JP4052376B2 - ガスタービンエンジン可変ノズルをシールする方法及び装置 - Google Patents

ガスタービンエンジン可変ノズルをシールする方法及び装置 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的にガスタービンエンジン可変ジオメトリ吐出ノズルに関し、より具体的には、ガスタービンエンジン可変ジオメトリ装置を遮蔽するのに用いられるシール装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
少なくとも一部の公知のガスタービンエンジンには、可変ジオメトリ装置を含む吐出ノズルが含まれている。可変ジオメトリ装置は、吐出ノズルの面積を調節する。エンジンを流出する高温燃焼ガスの結果として、吐出ノズルは高温及び燃勾配にさらされるので、可変ジオメトリ装置は、可変ジオメトリ装置の構成部品を遮蔽するためのシール装置を含む。さらに、シール装置は、エンジンを通る吐出流路の一部を形成する。
【0003】
少なくとも一部の公知のシール装置は、バックボーン及びベースシートを含んでいる。バックボーンは、可変ジオメトリ装置の内側にベースシートを固定する。高温運転における有効寿命を延ばすのを助長するために、少なくとも一部の公知のベースシートは、セラミック母材の複合(CMC)材料のような非金属材料から製作される。
【特許文献1】
特開平06−346758号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
少なくとも一部の公知のCMCベースシートは、リベットまたはボルトのような機械式固締具を用いてバックボーンに取り付けられる。ある期間にわたって、連続する熱膨張は、ボルト止めされリベット止めされた接合個所の内部に局部的応力集中を生じさせる可能性がある。さらに、連続する熱サイクルにより、かかる機械式固締具が弛む可能性がある。
【0005】
他の公知のCMCベースシートは、埋込み式取付具でバックボーンに取り付けられる。かかる取付具は、主としてCMC材料の積層内引張強度に依存して定位置に保持する。かかる引張強度は、ベースシートを通る最も弱い荷重経路となる可能性があるので、連続した熱サイクルは、かかる埋込み式取付具を弛め、ベースシート中に損傷を与える応力を引き起こす可能性がある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
例示的な実施形態において、ガスタービンエンジン吐出ノズルは、エンジン可変ジオメトリ装置の有効寿命を延ばすのを助長するシール装置を備える可変ジオメトリ装置を含む。シール装置は、バックボーン及び取付組立体を含む。取付組立体は、バックボーンに取付組立体を固定するように、バックボーンに摩擦係合する。取付組立体は、複数のクランプ部分組立体及び非金属ベースシートを含む。クランプ部分組立体は、所定の量の予荷重力がベースシートに掛けられるように、ベースシートを貫通して延びる開口を通して固締される。この例示的な実施形態においては、ベースシートは、セラミック母材の複合材料から製作される。
【0007】
運転中に、高温の燃焼ガスが吐出ノズルを通って流れるとき、シール装置は、可変ジオメトリ装置の構成部品を高温から遮蔽し、またクランプ部分組立体は、下向きのシール荷重をバックボーンに伝える。ある期間にわたって、シール装置が高温に曝されるとき、クランプ部分組立体は、ベースシートとバックボーンの間のシールを破壊することなく、取付組立体が軸方向に熱膨張することを可能にする。さらに、クランプ部分組立体は、熱的及び機械的不整合に対して余裕を持たせるので、取付組立体は、シール装置中の局部的応力上昇を排除するのを助け、従ってシール装置の有効寿命を延ばすのに役立つ。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1は、ファン組立体12、高圧圧縮機14、及び燃焼器16を含むガスタービンエンジン10の概略図である。1つの実施形態において、エンジン10は、オハイオ州シンシナチのGeneral Electric Companyから市販されているF414エンジンである。エンジン10はまた、高圧タービン18及び低圧タービン20を含む。ファン組立体12及びタービン20は、第1のシャフト24により結合され、また圧縮機14及びタービン18は、第2のシャフト26により結合される。
【0009】
運転中、空気はファン組立体12を通って流れ、加圧された空気はファン組立体12から高圧圧縮機14に供給される。高度に加圧された空気は、燃焼器16に供給される。燃焼器16からの空気流は、回転タービン18及び20を駆動し、吐出ノズル28を通してガスタービンエンジン10から流出する。吐出ノズル28は、可変ジオメトリ装置(図示せず)を含む。
