JP6529013B2 - Ｃｍｃシュラウド支持システム - Google Patents

Description

開示の実施形態は、一般にガスタービンエンジン用のシュラウドに関する。より詳細には、限定されるものではないが、本実施形態は、ＣＭＣシュラウドを連結するためのクリップ構造を含むガスタービンエンジンで利用されるセラミックマトリックス複合材（ＣＭＣ）シュラウド支持システムに関する。

典型的なガスタービンエンジンは一般に、前方端部と後方端部とを有し、これらの間にいくつかのコア又は推進構成要素が軸方向に位置決めされる。空気入口又は吸気口は、エンジンの前方端部に位置する。後方端部に向かって移動すると、順番に、吸気口の後に、圧縮機、燃焼室、及びタービンが続く。例えば、低圧圧縮機と高圧圧縮機、及び低圧タービンと高圧タービンなどの、追加の構成要素をエンジンに含めてもよいことは、当業者に容易に明らかになるであろう。しかしながら、これは網羅的なリストではない。エンジンはまた、典型的には、エンジンの長手方向中心軸線に沿って軸方向に配置された内部シャフトを有する。内部シャフトは、タービンと空気圧縮機の両方に連結され、その結果、タービンが空気圧縮機に回転入力を与えて、圧縮機ブレードを駆動する。

運転時には、空気が圧縮機内で加圧され、燃焼器内で燃料と混合されて高温燃焼ガスを生成し、この高温燃焼ガスはタービン段を通って下流側に流れる。これらのタービン段は、燃焼ガスからエネルギーを抽出する。多段高圧タービンはまず、支持用ロータディスクから半径方向外側に延在する高圧タービンロータブレードの列を通して燃焼器から高温燃焼ガスを受け取る。低圧タービンは、ガスエネルギーを機械エネルギーに更に変換するために、高圧タービンの下流側に配置することができる。

シュラウド組立体は、タービンロータの周囲を囲み、かつタービンを通って流れる燃焼ガスに対する外側境界を画定する。タービンシュラウドは、単一の一体構造とすることができ、又は複数のセグメントから形成することができる。いくつかの公知のシュラウド組立体は、タービンブレードの先端に隣接してこの先端の半径方向外方に位置決めされた複数のシュラウドに支持を与えるためにエンジンの外側ケーシングに結合されるシュラウドハンガーを含む。

シュラウドをシュラウドハンガーに取り付けるために種々の構造が提案されている。シュラウド及びハンガーのいくつかの現行の配置では、シュラウドを適所に保持することに対する成果が限られたものに過ぎなかった。例えば、いくつかの方法は、シュラウドハンガーとシュラウドとの間に延在する取付ボルトを含む。しかしながら、この方法は、ボルトに許容できない曲げ荷重をもたらす場合がある。

追加的に、シュラウドにかかる圧力荷重は、シュラウドをハンガーから離れる方向にブレードに向けて引っ張る半径方向力をもたらす。シュラウドは、半径方向内方に移動したときに、ブレードの運動を妨げて、ブレード先端に過度の損傷を生じさせる場合がある。それゆえ、いくつかの構造が、エンジン運転中に、この力に対抗するために必要とされる。

代替的に、そのような半径方向の動きが、反対方向、半径方向外方に適切に制限されないときには、シュラウドが、隣接するブレード先端からあまりに遠くに移動して、空気の漏れを許可し、効率を低下させる場合がある。

前述のことから分かるように、ガスタービンエンジン構成要素に関するこれら及び他の欠点を克服することが望ましい。その上、シュラウドハンガーとシュラウドとの間の相対的な半径方向運動を制限することが望ましい。

国際公開第２０１３／１６３５０５号

本実施形態によれば、シュラウド及びシュラウドハンガーが提供され、ここで、少なくともシュラウドがセラミックマトリックス複合材料で形成される。シュラウド及びハンガーは、周方向に延在する。略Ｃ字形のクリップは、ハンガーとシュラウドを共に保持するために半径方向に延在する。

いくつかの実施形態によれば、セグメント式シュラウド組立体は、周方向に延在するとともに軸方向寸法を有するシュラウドハンガーであって、空洞が軸方向前方端部と軸方向後方端部との間に配置されるとともに周方向に延在する、シュラウドハンガーと、空洞内に配置されたセラミックマトリックス複合材（ＣＭＣ）シュラウドであって、下壁と、１以上の側壁と、１以上の上壁と、少なくとも部分的に中空の内部とを有するＣＭＣシュラウドと、シュラウドハンガーとＣＭＣシュラウドとを連結するＣクリップであって、シュラウドハンガーの端部に配置されるとともに上壁の下面に係合するＣクリップとを備える。

