タービンエンジンにおける局部冷却強化を容易にするシステム及びタービンエンジン
【課題】ガスタービンエンジンの局部冷却強化を容易にするシステムを提供する。
【解決手段】タービンノズルセグメントは、内側バンドと後方フランジおよび半径方向内側表面を包含する外側バンドとの間に延在するエアフォイル翼形部を包含する。タービンノズルセグメントから下流にタービンシュラウドセグメントを結合し、タービンシュラウドセグメントは、前縁および半径方向内側表面を包含する。冷却流体供給源をタービンノズルセグメントに流体連通させて結合し、タービンノズル外側バンド後方フランジに対して流路指定される冷却流体がタービンシュラウドセグメントの前縁に向かって傾斜吐出角度で案内され、大きい総計横断面積を有する冷却開口の第１グループおよび小さい総計横断面積を有する冷却開口の第２グループを介して冷却流体を流路指定し、タービンシュラウドの優先冷却を容易にすることを包含する。
【解決手段】タービンノズルセグメントは、内側バンドと後方フランジおよび半径方向内側表面を包含する外側バンドとの間に延在するエアフォイル翼形部を包含する。タービンノズルセグメントから下流にタービンシュラウドセグメントを結合し、タービンシュラウドセグメントは、前縁および半径方向内側表面を包含する。冷却流体供給源をタービンノズルセグメントに流体連通させて結合し、タービンノズル外側バンド後方フランジに対して流路指定される冷却流体がタービンシュラウドセグメントの前縁に向かって傾斜吐出角度で案内され、大きい総計横断面積を有する冷却開口の第１グループおよび小さい総計横断面積を有する冷却開口の第２グループを介して冷却流体を流路指定し、タービンシュラウドの優先冷却を容易にすることを包含する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概ねガスタービンエンジンに関し、より詳細には、一体的なタービンノズルおよびシュラウドアセンブリを冷却する方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンの効率を高める１つの既知のアプローチは、タービン作動温度を上昇させることを要求する。しかし、作動温度が高くなれば、所定のエンジンコンポーネントの熱限界が超過され得ることになり、結果として運転寿命の減少および／または重大な故障を引き起こす。更に、各コンポーネントの増大する熱膨張および熱収縮は、コンポーネントのクリアランスおよび／またはコンポーネントの相互嵌合い関係に悪影響を与え得る。従って、そのようなコンポーネントの冷却を容易にして、高い作動温度に曝されるときの潜在的に有害な結果を回避するために、ガスタービンエンジンには従来的な冷却システムが組み込まれていた。
【０００３】
主要な空気流から、すなわち圧縮機からの空気を冷却目的のために抽出することは周知である。エンジン作動の効率を維持することを容易にするために、抽出される冷却空気量は、典型的には、全体の主要空気流の僅かなパーセントに限定されている。それ故、これは、冷却空気が安全限度の範囲内で各コンポーネントの温度を維持することを容易にするために最大の効率で利用されることを要求する。
【０００４】
例えば、高温に曝される１つのコンポーネントは、燃焼器から延在する高圧タービンノズルの直下流に位置するシュラウドアセンブリである。シュラウドアセンブリは、高圧タービンのロータの回りに周方向に延在し、その結果、高圧タービンを貫通して流れる主要なガス流の外側境界線（流路）の一部を形成する。ガスタービンエンジンの効率は、タービンブレードの半径方向外側表面とシュラウドアセンブリの半径方向内側表面の間において計測されるタービンブレードの先端クリアランスの変動によって悪影響を受け得る。過渡的なエンジン作動中、タービンブレードの先端クリアランスは、タービンロータブレードとシュラウドアセンブリの半径方向変位における差の関数である。タービンロータは、典型的には静止的なシュラウドシステムより大きい質量を有するものであり、結果として、タービン作動中、タービンロータは、典型的にはシュラウドアセンブリより遅い熱応答性を有する。ロータブレードの半径方向変位とシュラウドアセンブリの半径方向変位における差が余りに大きいとき、ブレードの先端クリアランスは、増大して、エンジン効率を低下させる結果を生じ得る。