【0010】
図2は、ガスタービンエンジン10(図1に示す)のようなガスタービンエンジンに用いられるシール装置40の斜視図である。図3は、シール装置40の分解図である。シール装置40は、エンジン吐出ノズル28(図1に示す)に結合される。エンジン吐出ノズル28は、シール付きフラップ可変ジオメトリを用いる可変面積吐出ノズルである。シール装置40は、吐出ノズル28に結合されて、エンジン10を流出する高温燃焼ガスから可変ジオメトリ装置の構成部品(図示せず)を遮蔽する。より具体的には、シール装置40は、シール装置40の流路側面42が、エンジン10を流出する燃焼ガスに曝されるように、吐出ノズル28に結合される。
【0011】
シール装置40は、バックボーン50及び取付組立体52を含む。取付組立体52は、以下により詳細に述べるようにバックボーン50に結合される。バックボーン50は、当技術では知られており、軸方向に前端54から後端56まで延びる本体53を含む。バックボーン本体53は、前方取付個所60、中央取付個所62、及び後方取付個所64を含む。中央取付個所62は、軸方向に前方取付個所60と後方取付個所64の間に配置され、前方取付個所60と同一である。前方及び中央取付個所60及び62は各々、バックボーン50を取付組立体52に摩擦固定するのに用いられる棚状部(図2及び図3には図示せず)をそれぞれ含む。より具体的には、棚状部は、側壁65から側壁65により形成される開口66中に半径方向内方に延びる。
【0012】
バックボーン本体の後方取付個所64は、溝70を形成する1対の側壁68を含む。孔72が、側壁68を貫通して延び、バックボーン50を半径方向に取付組立体52に固定するための固締具(図示せず)を受け入れる大きさに作られる。
【0013】
取付組立体52は、複数のクランプ部分組立体80及びベースシート82を含む。より具体的には、取付組立体52は、前方クランプ部分組立体84、後方クランプ部分組立体86、及び後方クランプ部分組立体86と前方クランプ部分組立体84の間の中央クランプ部分組立体88を含む。各クランプ部分組立体80は、第1のワッシャ90及び第2のワッシャ92を含む。各ワッシャ90及び92は、それぞれ中央開口94及び96を含む。各ワッシャ開口94及び96は、直径98を有する。第1のワッシャ90は、シムワッシャであり、第2のワッシャ92とベースシート82の間に位置する。第2のワッシャ92は、皿ワッシャであり、厚さ100を有する。
【0014】
中央クランプ部分組立体88は、前方クランプ部分組立体84と同一であり、各々はリテーナ104及びハンガ106を含む。各リテーナ104は、本体部110、保持フック部112、及びベース113を含む。リテーナ本体部110は、ベース113からほぼ垂直に延び、溝116が1対の側壁118の間に形成されるように、ほぼU字形である。本体部の側壁118は、それを通して1対の固締具122を受け入れる大きさに作られた1対の孔120を含む。1つの実施形態において、固締具122はねじが切られている。
【0015】
リテーナベース113は、ワッシャ開口直径98より大きくかつワッシャ90及び92の外径128より小さい直径126を有する。従って、クランプ部分組立体84及び88が組立てられる場合には、リテーナベース113は、リテーナ104とワッシャ92の間にシールが形成されるように、ワッシャ92と同心に整合されかつそれに押し当てて押圧される。
【0016】
リテーナフック部112は、リテーナ本体部110の半径方向外側表面132から距離130だけ外方に突出する。従って、フック部112は、本体部110の高さ134より小さい高さ132を有する。さらに、フック部112の半径方向内側表面136のみが、本体部110の半径方向内側表面と実質的に同一平面になっている。
【0017】
ハンガ106は、それぞれ中央及び前方クランプ部分組立体88及び84と共に用いられる。各ハンガ106は、ベース140及び柱状部142を含む。柱状部142は、ベース140からほぼ垂直に延びており、固締具122を受け入れる大きさに作られた1対の孔144を含む。
【0018】
ハンガ・ベース140は、ほぼ円形であり、直径150及び半径方向内側表面154と半径方向外側表面156の間で測定された厚さ152を有する。第1の環状突起158が、環状リング159からハンガ柱状部142まで半径方向内方に延びる。より具体的には、環状リング159は、環状突起158とハンガ・ベース140の間で傾斜している。環状突起158は、ほぼ楕円形の断面輪郭を有し、ベース140に対して同心に整合される。さらに、環状突起158は、ベースの直径150より小さい最大直径(図示せず)を有する。
【0019】
