シュラウドリングの一部を共に形成する隣接する第1および第2の内側シュラウドセグメント(35a、35b)の間に画定された界面(56)に形成されたシールを備え、前記界面(56)は、それぞれ前記第1および前記第2の内側シュラウドセグメント(35a、35b)の隣り合う第1および第2の円周方向縁部(48、50)の間に形成され、前記シールは、
それぞれ前記第1および前記第2の円周方向縁部(48、50)に配置された第1および第2のスロット(57)であって、前記第1および前記第2のスロット(57)は、前記界面(56)に跨るシールチャンバ(59)を協調的に形成する第1および第2のスロット(57)と、
前記シールチャンバ(59)内に位置決めされたシーリング部材(58)であって、前記シーリング部材(58)は、前記シールチャンバ(59)内で動作可能な係合が前記界面(56)にわたって位置決めされた前記シーリング部材(58)を維持するように、前記シールチャンバ(59)と対応して成形されたシーリング部材(58)と、
前記第1および前記第2の内側シュラウドセグメント(35a、35b)の各々内に形成された冷却チャネル(60)であって、前記冷却チャネル(60)の各々は、第1の端部と、出口(63)を備える第2の端部との間で縦方向に延びる冷却チャネル(60)と
を備え、
第1の冷却チャネルグループは、前記第1の内側シュラウドセグメント(35a)内に形成された複数の前記冷却チャネル(60)を備え、
第2の冷却チャネルグループは、前記第2の内側シュラウドセグメント(35b)内に形成された複数の前記冷却チャネル(60)を備え、
前記第1の冷却チャネルグループ内の前記冷却チャネル(60)の前記出口(63)は各々、前記第1のスロット(57)内の位置を備え、
前記第2の冷却チャネルグループ内の前記冷却チャネル(60)の前記出口(63)は各々、前記第2のスロット(57)内の位置を備える、
タービン(10)。 - 前記第1および前記第2の内側シュラウドセグメント(35a、35b)は各々、
前記第1および前記第2の円周方向縁部(48、50)の間に延びる対向した前縁(44)および後縁(46)と、
前記前縁(44)および前記後縁(46)と前記第1および前記第2の円周方向縁部(48、50)との間に延びる対向した内方面(54)および外方面(52)と
を備え、
前記タービン(10)は、中心軸が画定されるシャフト(22)を備え、軸方向(30)、半径方向(31)、および円周方向(32)は、前記中心軸に対して画定され、
前記第1および前記第2の内側シュラウドセグメント(35a、35b)の各々は、
前記前縁(44)および前記後縁(46)が前記軸方向(30)にオフセットされ、それらの間の前記オフセットが幅を画定し、
前記第1および前記第2の円周方向縁部(48、50)が前記円周方向(32)にオフセットされ、それらの間の前記オフセットが長さを画定し、
前記内方面(54)および前記外方面(52)が前記半径方向(31)にオフセットされ、それらの間の前記オフセットが高さを画定する
ように配向され、
前記内方面(54)は、前記高温ガス経路(38)に向かって内方方向を向き、前記外方面(52)は、外方方向を向き、
前記第1および前記第2の冷却チャネルグループの前記冷却チャネル(60)の各々は、前記第1および前記第2の内側シュラウドセグメント(35a、35b)のそれぞれの1つの前記長さの少なくとも50%にわたって延びる、
請求項16に記載のタービン(10)。 - 前記スロット(57)の各々は、前記外方方向の境界を画定する天井(73)と、前記内方方向の境界を画定する床(75)との間に画定され、
前記第1および前記第2の冷却チャネルグループ内の前記冷却チャネル(60)の各々の前記出口(63)は、前記スロット(57)の前記それぞれの1つの前記天井(73)を通して形成される、
請求項17に記載のタービン(10)。 - 前記第1および前記第2の冷却チャネルグループ内の前記冷却チャネル(60)の各々の前記出口(63)は、そこから放出される冷却剤の初期軌道が前記内方方向の方向成分を含むように向けられる、請求項18に記載のタービン(10)。
- 前記シーリング部材(58)は、対向した内方面(54)および外方面(52)を備え、前記外方面(52)は、前記外方方向を向き、
前記第1および前記第2の冷却チャネルグループ内の前記冷却チャネル(60)の各々の前記出口(63)は、前記シーリング部材(58)の前記外方面(52)に向けられ、
前記第1および前記第2の冷却チャネルグループ内の前記冷却チャネル(60)の前記出口(63)の各々は、衝突出口構成を備える、
請求項18に記載のタービン(10)。
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