【０００５】
更にまた、エンジン作動中には、ギャップが、高圧タービンノズル外側バンドの後縁と隣接シュラウドセグメントの前縁の間に形成され得る。ノズル漏出および／またはパージ流をも包含するが、これに限定されるものでない冷却空気は、そのギャップに進入し、高圧タービンを貫通して流路指定される主要なガス流の中に流入する。冷却空気は、概ね、シュラウド前縁前方圧力面に向かって案内される外側バンド後縁の中に位置決めされる１列の軸方向整列冷却孔によって提供され、端面の冷却およびギャップのパージを容易にする。既知のノズル外側バンド後縁およびシュラウド前縁が単純な９０°の角度を有するので、ギャップは、主要なガス流の中に直接に開口する。エンジン作動中、主要なガス流がノズル翼形部を貫通して流れるので、周方向ガス圧の変動が翼形部後縁の下流に形成され得る。この周方向ガス圧の変動は、外側バンドとシュラウドセグメントの間におけるギャップの中に局所的な高温ガスの吸込みを引き起こすかもしれない。結果として、ギャップを介して流れる冷却空気は、下流のシュラウドセグメントを効果的には冷却しないこともあり得る。
【特許文献１】米国特許第６，９８４，１００号
【特許文献２】米国特許第６，７７９，５９７号
【特許文献３】米国特許第６，４８５，２５５号
【特許文献４】米国特許第６，４３１，８３２号
【特許文献５】米国特許第６，４３１，８２０号
【特許文献６】米国特許第４，３９８，４８８号
【特許文献７】米国特許第６，３５４，７９５号
【特許文献８】米国特許第６，３４０，２８５号
【特許文献９】米国特許第５，５１１，９４５号
【特許文献１０】米国特許第５，２１７，３４８号
【特許文献１１】米国特許第４，９４９，５４５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来技術の課題を解決することを目的の一つとする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
１つの態様では、エンジンアセンブリを提供する。エンジンアセンブリは、内側バンドと後方フランジおよび半径方向内側表面を包含する外側バンドとを包含するノズルアセンブリを包含する。後方フランジは、より大きい総計横断面積を有する冷却開口の第１グループと、より小さい総計横断面積を有する冷却開口の第２グループとを包含する。冷却開口は、そこからの冷却流体を傾斜吐出角度で案内すべく構成される。当該アセンブリは、内側バンドと外側バンドの間に延在する少なくとも１つのエアフォイル翼形部をも包含する。
【０００８】
もう１つの態様では、ガスタービンエンジンが開示される。ガスタービンエンジンは、内側バンドと、外側バンドと、内側バンドと外側バンドの間に延在する少なくとも１つのエアフォイル翼形部とを包含するノズルアセンブリを包含する。外側バンドは、後方フランジおよび半径方向内側表面を包含する。後方フランジは、より大きい総計横断面積を有する冷却開口の第１グループと、より小さい総計横断面積を有する冷却開口の第２グループとを包含する。冷却開口は、そこからの冷却流体を傾斜吐出角度で案内すべく構成される。
【０００９】