ハンガ柱状部142は、ハンガ・ベースの環状突起158から延びており、環状突起158の幅(図示せず)より広い幅160を有する。従って、切欠き162が、ハンガ柱状部142とハンガ・ベースの環状突起158の間に形成される。
【0020】
後方クランプ部分組立体86は、前方及び中央クランプ部分組立体84及び88それぞれとほぼ類似していて、各々は環状のリングリテーナ170及びハンガ172を含む。リングリテーナ170は、開口174を形成し、かつ1対の固締タブ176を含む。リングリテーナ開口174は、最大直径(図示せず)を形成するほぼ楕円形の断面輪郭を有する。
【0021】
後方クランプ部分組立体のリテーナタブ176は、リテーナ170がクランプ部分組立体86とバックボーン50に対して適正に整合されて固定されることを保証する。より具体的には、タブは、環状リテーナ170からほぼ垂直に延びており、距離178だけ間隔を置いて配置されている。タブ距離178は、各バックボーン本体の後方取付個所における側壁68の外側表面182の間で測定された距離180よりわずかに大きい。
【0022】
リングリテーナ170は、ワッシャ開口の直径98より大きくかつワッシャ90及び92の外径128より小さい外径186を有する。従って、クランプ部分組立体86が組立てられる場合には、リングリテーナ170は、リングリテーナ170とワッシャ92の間にシールが形成されるように、ワッシャ92と同心に整合されかつそれに押し当てて押圧される。
【0023】
後方クランプ部分組立体のハンガ172は、前方及び中央クランプ部分組立体のハンガ106とほぼ類似しており、またベース190及び柱状部192を含む。柱状部192は、ベース190からほぼ垂直に延びており、バックボーン本体の後方取付個所64を貫通して延びる固締具を受け入れる大きさに作られた孔194を含む。
【0024】
後方クランプ部分組立体のハンガ・ベース190は、ほぼ円形であり、直径196及び半径方向内側表面200と半径方向外側表面202の間で測定された厚さ198を有する。第1の環状突起204が、環状リング206から第2の環状突起210まで半径方向内方に延びる。より具体的には、環状リング206は、第1の環状突起204とハンガ・ベース190の間で傾斜している。第1の環状突起204は、ほぼ楕円形の断面輪郭を有し、ベース190に対して同心に整合される。さらに、第1の環状突起204は、ベースの直径196より小さい最大直径(図示せず)を有する。
【0025】
第2の環状突起210は、第1の環状突起204からハンガ柱状部142のベース212まで延びる。ハンガ柱状部のベース212は、ほぼ円形の断面輪郭及び後方クランプ部分組立体のリングリテーナ開口174の最小直径より小さい直径(図示せず)を有する。
【0026】
取付組立体のベースシート82は、非金属材料から製作されており、ベースシート82の第1の側部222からベースシート82の第2の側部224まで軸方向に延びる対称軸220を含む。1つの実施形態において、ベースシート82は、高温運転中にベースシート82の有効寿命を延ばすことを助長するセラミック母材の複合材料から製作される。ベースシート82は、対称軸220に対して同軸上に配置された複数の開口226を含む。より具体的には、ベースシート82は、前方開口228、中央開口229、及び後方開口230を含む。
【0027】
各開口226は、ベースシート82の半径方向内側表面234から半径方向内方に延びる隆起表面232付きで形成される。隆起表面232は、ワッシャ外径128より大きい外径234を有する。開口226は、ほぼ楕円形状の断面輪郭を有し、各開口226の最大直径(図示せず)がベースシート対称軸220にほぼ垂直になるように、配置される。
【0028】
開口226は、ハンガの第1の突起158及び204を受け入れる寸法に作られる。より具体的には、開口226は、各クランプ部分組立体の第1の突起158及び204並びに各クランプ部分組立体の環状リング159及び206が、それぞれ狭い公差で各開口226内に受け入れられ、各ハンガ106及び172それぞれとベースシート82の間にシールが形成されるように、傾斜している。
【0029】
ベースシート82はまた、各ベースシート開口226の周囲の周りにベースシートの流路側面42から内方に延びる凹部(図2及び図3には図示せず)を含む。各クランプ部分組立体80が組立てられた後に、各ハンガ・ベース140及び190が各それぞれの凹部内に受け入れられて、各ハンガの半径方向外側表面156及び202それぞれがベースシートの流路側面42と実質的に同一平面になるように、各ベースシートの凹部は、各クランプ部分組立体のハンガ・ベース140及び190を受け入れる寸法に作られる。
【0030】