適宜、クリップは、シュラウドハンガーとＣＭＣシュラウドに係合するための上側リブ及び下側リブを有し得る。セグメント式シュラウド組立体は、少なくとも部分的に中空の内部内に位置決めされたバッフルを更に備え得る。Ｃクリップがシュラウドハンガーにおける凹部内に延在する、セグメント式シュラウド組立体。Ｃクリップがシュラウドハンガーのスラッシュ面と面一に嵌合することを可能にするように、凹部を形成することができる。ＣＭＣシュラウドは、上壁に開口部を有し得る。開口部は、第１の上壁と第２の上壁との間の中央に位置し得る。ＣＭＣシュラウドは、シュラウドの端部に第２の開口部を更に備え得る。シュラウドは、第１の上壁と第２の上壁のうちの一方から垂下する支持体を更に備え得る。第１の上壁と第２の上壁のうちの一方がＣＭＣシュラウドの端部に配置される、セグメント式シュラウド組立体。第１の上壁と第２の上壁のうちの他方がＣＭＣシュラウドの端部付近に配置される、セグメント式シュラウド組立体。支持体が、第１の上壁と第２の上壁のうちの一方の幅よりも大きい幅を周方向寸法に有する、セグメント式シュラウド組立体。開口部が上壁の周方向端部に配置される、セグメント式シュラウド組立体。シュラウドは、１以上の上壁に配置されたスペーサを有し得る。Ｃクリップがシュラウドの半径方向の動きを制限する、セグメント式シュラウド組立体。Ｃクリップがシュラウドの少なくとも一端又はシュラウドの両端の中間のいずれかに配置される、セグメント式シュラウド組立体。

上に概説した特徴の全ては、単に例示的なものとして理解されるべきであり、本発明のより多くの特徴及び目的は本明細書の開示から得ることができる。それゆえ、本概要の非限定的な解釈は、明細書全体、特許請求の範囲及び本明細書に含まれる図面を更に読まなくとも理解されるべきである。

添付の図面と併せて以下の実施形態の説明を参照することにより、それらの例示的な実施形態の上述及び他の特徴及び利点並びにそれらを達成する方式がより明らかになり、かつＣクリップで支持されたセグメント式シュラウドがより良く理解されるであろう。

ガスタービンエンジンの例示的な実施形態の側断面図である。 Ｃクリップ支持シュラウドの分解組立図である。 図２の実施形態の組立図である。 バッフルを含むＣクリップ支持シュラウドの代替的な実施形態である。 Ｃクリップ支持組立体と共に使用するシュラウドの第１の実施形態である。 Ｃクリップ支持組立体と共に使用するシュラウドの第２の実施形態である。 Ｃクリップ支持組立体と共に使用するシュラウドの第３の実施形態である。 Ｃクリップ支持組立体と共に使用するシュラウドの第４の実施形態である。 Ｃクリップ支持組立体と共に使用するシュラウドの第５の実施形態である。

ここで、提供する実施形態について詳細に言及し、それら実施形態の１つ又は複数の例を図面に図示する。各例は、説明する目的で提供されており、開示する実施形態に限定されるものではない。実際、本開示の範囲又は精神から逸脱することなく、本実施形態に種々の修正及び変形を行う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図示又は説明する特徴を別の実施形態と共に使用して、更に別の実施形態を生み出すことができる。したがって、本発明は、このような修正及び変形を、添付の特許請求の範囲及びその均等物の範囲内にあるものとして包含することが意図される。

図１〜図９を参照すると、Ｃクリップ支持セラミックマトリックス複合材（「ＣＭＣ」）シュラウド支持システムの種々の実施形態が描かれている。シュラウド及びシュラウドハンガーは、２つの構成要素間の相対的な半径方向の動きを制限するためにＣクリップにより連結される。シュラウドは、シュラウドハンガーと共に機能するために種々の形態を有し得る。シュラウドハンガーシステムは、限定されるものではないが、高圧タービン及び低圧タービン並びに圧縮機を含むガスタービンエンジンの種々の部分に利用することができる。これら全ての特徴により、製造、動作もしくは性能のいずれか又は全てが改善される。

本明細書で使用する場合、「軸方向の」又は「軸方向に」という用語は、エンジンの長手方向に沿った寸法を指す。「軸方向の」又は「軸方向に」と併せて使用される「前方」という用語は、エンジン入口に向かう方向に移動すること、又は構成要素が別の構成要素と比較してエンジン入口の比較的近くにあることを指す。「軸方向の」又は「軸方向に」と併せて使用される「後方」という用語は、エンジンノズルに向かう方向に移動すること、又は構成要素が別の構成要素と比較してエンジンノズルの比較的近くにあることを指す。