またここでは、ガスタービンエンジンを組み立てる方法を開示する。この方法は、少なくとも１つのタービンノズルセグメントをガスタービンエンジンの中に結合させることを包含する。少なくとも１つのタービンノズルセグメントは、内側バンドと後方フランジおよび半径方向内側表面を包含する外側バンドとの間に延在する少なくとも１つのエアフォイル翼形部を包含する。更に、当該方法は、少なくとも１つのタービンノズルセグメントから下流の少なくとも１つのタービンシュラウドセグメントを結合することを包含し、少なくとも１つのタービンシュラウドセグメントは、前縁および半径方向内側表面を包含する。当該方法は、冷却流体供給源を少なくとも１つのタービンノズルセグメントに流体連通させて結合し、各々のタービンノズル外側バンド後方フランジに対して流路指定される冷却流体が少なくとも１つのタービンシュラウドセグメントの前縁に向かって傾斜吐出角度で案内されることを包含し、より大きい総計横断面積を有する冷却開口の少なくとも１つの第１グループおよびより小さい総計横断面積を有する冷却開口の第２グループを介して冷却流体を流路指定し、タービンシュラウドの優先冷却を容易にすることをも包含する。
【００１０】
本発明は、高圧タービンノズルの後縁と隣接シュラウドセグメントの前縁との間に形成されるギャップの中に対する高温ガスの吸込みを最小限にするタービンシュラウド冷却システムを提供する。このタービンシュラウド冷却システムは、高圧タービンを貫通して流れる高温ガス流路と、タービンノズルおよびシュラウドセグメントの間に形成されるギャップを介して流れる冷却空気との間に障壁を形成することを容易にする。
【００１１】
本発明は航空機ガスタービンのシュラウドアセンブリを冷却することに関連するその用途を参照して以下に説明されるが、本文における教示内容によって案内されるように適切な修正を加えれば、本発明の冷却システムまたはアセンブリは、それに限定されることなく、ノズルおよび／または翼形部のセクションのようなその他のタービンエンジンのコンポーネントを冷却することを容易にするためにも適当であり得ることが当業者にとっては明白であろう。
【００１２】
図１は、シュラウドアセンブリを貫通する高圧冷却空気流を概略的に示す例示的なシュラウドアセンブリの側面図である。図２は、シュラウドアセンブリを貫通する高圧冷却空気流を概略的に示す代替的なシュラウドアセンブリの側面図である。過渡的なエンジン作動中におけるシュラウドアセンブリの熱応答性および／またはシュラウドアセンブリの変位を制御することを容易にするために、例示的な実施例では、タービンエンジン冷却アセンブリ１０８は、ガスタービンエンジンの高圧タービンセクション１１２および低圧タービンセクション１１４のためのものとして、参照番号１１０で概略的に示されるシュラウドアセンブリを包含する。タービンエンジン冷却アセンブリ１０８は、それに限定されることなく、ノズルセクションおよび／または翼形部セクションのようなガスタービンエンジンのその他のセクションを冷却することを容易にするためにも適当であり得ることが当業者にとっては明白であろう。
【００１３】
シュラウドアセンブリ１１０は、シュラウドセグメント１３０の形態をとるタービンエンジン冷却コンポーネントを包含する。各々のシュラウドセグメント１３０は、シュラウドセグメント１３０の周方向前縁１３３における前方装着フック１３２を包含する。シュラウドセグメント１３０は、更に、中央セクション装着フック１３４と、シュラウドセグメント１３０の周方向後縁１３７に隣接する後方装着フック１３６とを包含する。
【００１４】