シール装置40を組立てる間、クランプ部分組立体80は組立てられてベースシート82に固定される。最初に、前方及び中央部分組立体のハンガ96は、ハンガ・ベース140が前方及び中央ベースシートの凹部内に受け入れられるように、それぞれのベースシート開口228及び229を通して挿入される。ベースシート開口226は楕円形であるので、開口226は、ハンガ96がベースシート82に対して適正に整合されてベースシート82に固定されることを保証する。
【0031】
第1のワッシャ90は、各ハンガ柱状部142上に挿入されて、ベースシート隆起表面228と接触するように設置される。次に、第2のワッシャ92が、各第2のワッシャ92が各第1のワッシャ90と接触するように、各ハンガ柱状部142上に挿入される。より具体的には、各第2のワッシャ92が定位置にある場合には、各第2のワッシャは、各ワッシャ92と各ハンガの環状突起158の間にシールが形成されるように、各それぞれのハンガ切欠き162内に圧縮されて受け入れられるであろう。
【0032】
次に、各リテーナ104が、各ハンガ106上に挿入される。より具体的には、各リテーナ104は、各ハンガ柱状部142が各それぞれのリテーナ溝116内に受け入れられるように、各ハンガ106上に挿入される。次に、リテーナ104は、ベースシート82の方に向かって押され、リテーナ側壁の孔120をハンガ柱状部の孔144と同心に整合させる。次に、固締具122を用いて、各ワッシャ92が所定の量の予荷重力をベースシート82に与えるように、各リテーナ104を各ハンガ106に固定する。ワッシャ92によってベースシート82に与えられる予荷重の量は、変更可能であり、選定されたワッシャ92の厚さ100によって決まる。別の実施形態においては、予荷重は、各ワッシャ90の厚さ(240)によって決まる。ワッシャ予荷重は、全てのガスタービンエンジンの運転温度及び圧力の組合せの間において、シール装置40内でのシールのチャタリングを防止するように予め選定される。
【0033】
次に、後方部分組立体のハンガ172が、後方部分組立体のハンガ・ベース190が、後方ベースシートの凹部内に受け入れられるように、ベースシート後方開口230を通して挿入される。ベースシート後方開口230は楕円形であるので、開口230は、後方部分組立体のハンガ172がベースシート82に対して適正に整合されてベースシート82に固定されることを保証する。
【0034】
第1のワッシャ90は、ハンガ柱状部192上に挿入されて、ベースシート隆起表面232と接触するように配置される。次いで、第2のワッシャ92が、各第2のワッシャ92が各第1のワッシャ90と接触するように、ハンガ柱状部192上に挿入される。
【0035】
次に、後方クランプ部分組立体のリングリテーナ170が、ハンガ柱状部192上に挿入される。より具体的には、リングリテーナ開口174は、楕円形であるので、ハンガ柱状部192を受け入れるために、環状リテーナ170は、リングリテーナの最大直径がベースシートの中心線対称軸220とほぼ平行に整合されるように、最初に回転されてハンガ柱状部192上に挿入される。次に、リングリテーナ170は、ワッシャ90及び92とベースシート82の間にシールが形成されるように、ベースシート82に向かって押されてワッシャ90及び92を圧縮する。ワッシャ90及び92が十分に圧縮されると、リングリテーナ170は、リングリテーナのタブ176がベースシートの第2の側部224に平行になるように、90度回転される。
【0036】
リングリテーナ170が回転された後は、ハンガ柱状部192は、リングリテーナ170が回転するのを防止するので、ワッシャ90及び92への圧縮を維持する。より具体的には、各ワッシャ90及び92は、所定の量の予荷重力をベースシート82に与える。ワッシャ92によってベースシート82に与えられる予荷重の量は、変更可能であり、選定されたワッシャ92の厚さ100によって決まる。別の実施形態において、予荷重は、各ワッシャ90の厚さ240によって決まる。ワッシャ予荷重は、全てのガスタービンエンジンの運転温度及び圧力の組合せの間において、シール装置40内でのシールのチャタリングを防止するように予め選定される。
【0037】
次に、取付組立体52は、バックボーン50に結合される。より具体的には、前方及び中央クランプ部分組立体のリテーナ104は、それぞれのバックボーン取付個所60及び62内に受け入れられる。より具体的には、リテーナ104は、バックボーン取付個所の開口66内に受け入れられる。その上に、後方クランプ部分組立体のハンガ柱状部192は、バックボーン後方取付個所の溝70内に受け入れられる。次に、前方及び中央クランプ部分組立体のリテーナフック部112が、バックボーン取付個所の棚状部に摩擦係合し、また後方クランプ部分組立体のハンガ柱状部の孔194が、バックボーン後方取付個所の孔72と同心に整合されるように、取付組立体52は前方に摺動させられる。次いで、固締具を用いて、バックボーン50を取付組立体52に固定する。フック部112は、バックボーン50に対して取付組立体52を案内し心合せする。