本明細書で使用する場合、「半径方向の」又は「半径方向に」という用語は、エンジンの長手方向中心軸線とエンジン外周との間に延在する寸法を指す。単独で又は「半径方向の」又は「半径方向に」という用語と併せて使用される「近位方向の」又は「近位方向に」という用語の使用は、長手方向中心軸線に向かう方向に移動すること、又は構成要素が別の構成要素と比較して長手方向中心軸線の比較的近くにあることを指す。単独で又は「半径方向の」又は「半径方向に」という用語と併せて使用される「遠位方向の」又は「遠位方向に」という用語の使用は、エンジン外周に向かう方向に移動すること、又は構成要素が別の構成要素と比較してエンジン外周の比較的近くにあることを指す。

本明細書で使用する場合、「横方向の」又は「横方向に」という用語は、軸方向の寸法と半径方向の寸法の両方に直交する寸法を指す。

最初に図１を参照すると、ガスタービンエンジン１０の概略側断面図が描かれている。ガスタービンの機能は、高圧高温の燃焼ガスからエネルギーを抽出し、そのエネルギーを仕事のための機械エネルギーに変換する。タービン１０は、エンジン入口端部１２を有し、ここで、多段高圧圧縮機１４と燃焼器１６と多段高圧タービン２０とで概ね画定されるコア又は推進器１３に空気が流入する。全体として、推進器１３は運転中に推力又は動力を提供する。ガスタービン１０は、航空機産業、発電、工業、船舶などに使用することができる。

運転時には、空気は、エンジン１０の入口端部１２を通って流入し、空気圧を増大させる１以上の圧縮段を通って移動し、燃焼器１６に導かれる。圧縮空気は燃料と混合され燃焼させられて、高温燃焼ガスを形成し、この高温燃焼ガスは、燃焼器１６から流出し高圧タービン２０に流入する。高圧タービン２０では、エネルギーが高温燃焼ガスから抽出されて、タービンブレードを回転させ、これによりシャフト２４が回転する。シャフト２４は、エンジンの前部を貫通しており、タービンの設計に応じて、１つ又は複数の圧縮機段１４、ターボファン１８又は入口ファンブレードの回転を継続させる。ターボファン１８は、シャフト２８により低圧タービン２１に連結され、タービンエンジン１０の推力を生成する。また、低圧タービン２１を利用して、更にエネルギーを抽出し、追加の圧縮機段に動力を供給することができる。また、エンジンの構成要素を冷却するのを補助するために低圧空気を使用することができる。

ここで図２を参照すると、Ｃクリップで支持されたセグメント式シュラウド組立体３０の分解組立図が描かれている。組立体３０は、ハンガー３２と、複数のシュラウドセグメント５１で構成されたシュラウド５０と、保持具又はＣクリップ６０とを含む。バッフル８０（図４）は、適宜、シュラウドセグメント５１内で使用することができる。バッフル８０は、シュラウド５０内に配置することができ、公知の供給源からバッフル８０を通してシュラウド５０にシュラウド冷却空気を供給するための開口（図示せず）を含み得る。バッフルは、シュラウド５０内に嵌りかつシュラウドセグメント５１に背面インピンメント冷却を提供する種々の形態をとることができる。

シュラウドハンガー３２は、エンジンケーシングに連結されるとともに、エンジンの一部分、例えばタービンを中心に周方向に延在する。このエンジンケーシングは、エンジン軸線２６（図１）の周りに周方向に延在する。ハンガー３２は、エンジンケーシングの半径方向内面から延在する。１つ又は複数のハンガー３２は、タービン２０の周方向形状に対応するエンジンケーシングを中心に周方向に延在することができる。ハンガー３２は、エンジン軸線２６（図１）を中心とした円形構成で１つ又は複数のシュラウドセグメント５０を保持し、かつシュラウドセグメント５０は、エンジンの部分、非限定的な例として圧縮機１４又はタービン２０内に流れ境界を画定する。

シュラウドハンガー３２は、組合せでエンジンの中心軸線２６を中心に延在する複数のセグメントにより画定される。シュラウドハンガー３２は、第１の壁３４と第２の壁３６を含み得、これら壁の各々が半径方向及び周方向に延在する。第１の壁３４は、単一片の直線構造とすることができ、かつエンジン１０内に取り付けられたときに実質的に半径方向に延在することができる。代替的に、第１の壁３４は、直線状、曲線状又はこれらの組合せの複数のセグメントで形成することができる。第２の壁３６はまた、直線状とすることができ、又はセグメントで形成することができる。第２の壁３６は、例えば、半径方向に延在する２つのセグメント３１及び３３と、半径方向に延在するセグメント間の軸方向に延在する部分３９とを有し得る。

