JP7071033B2 - ノズルアセンブリおよびノズルアセンブリを形成するための方法 - Google Patents
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Description
102 金属組成物
104 断面形状
106 断面寸法
108 スペーサ
110 スパーキャップ
112 第1のアライメント機構
114 第2のアライメント機構
116 平坦な表面
118 垂直リブ
120 水平リブ
122 斜めリブ
124 円形突起
126 楕円突起
128 半楕円突起
130 矩形突起
132 正方形突起
134 クラウン状突起
136 円錐台形突起
138 環状突起
200 CMCノズルシェル
202 CMC組成物
204 内部キャビティ
206 内部寸法
208 垂直ギャップ
300 ノズルアセンブリ
302 端壁
304 少なくとも1つの表面
306 横方向の配向
308 スロート領域
310 第1の支柱
312 第2の支柱
314 第1の表面
316 第2の表面
318 前縁
320 後縁
322 スラッシュ面
400 角度
500 開口部
502 ギャップ
600 凹部
602 内面
800 溶接部
900 方法
Claims (12)
- ノズルアセンブリ(300)であって、当該ノズルアセンブリ(300)が、
セラミックマトリックス複合材(CMC)ノズルシェル(200)であって、CMC組成物(202)、及び内部寸法(206)を有する内部キャビティ(204)を含むCMCノズルシェル(200)と、
前記内部キャビティ(204)内に部分的に配置されたノズルスパー(100)であって、金属組成物(102)、前記内部寸法(206)よりも小さい断面寸法(106)を含む断面形状(104)、前記断面形状(104)から突出し、前記CMCノズルシェル(200)に接触する複数のスペーサ(108)、及びスパーキャップ(110)を含むノズルスパー(100)と、
端壁(302)であって、第1の支柱(310)、前記端壁(302)から延在する第2の支柱(312)、及び前記スパーキャップ(110)と横方向に接触する少なくとも1つの表面(304)を含む端壁(302)と
を含んでおり、前記端壁(302)が、前記端壁(302)に対して前記CMCノズルシェル(200)及び前記ノズルスパー(100)の横方向の配向(306)を維持し、前記横方向の配向(306)が、前記ノズルアセンブリ(300)の所定のスロート領域(308)を維持し、前記スパーキャップ(110)と横方向に接触する前記少なくとも1つの表面(304)が、前記スパーキャップ(110)と横方向に接触する前記第1の支柱(310)の第1の表面(314)と、前記スパーキャップ(110)と横方向に接触する前記第2の支柱(312)の第2の表面(316)とを含み、前記第1の表面(314)及び前記第2の表面(316)が、互いに対して80°~100°に配向されている、ノズルアセンブリ(300)。 - 前記端壁(302)が少なくとも1つの開口部(500)を含み、前記ノズルスパー(100)が前記少なくとも1つの開口部(500)内に部分的に配置され、前記開口部(500)が、前記開口部(500)内の前記ノズルスパー(100)の前記断面形状(104)より大きく、かつ前記開口部(500)内の前記ノズルスパー(100)を取り囲むギャップ(502)を画定し、前記ギャップ(502)が、前記横方向の配向(306)を維持する前記スパーキャップ(110)と横方向に接触する前記少なくとも1つの表面(304)の存在を除いて、前記ノズルスパー(100)が前記開口部(500)内で横方向に回転するのに十分なサイズを有する、請求項1に記載のノズルアセンブリ(300)。
- 前記端壁(302)が少なくとも1つの開口部(500)を含み、前記ノズルスパー(100)が前記少なくとも1つの開口部(500)内に部分的に配置され、前記開口部(500)が、前記開口部(500)内の前記ノズルスパー(100)の前記断面形状(104)とほぼ同じサイズであり、前記端壁(302)が、凹部(600)をさらに含み、前記スパーキャップ(110)が前記凹部(600)内に少なくとも部分的に配置され、前記少なくとも1つの表面(304)が、前記スパーキャップ(110)と横方向に接触し、かつ前記スパーキャップ(110)を実質的に横方向に取り囲む前記凹部(600)の内面(602)である、請求項1に記載のノズルアセンブリ(300)。
- 前記金属組成物(102)が、チタン-アルミニウム合金、超合金、ニッケル基超合金、コバルト基超合金、鉄基超合金、耐熱合金及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のノズルアセンブリ(300)。
- 前記CMC組成物(202)が、酸化アルミニウム繊維強化酸化アルミニウム(Ox/Ox)、炭素繊維強化炭素(C/C)、炭素繊維強化炭化ケイ素(C/SiC)、炭化ケイ素繊維強化炭化ケイ素(SiC/SiC)、炭素繊維強化窒化ケイ素(C/Si3N4)及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のノズルアセンブリ(300)。