【0038】
エンジン運転中に、フック部112及び後方クランプ部分組立体のハンガ柱状部の孔194は、下向きのシール荷重をバックボーン50に伝える。シール装置40は高温に曝されるとき、フック部112及び後方固締具は、ベースシート82とクランプ部分組立体80の間のシールを破壊することはなく、取付組立体52が熱膨張することを可能にする。結果として、取付組立体52は、金属構成部品とベースシート82の間の熱膨張差を容易にする。さらに、クランプ部分組立体は、熱的及び機械的不整合に対する余裕をもたせるので、取付個所領域内の局部的応力上昇を排除するのを助け、従って、圧縮予荷重によってベースシート開口226における引張応力を減少させる。
【0039】
図4は、バックボーン50に結合された、組立てられた前方クランプ組立体84の拡大部分破断図である。バックボーン本体の前方取付個所60は、軸方向に取付個所開口66中に延びる棚状部250を含む。より具体的には、棚状部250は、開口66の前方端252から延びる。
【0040】
取付組立体のベースシート82は、各ベースシート開口226の周囲を囲繞する凹部254を含む。より具体的には、各ベースシートの凹部254は、ベースシートの流路側面42から開口226を形成する傾斜した側壁256まで内側に延びる。従って、ハンガ・ベース140が開口226内に受け入れられるとき、ハンガ・ベースの半径方向外側表面156は、ベースシートの流路側面42と実質的に同一平面になる。その上に、ハンガ・ベース140が受け入れられると、ハンガ・ベース140とベースシート82の間のシール接触と同時に、傾斜した側壁256は、ハンガの第1の突起158と環状リング159の間のシール接触がベースシート82と共に維持されることを保証する。
【0041】
さらに、図4に示すように、リテーナフック部112がバックボーン取付個所の棚状部250に摩擦係合するとき、リテーナフック部112は、バックボーンの取付個所開口側壁65から距離260だけ離れている。距離260により、取付組立体52が熱膨張することが可能になる。
【0042】
図5は、バックボーン50に結合された、組立てられた後方クランプ組立体86の拡大部分破断図である。取付組立体のベースシート82は、ベースシート後方開口230の周囲を囲繞する凹部266を含む。より具体的には、ベースシートの凹部266は、ベースシートの流路側面42から開口230を形成する傾斜した側壁268まで内側に延びる。従って、ハンガ・ベース190が開口230内に受け入れられるとき、ハンガ・ベースの半径方向外側表面202は、ベースシート流路側面42と実質的に同一平面になる。その上に、ハンガ・ベース190が受け入れられると、ハンガ・ベース190とベースシート82の間のシール接触と同時に、傾斜した側壁266は、ハンガの第1の突起204と、第2の突起210と、環状リング206の間のシール接触がベースシート82と共に維持されることを保証する。
【0043】
さらに、バックボーン後方取付個所64は、取付組立体52が軸方向に熱膨張することができるように、また取付組立体52が横方向に左右に移動するのが防止されるように、取付組立体52をバックボーン50に固定する。
【0044】
上記のシール装置は、対費用効果がよくまた信頼性が高い。シール装置は、セラミック母材の複合材料から製作されたベースシートを備える取付組立体を含む。クランプ部分組立体は、所定の予荷重をベースシートに掛けるので、ボルト止めされリベット止めされた取付装置に固有の応力集中が排除され、非金属ベースシートとシール装置の金属構成部品との間の熱膨張は吸収される。さらに、クランプ組立体はベースシート内の局部的応力集中の排除を促進し、従って、ベースシート開口における引張応力を減少させる。結果として、取付組立体は、対費用効果がよくかつ信頼性のある方法で、ガスタービンエンジン可変ジオメトリシール装置の有効寿命を延ばすのを助長する。
【0045】
本発明を、様々な特定の実施形態に関して説明してきたが、本発明が特許請求の範囲の技術思想及び技術的範囲内の変形形態で実施することが可能であることは、当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】 ガスタービンエンジンの概略図。
【図2】 図1に示すガスタービンエンジンに用いられるシール装置の斜視図。
【図3】 図2に示すシール装置の分解斜視図。
【図4】 図2に示すシール装置の区域4に沿う拡大部分破断図。
【図5】 図2に示すシール装置の区域5に沿う拡大部分破断図。
【符号の説明】
40 シール装置