ハンガーガセット３８は、第１の壁３４と第２の壁３６との間に延在することができ、かつ軸方向に延在することができるか、又は描かれているように中心軸線２６に対して所定の角度で延在することができる。本実施形態によれば、ガセット３８は、第１の壁３４におけるより低い半径方向高さ４２から第２の壁３６におけるより高い半径方向高さ４４に向けてテーパ状とされる。ガセット３８は、平坦にするか又は反対方向にテーパ状とすることができる。

シュラウドハンガー３２は、エンジンケーシングに係合するように利用され得るタブ又はフック３５、３７を含む。タブ３５、３７は、周方向に連続して延在することができ、又は、重量を削減するために連結が生じる特定の箇所におけるタブにより画定することができる。これらのフック３５、３７は、取付組立体又は取付構造を提供するために種々の形態をとることができる。例えば、描かれている実施形態は、第１の壁３４及び第２の壁３６との組合せで略逆Ｌ字形断面を有する。しかしながら、これは単なる例示的な一実施形態であり、他の実施形態を利用することもできる。

描かれているように、シュラウドハンガー３２の第１の壁３４と第２の壁３６及びガセット３８は、シュラウド５０を配置できる空洞４６を形成する。シュラウド５０は、１つ又は複数のシュラウドセグメント５１で形成することができる。シュラウドセグメント５１の最下面は、ガスタービンエンジン１０、例えば、圧縮機１４又はタービン２０内に空気流路の外面を画定する。セグメント５１は、最下面５８上にアブレイダブル材料を更に備え得る。シュラウドセグメント５１から半径方向内方には、ガスタービンエンジン１０の運転中にロータディスクと共に回転する翼形ブレード２３が存在し得る。組立体３０はシュラウドハンガー３２を含み、例示的なシュラウド支持システム３０の側断面図が描かれている。

例示的なタービンが示されているが、本実施形態は、タービン用途に限定されるものではない。タービン２０は、周方向に離間した固定ベーンの列（図示せず）と、これらの固定ベーンの下流側の周方向に離間した複数のタービンブレード（図示せず）とを含む。ブレードは、箔状（ｆｏｉｌ ｓｈａｐｅｄ）でありかつタービンロータディスク（図示せず）に取り付けられる。ブレード２３の各々は、シュラウド５０に向かって半径方向に延在する。シュラウド５０は、エンジン軸線２６を中心に周方向に延在し、かつ複数のシュラウドセグメント５１で構成することができる。適宜、シュラウド５０は、１つの一体構造で形成することができる。シュラウド５０は、タービン２０を通って流れる高温燃焼ガスに対する外側半径方向流路境界を画定するように、ブレード２３に対して緊密に構成される。

セラミックマトリックス複合材（ＣＭＣ）シュラウド５０は、シュラウドハンガー３２の空洞４６内に位置決めされる。シュラウド５０は、例えばタービン２０のローターブレード先端に対して配置される構造を画定する。シュラウド５０は、空洞４６内に位置決めすることができ、かつ空洞４６内に位置決めされるような大きさ及び形状とされる。

シュラウドセグメント５０は、一般的に「スラッシュ面」と称される端面５２を含む。スラッシュ面５２、５４は、「半径方向平面」と称される、エンジン１０の中心線軸線に平行な平面に位置し得るか、又は、スラッシュ面５２、５４を、半径方向平面から僅かにずらすか、さもなければ、このような半径方向平面に対してスラッシュ面５２、５４が鋭角をなすように配向することができる。各シュラウド５０は、頂壁５６と、底壁５８と、１以上の側壁５９とを含む。本実施形態は、頂壁５６と底壁５８と間に実質的に延在する第１の側壁５９の反対側の第２の側壁、すなわち移行壁５７を含む。

シュラウド５０の上面５６は、１つ又は複数の窓又はレリーフ部（図示せず）を含んでも含まなくてもよく、この窓又はレリーフ部は、隣接するセグメント５０の隣接するレリーフ部との組合せで、開口を形成する。窓をシュラウド５０の頂面内で完全に結合することができる。また、第２の窓を、シュラウド５０の頂面内で完全に結合することができ、又は代替的に、隣り合うシュラウド５０が完全な窓を形成するように、スラッシュ面５２、５４においてシュラウド５０の周方向端部に配置することができる。例えば、複数のセグメント５１が完全な円形配置を形成するように位置決めされたときに、シュラウド５０は、頂壁５６に位置する隣り合うレリーフ窓により形成された周方向に離間した複数の開口を有する。これらの実施形態のいずれかにおいて、シュラウド５０は、これらの箇所において又はシュラウドセグメント５１の端部においてハンガー３２により支持することができる。