- ノズルアセンブリ(300)を形成するための方法(900)であって、当該方法が、
セラミックマトリックス複合材(CMC)ノズルシェル(200)の内部キャビティ(204)内にノズルスパー(100)を挿入するステップであって、前記CMCノズルシェル(200)が、CMC組成物(202)と、内部寸法(206)を有する前記内部キャビティ(204)とを含み、前記ノズルスパー(100)が、金属組成物(102)と、前記内部寸法(206)よりも小さい断面寸法(106)を含む断面形状(104)と、前記断面形状(104)から突出する複数のスペーサ(108)と、スパーキャップ(110)と、少なくとも1つの表面(304)を含む端壁(302)とを含む、ステップと、
前記複数のスペーサ(108)を前記CMCノズルシェル(200)と接触させるように前記ノズルスパー(100)を前記内部キャビティ(204)に挿入するステップと、
前記ノズルアセンブリ(300)の所定のスロート領域(308)を設定する横方向の配向(306)に前記CMCノズルシェル(200)及び前記ノズルスパー(100)を前記端壁(302)に対して横方向に回転させるステップと、
前記横方向の配向(306)を維持するステップと
を含んでおり、前記横方向の配向(306)を維持するステップが、前記少なくとも1つの表面(304)を前記スパーキャップ(110)と横方向に接触させるステップを含み、
前記横方向の配向(306)を維持するステップが、第1の支柱(310)と、前記端壁(302)から延在する第2の支柱(312)とを形成するステップを含み、前記スパーキャップ(110)と横方向に接触する前記少なくとも1つの表面(304)が、前記スパーキャップ(110)と横方向に接触する前記第1の支柱(310)の第1の表面(314)と、前記スパーキャップ(110)と横方向に接触する前記第2の支柱(312)の第2の表面(316)とを含み、前記第1の表面(314)及び前記第2の表面(316)が、互いに対して80°~100°に配向されている、方法(900)。 - 前記CMCノズルシェル(200)及び前記ノズルスパー(100)を回転させるステップが、前記CMCノズルシェル(200)及び前記ノズルスパー(100)を最大30°の円弧まで回転させるステップを含む、請求項6に記載の方法(900)。
- 前記横方向の配向(306)を維持するステップが、前記スパーキャップ(110)内に第1のアライメント機構(112)及び第2のアライメント機構(114)を形成するステップを含み、前記スパーキャップ(110)と横方向に接触する前記少なくとも1つの表面(304)が、前記第1のアライメント機構(112)と横方向に接触する第1の表面(314)と、前記第2のアライメント機構(114)と横方向に接触する第2の表面(316)とを含み、前記第1のアライメント機構(112)及び前記第2のアライメント機構(114)が、80°~100°で互いに対して配向されている、請求項6に記載の方法(900)。
- 前記横方向の配向(306)を維持するステップが、
前記端壁(302)に開口部(500)を形成するステップであって、前記開口部(500)が、前記開口部(500)内に配置される前記ノズルスパー(100)の前記断面形状(104)とほぼ同じサイズである、ステップと、
前記端壁(302)に凹部(600)を形成するステップであって、前記凹部(600)が、前記スパーキャップ(110)に適合しており、前記スパーキャップ(110)が前記凹部(600)内に少なくとも部分的に配置されて、前記少なくとも1つの表面(304)が、前記スパーキャップ(110)と横方向に接触し、前記スパーキャップ(110)を実質的に横方向に取り囲む前記凹部(600)の内面(602)となる、ステップと、
前記ノズルスパー(100)を前記開口部(500)に配置し、前記スパーキャップ(110)を前記凹部(600)に配置するステップと
を含み、前記開口部(500)及び前記凹部(600)が、前記CMCノズルシェル(200)及び前記ノズルスパー(100)の前記横方向の配向(306)を維持するように配向されている、請求項6に記載の方法(900)。 - 前記横方向の配向(306)を維持するステップが、前記スパーキャップ(110)を前記端壁(302)に溶接するステップを含む、請求項6に記載の方法(900)。
- 前記CMCノズルシェル(200)をネットシェイプに機械加工するステップと、前記端壁(302)をネットシェイプに機械加工するステップと、前記ノズルアセンブリ(300)の前縁(318)をネットシェイプに機械加工するステップと、前記ノズルアセンブリ(300)の後縁(320)を機械加工するステップと、前記ノズルアセンブリ(300)のスラッシュ面(322)をネットシェイプに機械加工するステップと、のうちの少なくとも1つをさらに含む、請求項6乃至請求項10のいずれか1項に記載の方法(900)。
- スロート測定中に前記スパーキャップ(110)と前記CMCノズルシェル(200)との間に垂直ギャップ(208)を設定するためにスペーサツールを係合するステップをさらに含む、請求項6乃至請求項11のいずれか1項に記載の方法(900)。
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