42 流路側面
50 バックボーン
52 取付組立体
53 バックボーン本体
60 前方取付個所
62 中央取付個所
64 後方取付個所
66 開口
80 クランプ部分組立体
82 バックシート
84 前方クランプ部分組立体
86 後方クランプ部分組立体
88 中央クランプ部分組立体
90 第1のワッシャ
92 第2のワッシャ
104、170 リテーナ
106、172 ハンガ

Claims (6)

  1. 複数のクランプ部分組立体(84、88)を含む取付組立体(52)と、複数の開口(226)を備える非金属バックシート(82)と、取付開口(66)を備えるバックボーン(50)と、を含むガスタービンエンジン吐出ノズル(28)用シール装置(40)を組立てる方法であって、
    前記クランプ部分組立体(84、88)の各々は、
    リテーナベース(113)、該リテーナベースからほぼ垂直に延びてリテーナ溝(116)を形成するほぼU字形のリテーナ本体部(110)、及び該リテーナ本体部から突出した保持フック部(112)を備えるリテーナ(104)と、
    ほぼ円形のハンガベース(140)と該ハンガベースからほぼ垂直に延びる柱状部(142)とを備えるハンガ(106)と、
    ワッシャ(90、92)と
    を備えており、
    前記取付開口(66)は、側壁(65)と、該側壁から前記バックボーン(50)の長手方向に延びる棚状部(250)とを備えており、
    前記方法は、
    各非金属バックシートの開口に前記柱状部(142)を通す段階と、
    前記ワッシャ(90、92)を前記柱状部に挿入する段階と、
    前記柱状部(142)がリテーナ溝(116)内に受け入れられるように、前記リテーナ(104)を柱状部(142)に挿入する段階と、
    前記リテーナによって前記ワッシャ(90、92)と前記ハンガ(106)との間に前記バックシート(82)を固定する段階と、
    前記取付組立体が前記バックボーン(50)に対して心合わせされるように、前記保持フック部(112)を前記取付開口(66)の側壁(65)と所定の距離をおいて棚状部(250)に摩擦係合させる段階と、
    を含み、
    前記リテーナによって前記ワッシャ(90)と前記ハンガ(106)との間に前記バックシートを固定する段階では、前記バックボーン(50)を摩擦係合させたときに前記ワッシャから前記バックシート(82)に予荷重が掛かるよう、前記ワッシャ(90、92)と前記ハンガ(106)の間に前記バックシートを固定する
    ことを特徴とする方法。
  2. 前記ハンガベース(140)が環状突起(158)を備え、
    前記柱状部(142)は、前記ハンガベース(140)の環状突起(158)から延びており、
    前記柱状部(142)は前記環状突起(158)の幅より広い幅(160)を有して切欠き(162)が柱状部(142)と環状突起(158)との間に形成されており、
    前記ワッシャは、第1のワッシャ(90)及び第2のワッシャ(92)からなり、
    前記ワッシャ(90、92)を前記ハンガの柱状部に挿入する段階では、前記第 1 のワッシャを前記柱状部に挿入し、次に前記第2のワッシャを前記柱状部に挿入する段階を含み、
    前記リテーナによって前記ワッシャ(90)と前記ハンガ(106)との間に前記バックシートを固定する段階において、前記第2のワッシャ(92)が前記切欠き(162)内に圧縮されて受け入れられ、該第2のワッシャと前記環状突起(158)との間にシールが形成される
    ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. ガスタービンエンジン吐出ノズル(28)用シール組立体(52)であって、
    取付開口(66)を備えるバックボーン(50)と、
    複数の開口(226)を備える非金属のバックシート(82)と、
    複数のクランプ部分組立体(84、88)を含む取組立体と、
    を含んでおり、
    前記クランプ部分組立体(84、88)の各々は、
    リテーナベース(113)、該リテーナベースからほぼ垂直に延びてリテーナ溝(116)を形成するほぼU字形のリテーナ本体部(110)、及び該リテーナ本体部から突出した保持フック部(112)を備えるリテーナ(104)と、
    ほぼ円形のハンガベース(140)と該ハンガベースからほぼ垂直に延びる柱状部(142)とを備えるハンガ(106)と、
    ワッシャ(90、92)と
    を備えており、
    前記取付開口(66)には、側壁(65)と、該側壁から前記バックボーン(50)の長手方向に延びる棚状部(250)とが設けられており、