追加的に、ハンガー３２とシュラウド５０が完全なリングに組み立てられるときに、端部隙間をスラッシュ面５２、５４及び４８、４９に位置決めすることができる。これらの隙間は、１つ又は複数のスプラインシールを位置決めするために使用することができる。これらのスプラインシールは、隣り合うセグメント間の隙間を跨ってハンガー３２とシュラウド５０との間の空気漏れを制限するために、金属の薄い帯状体か、又は端面におけるスロット又は隙間内に挿入される他の好適な材料で形成することができる。

シュラウドセグメント５０は、限定されるものではないが、セラミックマトリックス複合材材（ＣＭＣ）を含む種々の低延性で低熱膨張係数の材料で構築することができる。一般に、ＣＭＣ材料は、セラミック繊維、例えば、炭化ケイ素（ＳｉＣ）を含み、その形態は、窒化ホウ素（ＢＮ）などのコンプライアント材料で被覆される。繊維は、セラミック型マトリックスで被覆され、その一形態は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）である。典型的には、シュラウドセグメント４０はまた、他の低延性の高温可能材料で構築することができる。ＣＭＣ材料は、一般に、低引張延性材料を規定するために本明細書で使用される約１％以下の室温引張延性を有する。一般に、ＣＭＣ材料は、約０．４％〜約０．７％の範囲の室温引張延性を有する。

ＣＭＣ材料は、繊維の長さ（「繊維方向」）に平行な方向における材料の引張強度が直交方向における引張強度よりも大きいという特徴を有する。この直交方向は、マトリックス方向、層間方向、又は２次もしくは３次繊維方向を含み得る。種々の物理特性もまた、繊維方向とマトリックス方向との間で異なり得る。

追加的に、Ｃクリップ６０は、使用時にスラッシュ面４８、５２に位置決めされる。クリップは、第１の脚部６２と、第２の脚部６４と、第１の脚部６２と第２の脚部６４との間に延在する第３の脚部６６を含む。Ｃクリップ６０の第１の脚部６２は、ハンガー３２のスラッシュ面４８における凹部４５に係合する。追加的に、Ｃクリップ６０の第２の脚部６４は、上壁５６の下面に係合する。Ｃクリップ６０は、第３の脚部６６がスラッシュ面４８、５２に係合するように周方向に押し付けられる。同様の構造物がシュラウドハンガー３２及びシュラウド５０の反対側端部で利用される。

ここで図３を参照すると、シュラウド組立体３０の組立図が描かれている。Ｃクリップ６０は、凹部４５内にかつシュラウド５０の上壁５６の真下に位置決めされる。Ｃクリップ６０は、シュラウドハンガー３２とシュラウド５０を共に半径方向に保持し、かつ２つの部品間の相対的な半径方向の動きを制限する。

Ｃクリップ６０は、シュラウドハンガー３２の端部において利用することができる。しかしながら、シュラウドセグメント５１の配置により、Ｃクリップ６０は、スラッシュ面５２、５４か又はシュラウド５０の頂壁５６における貫通開口部のどちらか一方を含む種々の箇所でセグメントに係合することができる。Ｃクリップ６０は、略接線方向又は略円周方向に延在する第１の脚部６２と第２の脚部６４とを含む。第３の脚部６６は、第１の脚部６２と第２の脚部６４との間に半径方向に延在する。シュラウドハンガー３２及びシュラウド５０に係合するようにＣクリップ６０を摩擦嵌めすることができる。

シュラウドの上面５６は、ハンガー３２の空洞面に係合する。追加的に、移行面５７は、更なる安定性のためにハンガー３２の縁部又は表面により係合させることができる。シュラウド５０の端部はまた、更なる安定性のためにハンガー３２の部分に係合することができる。

ここで図４を参照すると、代替実施形態の側断面図が描かれている。Ｃクリップ１６０は、シュラウドハンガー３２に係合した状態で示されている。ハンガー３２の側断面図は、凹部４５と、凹部４５内に延在するＣクリップ１６０とを描いている。追加的に、下脚部、すなわち第２の脚部１６５は、シュラウド５０と適宜バッフル８０とを捕捉するために周方向に延在する。バッフル８０は、シュラウド５０の内部に冷却空気を導くために利用することができる。実施形態に示すように、Ｃクリップ又は保持具１６０は、セグメント間のシールを可能にするシュラウド又はハンガーのスラッシュ面と面一とすることができる。面一な嵌合は、様々な方式で提供することができ、かつ例示的な一実施形態によれば、凹部４５は、２つの凹壁４３、４７により画定される。下壁４７は、Ｃクリップ１６０の外面が保持位置に位置決めされたときにハンガー３２のスラッシュ面と実質的に面一となるように周方向における長さが比較的短い。これは、周方向における隣り合うハンガー３２の面一な嵌合を可能にする。