複数のシュラウドセグメント１３０は、概ね既知の様式で周方向に配置され、環状セグメント式シュラウドを形成する。シュラウドセグメント１３０は、高圧タービンブレード（図示せず）とシュラウドセグメント１３０の高圧タービンセクションの半径方向内側表面１３８との間において、且つ低圧タービンブレード（図示せず）とシュラウドセグメント１３０の低圧タービンセクションの半径方向内側表面１４０との間において環状クリアランスを形成する。複数のセグメント式シュラウドのサポート１４４は、シュラウドセグメント１３０を相互接続する。各々のシュラウドサポート１４４は、周方向にまたがって、隣接シュラウドセグメント１３０を支持する。代替的な実施例では、シュラウドサポート１４４は、２つのシュラウドセグメント１３０より少ないかまたはそれより多いシュラウドセグメント１３０の任意の適当な個数を支持すべく修正される。例示的な実施例では、シュラウドアセンブリ１１０は、２６個のシュラウドセグメント１３０と、１３個のシュラウドサポート１４４とを包含するが、代替的な実施例では、シュラウドセグメント１３０および／またはシュラウドサポート１４４の任意の適当な個数が利用されても良い。
【００１５】
各々のシュラウドサポート１４４は、それぞれの前方突出ハンガー１５２，１５４および１５６を形成する前方セクション１４６、中央セクション１４８および後方セクション１５０を包含する。装着フック１３２，１３４および１３６は、それぞれに、溝内舌状部またはハンガー内フックの相互接続において協働ハンガー１５２，１５４および１５６によって受容され、シュラウドサポート１４４がそれぞれのシュラウドセグメント１３０を支持する。
【００１６】
シュラウドアセンブリ１１０は、シュラウドサポート１４４を支持する環状シュラウドリング構造１５８を包含する。１つの実施例では、シュラウドリング構造１５８は、単片式の連続的な環状シュラウドリング構造である。各々のシュラウドサポート１４４の半径方向位置は、各々のシュラウドセグメント１３０のものと同様に、シュラウドリング構造１５８上に形成される２つのみの環状位置制御リング１６２および１６４によって厳密に制御される。従来のシュラウドリング構造とは対照的に、シュラウドアセンブリ１１０の重量を削減し或いは制限することを容易にするために、シュラウドリング構造１５８は、２つのみの位置制御リング１６２および１６４を包含する。中央セクション位置制御リング１６２は、サポート構造中央セクション１４８によって形成される後方突出装着フック１６７を第１の周方向の溝内舌状部またはハンガー内フックの相互接続において受容しおよび／またはそれと協働する軸方向前方突出装着ハンガー１６６を包含する。後方位置制御リング１６４は、サポート構造後方セクション１５０の後方突出装着フック１６９を第２の周方向の溝内舌状部またはハンガー内フックの相互接続において受容しおよび／またはそれと共に協働する軸方向前方突出装着ハンガー１６８を包含する。
【００１７】
例示的な実施例では、ハンガー１６６および／または１６８は、それぞれのハンガー１５４およびハンガー１５６に対して真直に軸方向に整列していて、すなわち同じ半径方向平面に概ね整列配置されていて、シュラウドサポート１４４に対して提供され、結果として対応するシュラウドセグメント１３０に対しても提供される半径方向サポートおよび／または半径方向位置制御を最大化することを容易にする。この整列方向付けは、シュラウドサポートアセンブリ全体の剛性を高めることを容易にする。代替的な実施例では、図２に示すように、ハンガー１６６および／またはハンガー１６８は、それぞれのハンガー１５４およびハンガー１５６に対してオフセットして軸方向に整列していて、すなわち同じ半径方向平面の中には概ね整列配置されていない。例示的な実施例では、シュラウドリング構造１５８は、シュラウドリング構造１５８の後方端部において燃焼器ケース（図示せず）に対してボルト留めされる。シュラウドリング構造１５８は、燃焼器ケースのインターフェースにおいて前縁１３３から離して片持ちにされる。それ故、中央セクション位置制御リング１６２は、燃焼器後方フランジ（図示せず）から数インチ離して位置決めされ、結果として、燃焼器ケース内の半径方向の撓みにおける如何なる不均一な周方向の変動からも隔離される。