    前記柱状部(142)は各非金属バックシートの開口に通され、前記ワッシャ(90、92)は前記柱状部に挿入され、前記リテーナ(104)は前記柱状部(142)がリテーナ溝(116)内に受け入れられるように柱状部(142)に挿入されており、
    前記ワッシャから前記バックシート(82)に予荷重が掛かるよう前記リテーナによって前記ワッシャ(90、92)と前記ハンガ(106)との間に前記バックシート(82)が固定されており、
    前記取付組立体が前記バックボーン(50)に対して心合わせされ、前記保持フック部(112)が前記取付開口(66)の側壁(65)と所定の距離をおいて前記棚状部(250)に摩擦係合されている
    ことを特徴とするシール組立体(52)。
  4. 前記バックシート(82)は、セラミック母材の複合材料から製作されることを特徴とする、請求項3に記載のシール組立体(52)。
  5. 前記バックシート開口(226)は、前記バックシートに対して前記クランプ部分組立体(84、88)を配向する形状にされることを特徴とする、請求項3又は4に記載のシール組立体(52)。
  6. 可変エンジン吐出ノズル(28)を含むガスタービンエンジン(10)であって、
    前記可変エンジン吐出ノズルは、該可変エンジン吐出ノズルに結合されたシール装置(40)を備え、
    前記シール装置が、請求項3乃至5のいずれか1項のシール組立体(52)であるガスタービンエンジン(10)。
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7244813B2 (en) * 2003-08-26 2007-07-17 General Electric Company Methods of purifying polymeric material
US7028462B2 (en) * 2003-11-07 2006-04-18 General Electric Company Method and apparatus for arresting a crack within a body
US7310949B2 (en) * 2003-11-07 2007-12-25 General Electric Company Method and apparatus for arresting a crack within a body
US20050097893A1 (en) * 2003-11-07 2005-05-12 General Electric Company Method and apparatus for increasing a durability of a body
US7178325B2 (en) * 2004-05-20 2007-02-20 United Technologies Corporation Divergent flap for a gas turbine engine
US7231724B2 (en) * 2005-10-28 2007-06-19 General Electric Company Nozzle seal slot measuring tool and method
US7624579B2 (en) 2006-02-15 2009-12-01 United Technologies Corporation Convergent divergent nozzle with supported divergent seals
US7950234B2 (en) * 2006-10-13 2011-05-31 Siemens Energy, Inc. Ceramic matrix composite turbine engine components with unitary stiffening frame
US8156745B2 (en) * 2008-02-29 2012-04-17 General Electric Company Exhaust nozzle seal with segmented basesheet
US8122722B2 (en) * 2008-02-29 2012-02-28 General Electric Company Exhaust nozzle seal with segmented basesheet disposed between side rails
US8118546B2 (en) * 2008-08-20 2012-02-21 Siemens Energy, Inc. Grid ceramic matrix composite structure for gas turbine shroud ring segment