追加的に、図２及び図３を図４と比較すると、Ｃクリップが僅かに異なっている。図２及び図３によれば、Ｃクリップ６０の第３の脚部６６は、本質的に直線状でありかつ一定の厚さを有する。しかしながら、図４に示すように、第３の脚部１６６は、第３の脚部１６６の厚さにばらつきを持たせてＣクリップ１６０の適切な間隔を周方向にもたらすテーパ状部分１６７を有する。更に、クリップ１６０の内側隅部はまた、屈曲及び熱成長中に応力緩和を可能にするレリーフ１６８を有し得る。

追加的に、第１の脚部１６１と第２の脚部１６５は、ハンガー３２、シュラウド５０及び適宜バッフル８０に適切な嵌合により係合しかつＣクリップ６０、１６０に更なる強度を与えるように、異なる厚さのリブ又は突起１６３を含み得る。

図４の断面図はまた、シュラウド５０とバッフル８０で利用される離隔構造を描いている。シュラウド５０は、ハンガー３２とシュラウド５０との間に間隔を設けるために半径方向に延在する離隔リブ５３を含む。リブ５１は、周方向に連続したものとすることができ、又は周方向に不連続なものとすることができる。同様に、バッフル８０は、バッフルからシュラウド５０に向かって半径方向に延在する離隔リブ８１を含み得る。リブ５１、８１は、いくつかの実施形態では、シュラウド５０とバッフル８０の上面から延在した状態で描かれている。しかしながら、代替実施形態では、リブは、代替表面から延在することができ、又は適切な間隔を設けるためにハンガー３２から延在することができる。

ここで図５を参照すると、シュラウド実施形態１５０の一部が描かれている。シュラウドセグメント１５１は一般に、図２及び図３の実施形態と同様の形状とされる。追加的に、実施形態は、先に説明したような窓又はレリーフ領域１６２、１６４を含む。これらの窓は、シュラウド１５０の軽量化をもたらす。窓１６２は、頂壁１５６で完全に囲まれる。代替的に、窓１６４は、隣接するシュラウドセグメント１５１と整合した際に、第２の窓又はレリーフ１６４が完全に形成されるように、頂壁１５６内に部分的に配置される。いくつかの実施形態によれば、シュラウドセグメント１５１は、セグメントの周方向長さに応じて２つ以上の窓を完全に囲むことができる。

中央支持体１７０は、頂壁１５６の真下に位置する。中央支持体１７０は、一実施形態によれば、断面楕円形とすることができるが、種々の断面形状を利用することができる。「中央支持体」１７０は、シュラウドセグメント１５１の中央において支持体又は頂壁１５６に更なる強度を与える。中央支持体１７０はまた、ハンガー、例えばハンガー３２からシュラウド１５０を吊り下げるために使用することができる。描かれている実施形態が部分的なシュラウドセグメント１５１でありかつセグメント支持体１７０がセグメント１５１の実施形態の中央に位置するので、「中央」という用語が使用される。セグメントは部分的に形成された窓１６４を示しているが、本開示の本実施形態及び他の実施形態に描かれているものよりもセグメントが長い又は短い実施形態を提供することができる。先に示したように、シュラウド１５０は、１つ又は複数のシュラウドセグメントで形成することができる。

ここで図６を参照すると、代替シュラウド２５０の等角図が描かれている。この場合もまた、描かれているシュラウドは、完全なセグメント２５１の一部分のセグメントである。構造は、セグメントの頂壁２５６に２つの窓ではなく単一の窓２６２を有する。単一の窓がセグメント２５１の端部に描かれている。しかしながら、セグメント２５１は、窓２６２が中央に位置するか又は選択的に位置決めされて完全に囲まれるもしくは部分的に囲まれる、比較的長いものとすることができる。

ここで図７を参照すると、シュラウド３５０の更なる代替実施形態が描かれている。本実施形態によれば、シュラウドの頂壁３５６は、中実であり、それゆえ、先の実施形態の軽量化用レリーフ又は窓のいずれも有さない。追加的に、シュラウドセグメント３５１は中空である。シュラウドが中空のものとして描かれているが、代替的に、シュラウドは、強度の改善又は他の望ましい特徴のために部分的に中空とすることができる。

図８を参照すると、代替シュラウド４５０の更なる実施形態が描かれている。本実施形態は、シュラウドセグメント４５１の端部にのみ頂壁４５６を含む。この場合もまた、本実施形態は単一のセグメントの半分を示しており、よって、窓又はレリーフ４６２は、頂壁４５６の略全周方向距離にわたって延在する。

図９の実施形態は、シュラウド５５０の一部が示される更なる代替例を描いている。構造は、重量軽減のための２つの窓５６２、５６４と、これら窓の間に延在するとともにシュラウド５５０の頂壁の一部を画定する支持体５５６とを含む。しかしながら、構造は、図５の実施形態と同様の中央支持体を含まない。