【００１８】
例示的な実施例では、高圧冷却空気１７０は、シュラウドアセンブリ１１０の上流に位置決めされる圧縮機（図示せず）から抽出される。圧縮機から抽出される高圧冷却空気１７０の第１部分１７１は、高圧タービンセクション１１２を冷却することを容易にする。圧縮機から抽出される高圧冷却空気１７０の第２部分１７２は、低圧タービンセクション１１４を冷却することを容易にする。更に図１を参照すれば、第１部分１７１および第２部分１７２に対応する方向矢印は、高圧タービンセクション活性対流冷却ゾーン１７３を貫通する高圧冷却空気１７０の第１部分１７１の流路の少なくとも一部と、低圧タービン活性対流冷却ゾーン１８６（以下に説明する）を貫通する高圧冷却空気１７０の第２部分１７２とをそれぞれに示している。
【００１９】
この実施例では、高圧冷却空気１７０の第１部分１７１は、第１の活性対流冷却ゾーンまたは高圧タービンセクションの活性対流冷却ゾーン１７３の中に流量調節される。より詳細には、高圧冷却空気１７０の第１部分１７１は、シュラウドサポート１４４の中に形成される少なくとも１つの高圧タービンセクション（ＨＰＴＳ）供給孔１７４を介して流量調節される。高圧冷却空気１７０の第１部分１７１は、高圧タービンセクション活性対流冷却ゾーン１７３の中に位置決めされる受け皿形状のＨＰＴＳ衝突バッフル１７５に衝突する。バッフル１７５は、シュラウドサポート１４４に結合し、その結果として、上側ＨＰＴＳ空洞またはプレナム１７６を少なくとも部分的に形成する。高圧冷却空気１７０の第１部分１７１は、その後、シュラウドセグメント１３０の中に形成される下側ＨＰＴＳ空洞またはプレナム１７８の中への冷却空気として、衝突バッフル１７５の中に形成される複数の穿孔１７７を介して流量調節され、その冷却空気は、シュラウドセグメント１３０の裏面１７９に衝突する。消費された衝突冷却空気１８０のような高圧冷却空気の一部は、高圧タービンノズル外側バンド１８３とシュラウドセグメント前縁１３３の間に形成されるギャップ１８２をパージすることを容易にすべく構成されるシュラウドセグメント前縁１３３において或いはその近傍において形成される複数の前方方向付け冷却開口１８１を介してプレナム１７８から出て行く。高圧冷却空気の一部１８４は、シュラウドセグメント１３０の中に形成される複数の後方方向付け冷却開口１８５を介して流量調節され、内側表面１３８および／または１４０をフィルム冷却することを容易にする。冷却開口１８１から出て行く高圧冷却空気の消費された衝突冷却空気１８０は、前縁１３３におけるシュラウドアセンブリ１１０の中への高温ガスの噴射または再循環を防止し或いは制限することを容易にする。
【００２０】
圧縮機から抽出される高圧冷却空気１７０の第２部分１７２は、低圧タービンセクション１１４を冷却することを容易にする。この実施例では、高圧冷却空気１７０の第２部分１７２は、第２の活性対流冷却ゾーンまたは低圧タービンセクションの活性対流冷却ゾーン１８６の中に流量調節される。より詳細には、高圧冷却空気１７０の第２部分１７２は、シュラウドサポート１４４の中に形成される少なくとも１つの低圧タービン供給孔１８７を介して流量調節される。高圧冷却空気１７０の第２部分１７２は、低圧タービンセクション活性対流冷却ゾーン１８６の中に位置決めされる受け皿形状の低圧タービンセクション衝突バッフル１８８に衝突する。バッフル１８８は、シュラウドサポート１４４に結合し、その結果として、上側ＬＰＴＳ空洞またはプレナム１８９を少なくとも部分的に形成する。高圧冷却空気１７０の第２部分１７２は、その後、衝突バッフル１８８の中に形成される穿孔１９０を介して且つ下側ＬＰＴＳ空洞またはプレナム１９１の中に流量調節され、その高圧冷却空気は、シュラウドセグメント１３０の裏面１９２に衝突する。冷却空気１９３は、シュラウドセグメント１３０を貫通して形成される複数の後方方向付け冷却開口１９４を介してプレナム１９１から出て行き、シュラウドセグメント１３０下流の後縁１３７の半径方向内側表面１４０をフィルム冷却することを容易にする。