FR2936557B1 (fr) * 2008-09-30 2017-04-21 Snecma Systeme de commande d'equipements a geometrie variable d'un moteur a turbine a gaz comportant notamment une liaison par pistes de guidage.
US9322334B2 (en) 2012-10-23 2016-04-26 General Electric Company Deformable mounting assembly
US9989009B2 (en) * 2012-10-31 2018-06-05 The Boeing Company Methods and apparatus for sealing variable area fan nozzles of jet engines
US10077681B2 (en) 2013-02-14 2018-09-18 United Technologies Corporation Compliant heat shield liner hanger assembly for gas turbine engines
US9689346B2 (en) * 2013-04-12 2017-06-27 United Technologies Corporation Gas turbine engine convergent/divergent exhaust nozzle divergent seal with dovetail interface
DE102013007443A1 (de) * 2013-04-30 2014-10-30 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Brennerdichtung für Gasturbinen-Brennkammerkopf und Hitzeschild
JP6368499B2 (ja) * 2014-02-12 2018-08-01 あおい精機株式会社 搬送装置
JP6616954B2 (ja) 2015-03-31 2019-12-04 あおい精機株式会社 搬送装置
CN113530705A (zh) * 2021-08-18 2021-10-22 中国航发贵阳发动机设计研究所 一种航空发动机可调喷管外调节片收放限位装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4292802A (en) 1978-12-27 1981-10-06 General Electric Company Method and apparatus for increasing compressor inlet pressure
US5039014A (en) * 1989-04-11 1991-08-13 General Electric Company Axisymmetric vectoring exhaust nozzle seal
US5054997A (en) 1989-11-22 1991-10-08 General Electric Company Blade tip clearance control apparatus using bellcrank mechanism
US5307624A (en) 1990-04-04 1994-05-03 General Electric Company Variable area bypass valve assembly
US5437411A (en) 1992-12-14 1995-08-01 General Electric Company Vectoring exhaust nozzle flap and seal positioning apparatus
IL109085A (en) * 1993-04-05 1997-08-14 Gen Electric Nozzle seal assembly with removable baseplate
FR2704599B1 (fr) * 1993-04-29 1995-06-09 Snecma Tuyere d'ejection a geometrie variable pour turbomachine.
US5683034A (en) * 1995-05-22 1997-11-04 United Technologies Corporation Engine exhaust nozzle seal
EP0750107B1 (en) * 1995-06-21 1999-10-27 Volvo Aero Corporation Exhaust nozzle flap

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