構造及び方法の前述の説明は、例示の目的で提示されている。これは、網羅的であること、又は開示した厳密な形態及び／又はステップに構造及び方法を限定することを意図するものではなく、上記の教示に照らして明らかに多くの修正及び変形が可能である。本明細書で説明した特徴を任意の組合せで組合せることができる。本明細書で説明した方法のステップは、物理的に可能である任意の順序で実行することができる。複合構造のある形態を図示し説明してきたが、それらに限定されるものではなく、本明細書に添付される特許請求の範囲によってのみ限定されることが理解される。

複数の本発明の実施形態を本明細書で説明し例示してきたが、当業者であれば、機能を実行するため、並びに／或いは、本明細書で説明する結果及び／又は１つ又は複数の利点を得るための種々の他の手段及び／又は構造体を容易に想像することができ、こうした変形及び／又は修正のそれぞれは、本明細書で説明する実施形態の範囲内にあると見なされる。より一般的には、当業者であれば、本明細書で説明する全てのパラメータ、寸法、材料、及び構成が、例示的なものであることを意味し、実際のパラメータ、寸法、材料、及び／又は構成は、本発明の教示が利用される１つ又は複数の特定の用途に左右されることを容易に認識するであろう。当業者であれば、単に慣例の実験のみを使用して、本願明細書で説明する具体的な本発明の実施形態に対する多くの同等物を認識する、又は確認することができる。それゆえ、前述の実施形態は単に例として提示されており、添付の特許請求の範囲及びその同等物の範囲内で、本発明の実施形態を、具体的に説明しかつ特許請求の範囲に記載したものとは別の方法で実施することができることを理解されたい。本開示の本発明の実施形態は、本明細書で説明する個々の特徴、システム、物品、材料、キット及び／又は方法を対象とする。加えて、このような特徴、システム、物品、材料、キット及び／又は方法が相互に矛盾していなければ、２つ以上のこのような特徴、システム、物品、材料、キット及び／又は方法のあらゆる組合せが、本開示の本発明の範囲内に含まれる。

最良の形態を含めて実施形態を開示するとともに、任意の装置又はシステムの製造及び使用並びに任意の包含される方法の実行を含めて、当業者が装置及び／又は方法を実施できるようにもするために、例が使用される。これらの例は、網羅的であること、又は開示した厳密なステップ及び／又は形態に本開示を限定することを意図するものではなく、上記の教示に照らして多くの修正及び変形が可能である。本明細書で説明した特徴を任意の組合せで組合せることができる。本明細書で説明した方法のステップは、物理的に可能である任意の順序で実行することができる。

本明細書で定義及び使用する全ての定義は、辞書の定義、参照により組み込まれる文献における定義及び／又は定義された用語の通常の意味に優先するものと理解すべきである。本明細書及び特許請求の範囲で使用する不定冠詞「ａ」及び「ａｎ」は、反対のことが明確に示されない限り、「少なくとも１つ」を意味するものと理解すべきである。本明細書及び特許請求の範囲で使用する語句「及び／又は」は、そのように等位接続された要素の「いずれか又は両方」、すなわち、ある場合には接続的に存在し、他の場合には非接続的に存在する要素を意味するものと理解すべきである。

また、反対のことが明確に示されない限り、本明細書で特許請求される、２つ以上のステップ又は行為を含む任意の方法において、この方法のステップ又は行為の順番は、この方法のステップ又は行為が列挙される順番に必ずしも限定されないことを理解すべきである。

特許請求の範囲及び上記の明細書において、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「支える（ｃａｒｒｙｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「収容する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、「包含する（ｉｎｖｏｌｖｉｎｇ）」、「保持する（ｈｏｌｄｉｎｇ）」、「から構成される（ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｏｆ）」などの全ての移行句は、非限定的である、すなわち、〜を含むがそれらに限定されないことを意味するものと理解すべきである。「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」及び「から本質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」という移行句だけは、米国特許庁の特許審査手順マニュアル（Ｍａｎｕａｌ ｏｆ Ｐａｔｅｎｔ Ｅｘａｍｉｎｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ）の２１１１．０３節に明記されているように、それぞれ閉鎖形又は半閉鎖形の移行句である。