【００２１】
図１に示すように、高圧冷却空気１７０は、先ず初めに、高圧タービンノズル外側バンド１８３と中央セクション位置制御リング１６２を形成するシュラウドリング構造１５８の部分との間に少なくとも部分的に形成されるダクト２０４の中に案内される。高圧冷却空気１７０は、高圧冷却空気１７０がダクト２０４を介して案内されるとき、ダクト２０４の中において第１部分１７１および第２部分１７２に分離される。高圧冷却空気１７０の第１部分１７１は、ＨＰＴＳ供給孔１７４を介して活性対流冷却ゾーン１７３およびプレナム１７８の中に流量調節され、高圧タービンセクション１１２における衝突冷却を容易にする。消費された衝突冷却空気１８０は、シュラウドセグメント１３０から、シュラウドセグメント前縁冷却開口１８１を介して出て行き、高圧タービンノズル外側バンド１８３とシュラウドセグメント１３０の間に形成されるギャップ１８２をパージすることを容易にし、および／または、高圧タービンセクション１１２の後端２０５に形成される冷却開口１８５を介して出て行き、シュラウドセグメント１３０の内側表面１３８および／または１４０をフィルム冷却することを容易にする。
【００２２】
高圧冷却空気１７０の第２部分１７２は、シュラウドサポート１４４とシュラウドセグメント１３０の間において且つ中央セクション位置制御リング１６２と後方位置制御リング１６４の間において少なくとも部分的に形成される第２活性対流冷却ゾーン１８６の中に案内される。高圧冷却空気１７０の第２部分１７２は、低圧タービンセクション１１４を冷却することを容易にする。１つの実施例では、高圧冷却空気１７０の第２部分１７２は、シュラウドサポート１４４の中に形成される複数の低圧タービン供給孔１８７を介して流量調節される。より詳細には、高圧冷却空気１７０の第２部分１７２は、活性対流冷却ゾーン１８６の中へ直接に流量調節され、低圧タービンセクション１１４の中におけるシュラウドセグメント衝突冷却を容易にし、冷却空気は、シュラウドサポート１４４とシュラウドリング構造１５８の間において且つ中央セクション位置制御リング１６２と後方位置制御リング１６４の間において不活性対流冷却ゾーン２１１を形成する第３領域２１０を迂回する。消費された衝突冷却空気は、シュラウドセグメント１３０の後縁１３７において或いはその近傍において形成される冷却開口１９４を介して、シュラウドセグメント１３０から出て行く。
【００２３】
図１に示された流路の中において、高圧タービンセクション活性対流冷却ゾーン１７３および／または低圧タービンセクション活性対流冷却ゾーン１８６は、直接且つ積極的に冷却される。低圧タービンセクション不活性対流冷却ゾーン２１１は、不活性であり、すなわち、高圧冷却空気は、不活性対流冷却ゾーン２１１を貫通しては全く流れない。その結果、過渡的なエンジン作動中に形成される周囲条件に対する不活性対流冷却ゾーン２１１の中における熱応答性は、低下しおよび／または遅延する。結果として、中央セクション位置制御リング１６２および／または後方位置制御リング１６４の過渡的な変位もまた、低下しおよび／または遅延する。
【００２４】
図２に示すように、高圧冷却空気１７０は、高圧タービンノズル外側バンド１８３と中央セクション位置制御リング１６２を形成するシュラウドリング構造１５８との間において少なくとも部分的に形成される２０４ダクトの中に案内される。高圧冷却空気１７０は、第１部分１７１および第２部分１７２に分割される。高圧冷却空気１７０の第１部分１７１は、ＨＰＴＳ供給孔（各供給孔）１７４を介して、プレナム１７６およびプレナム１７８を少なくとも部分的に形成する高圧タービンセクション活性対流冷却ゾーン１７３の中において流量調節され、高圧タービンセクション１１２の中におけるシュラウドセグメント衝突冷却を容易にする。消費された衝突冷却空気１８０は、シュラウドセグメント１３０から、シュラウドセグメント前縁冷却開口１８１を介して出て行き、高圧タービンノズル外側バンド１８３とシュラウドセグメント１３０の間におけるギャップ１８２をパージすることを容易にし、および／または高圧タービンセクション１１２の後端２０５に形成される冷却開口１８５を介して出て行き、内側表面１３８および／または１４０をフィルム冷却することを容易にする。
【００２５】
高圧冷却空気１７０の第２部分１７２は、シュラウドサポート１４４とシュラウドセグメント１３０の間において且つ中央セクション位置制御リング１６２と後方位置制御リング１６４の間において少なくとも部分的に形成される低圧タービンセクション第２活性対流冷却ゾーン１８６の中に案内され、低圧タービンセクション１１４を冷却することを容易にする。１つの実施例では、高圧冷却空気１７０の第２部分１７２は、シュラウドサポート１４４を貫通して形成される複数の低圧タービン供給孔１８７を介して流量調節される。高圧冷却空気１７０の第２部分１７２は、プレナム１８９およびプレナム１９１を少なくとも部分的に形成する低圧タービンセクション活性対流冷却ゾーン１８６の中に直接に流量調節され、低圧タービンセクション１１４におけるシュラウドセグメント衝突冷却を容易にする。消費された衝突冷却空気１９３は、シュラウドセグメント１３０の後縁１３７において或いはその近傍において形成される冷却開口１９４を介してシュラウドセグメント１３０から出て行く。
【００２６】
図１および図２に示すように、シュラウド冷却アセンブリは、高圧冷却空気を、高圧タービンセクション活性対流冷却ゾーン１７３の中へ直接に、および／または、それぞれの供給孔（各供給孔）１７４および供給孔（各供給孔）１８７を介して、低圧タービンセクション対流冷却ゾーン１８６の中へ案内する。
【００２７】
図１および図２に示すように、シュラウド冷却アセンブリでは、高圧冷却空気は、低圧タービンセクション不活性対流冷却ゾーン２１１を介しては流量調節されず、案内もされない。その結果、低圧タービンセクション不活性対流冷却ゾーン２１１を形成するコンポーネントは、従来的なシュラウド冷却アセンブリの中における活性対流冷却ゾーンを形成するコンポーネントよりも、過渡的なエンジン作動中における熱の状況および／または環境に対して比較的遅く反応する。この熱の状況および／または環境に対するより遅い反応は、中央セクション位置制御リング１６２および／または後方位置制御リング１６４の比較的遅い過渡的な変位を容易にする。
【００２８】
その結果、低圧タービンセクションシュラウドリング構造をバイパスすることによって、図１および図２に示された高圧冷却空気流路は、過渡的なエンジン作動中における過渡的な熱応答性および／またはシュラウドセグメントの変位を削減しおよび／または遅延させることを容易にする。より遅い反応は、更に、改善されたブレード先端クリアランスおよびタービンエンジン効率をも容易にする。
【００２９】
図３は、タービンノズルバンド１８３、ギャップ１８２およびシュラウドセグメント前縁１３３の拡大した概略的横断面図である。タービンノズル外側バンド１８３は、タービンノズルセグメント５２０の一部として包含される。タービンノズルセグメント５２０は、概ね、図４に示されるように複数の周方向離間エアフォイル翼形部５１０を包含する。翼形部５１０は、半径方向外側バンド１８３と半径方向内側バンド（図示せず）の間に延在する。例示的な実施例では、外側バンド１８３は、半径方向内側表面５２２及び後方フランジ５０４を包含する。後方フランジ５０４は、上流圧力面５０６、後縁５００、および圧力面５０６から後縁５００まで延在する複数の冷却開口５０８を包含する。冷却開口５０８は、冷却空気５２６をシュラウドセグメント前縁１３３に向かって流路指定することを容易にし、且つギャップ１８２の中に移動した移動性高温ガスをギャップ１８２からパージすることを容易にすべく方向付けされる。