１０ ガスタービンエンジン
１２ エンジン入口端部
１３ コア又は推進器
１４ 高圧圧縮機
１６ 燃焼器
１８ ターボファン
２０ 多段高圧タービン
２１ 低圧タービン
２３ ブレード
２４ シャフト
２６ エンジン軸線
２６ 中心軸線
２８ シャフト
３０ シュラウド組立体
３１ セグメント
３２ シュラウドハンガー
３３ セグメント
３４ 第１の壁
３５ タブ
３６ 第２の壁
３７ タブ
３８ ハンガーガセット
３９ 軸方向に延在する部分
４０ シュラウドセグメント
４２ 半径方向高さ
４４ 半径方向高さ
４３ 凹壁
４５ 凹部
４６ 空洞
４７ 下壁
４８ スラッシュ面
４９ スラッシュ面
５０ シュラウド
５１ シュラウドセグメント
５２ スラッシュ面
５３ 離隔リブ
５４ スラッシュ面
５６ 頂壁
５７ 第２の側壁
５８ 底壁
５９ 第１の側壁
６０ Ｃクリップ
６２ 第１の脚部
６４ 第２の脚部
６６ 第３の脚部
８０ バッフル
８１ リブ
１５０ シュラウド
１５１ シュラウドセグメント
１５６ 頂壁
１６０ Ｃクリップ
１６０ 保持具
１６１ 第１の脚部
１６２ 窓
１６３ 突起
１６４ 窓
１６５ 第２の脚部
１６６ 第３の脚部
１６７ テーパ状部分
１６８ レリーフ
１７０ 中央支持体
２５０ 代替シュラウド
２５１ セグメント
２５６ 頂壁
２６２ 窓
３５０ シュラウド
３５１ シュラウドセグメント
３５６ 頂壁
４５０ シュラウド
４５１ シュラウドセグメント
４５６ 頂壁
４６２ 窓又はレリーフ
５５０ シュラウド
５５６ 支持体
５６２ 窓
５６４ 窓

Claims (15)

1. セグメント式シュラウド組立体（３０）であって、
   周方向に延在するとともに軸方向寸法を有するシュラウドハンガー（３２）であって、空洞が軸方向前方端部と軸方向後方端部との間に配置されるとともに周方向に延在する、シュラウドハンガー（３２）と、
   空洞内に配置されたセラミックマトリックス複合材（ＣＭＣ）シュラウド（５０）であって、
   下壁と、１以上の側壁と、１以上の上壁と、少なくとも部分的に中空の内部とを有するＣＭＣシュラウド（５０）と、
   シュラウドハンガー（３２）とＣＭＣシュラウド（５０）とを連結するＣクリップ（６０）であって、
   シュラウドハンガー（３２）の端部に配置されるとともにＣＭＣシュラウド（５０）の上壁の下面に係合するＣクリップ（６０）と
   を備える、セグメント式シュラウド組立体（３０）。
2. Ｃクリップ（６０）が、シュラウドハンガー（３２）とＣＭＣシュラウド（５０）とに係合するための上側リブ及び下側リブを有する、請求項１に記載のセグメント式シュラウド組立体（３０）。
3. 少なくとも部分的に中空の内部内に位置決めされたバッフル（８０）を更に備える、請求項１に記載のセグメント式シュラウド組立体（３０）。
4. Ｃクリップ（６０）が、シュラウドハンガー（３２）における凹部内に延在する、請求項１に記載のセグメント式シュラウド組立体（３０）。
5. 凹部は、Ｃクリップ（６０）がシュラウドハンガー（３２）のスラッシュ面と面一に嵌合することを可能にするように形成される、請求項４に記載のセグメント式シュラウド組立体（３０）。
6. ＣＭＣシュラウドが上壁に開口部を有する、請求項１に記載のセグメント式シュラウド組立体（３０）。
7. 開口部が、第１の上壁と第２の上壁との間の中央に位置する、請求項６に記載のセグメント式シュラウド組立体（３０）。
8. シュラウド（５０）の端部に第２の開口部を更に備える、請求項７に記載のセグメント式シュラウド組立体（３０）。
9. 第１の上壁と第２の上壁のうちの一方から垂下する支持体を更に備える、請求項８に記載のセグメント式シュラウド組立体（３０）。
10. 第１の上壁と第２の上壁のうちの一方がＣＭＣシュラウド（５０）の端部に配置される、請求項９に記載のセグメント式シュラウド組立体（３０）。
11. 第１の上壁と第２の上壁のうちの他方がＣＭＣシュラウド（５０）の端部付近に配置される、請求項１０に記載のセグメント式シュラウド組立体（３０）。
12. 支持体が、第１の上壁と第２の上壁のうちの一方の幅よりも大きい幅を周方向寸法に有する、請求項９に記載のセグメント式シュラウド組立体（３０）。
13. 上壁の周方向端部に開口部を更に備える、請求項６に記載のセグメント式シュラウド組立体（３０）。
14. Ｃクリップ（６０）がシュラウド（５０）の半径方向の動きを制限する、請求項１に記載のセグメント式シュラウド組立体（３０）。
15. Ｃクリップ（６０）が、シュラウド（５０）の少なくとも一端又はシュラウドの両端の中間のいずれかに配置される、請求項１に記載のセグメント式シュラウド組立体（３０）。