【００３０】
図４は、タービンノズル外側バンド１８３、外側バンド後方フランジ５０４、ギャップ１８２およびシュラウドアセンブリ前縁１３３の概略的平面図である。より詳細には、図４に示すように、後方フランジ冷却開口５０８は後方フランジ５０４を貫通して斜めに延在し、シュラウドセグメント前縁開口１８１はシュラウドセグメント前縁１３３を貫通して斜めに延在する。例示的な実施例では、各々のノズルセグメント５２０は、第１側壁５１２および第２側壁５１４を包含する少なくとも１つのエアフォイル翼形部５１０を包含する。例示的な実施例では、第１側壁５１２は、凸状であって、各々のエアフォイル翼形部５１０の吸込み側を形成し、第２側壁５１４は、凹状であって、各々のエアフォイル翼形部５１０の圧力側を形成する。側壁５１２および５１４は、前縁５１６において且つ各々のエアフォイル翼形部５１０の軸方向離間後縁５１８において互いに接合される。各々のエアフォイル後縁５１８は、各々のそれぞれのエアフォイル前縁５１６から翼弦方向且つ下流方向に離間される。第１および第２の側壁５１２および５１４は、それぞれ、半径方向内側バンド（図示せず）から半径方向外側バンド１８３までの範囲において、長手方向或いは半径方向外向きに延在する。
【００３１】
各々の翼形部５１０は、前縁５１６から後縁５１８に向かうエアフォイル輪郭（図示せず）を有する。高温燃焼ガスがエアフォイル翼形部５１０の回りを流れると、側壁５１２に沿ったガスは加速してより低い静圧を形成し、側壁５１４に沿ったガスは減速してより高い静圧を形成する。エンジン作動中、高温燃焼ガスは、翼形部５１０とバンド１８３の間に流路指定され、側壁５１４から内側バンド（図示せず）および外側バンド１８３の表面上の側壁５１２に向かう１対の流路渦を形成する。その流路渦は、中間範囲のコア流からのより高温の燃焼ガスを内側バンド（図示せず）および外側バンド１８３に向かって導く。タービンノズル外側バンド後縁５００には、周方向に沿った周期的な圧力変動が存在する。シュラウド前縁１３３における流路渦と周方向圧力変動の組合せは、シュラウド内側表面１３８上に展開する周方向の周期的且つ局所的な高温スポット５５０を結果として生じる。時間経過と共に、そのような高温スポット５５０は、エンジンアセンブリの全体的な性能を低下させ、および／またはエンジンの耐久性を低下させ得る。
【００３２】
冷却開口５０８は、後縁５００に対して外側バンド後方フランジ５０４において斜めに方向付けされ、開口５０８から吐出される冷却流は、概ね矢印Ａによって示される回転の方向において吐出角度αで吐出される。例示的な実施例では、吐出角度αは、斜めであり、それ故、タービン１１２および１１４を貫通する燃焼器ガスの流れに対して平行ではない。より詳細には、全ての冷却開口５０８が、同じ吐出角度αで斜めに方向付けされる。代替的には、開口５０８の幾つかが、冷却開口５０８が本文において説明したように機能することを可能にする任意の吐出角度αで一様に斜めに方向付けされても良い。例示的な実施例では、各開口５０８が、外側バンド後縁５００の全体にわたって周方向において等距離に離間される。更にまた、例示的な実施例では、開口５０８は、全てが同じ大きさに形成され且つ同様に斜めに方向付けされる。例示的な実施例に示された冷却開口５０８は、同じ大きさに形成されて、タービンノズル外側バンド１８３の後縁５００の全体にわたって一様に離間されるが、代替的な実施例では、冷却開口５０８は、冷却開口５０８が本文において説明したように機能することを可能にする任意のサイズ、形状或いは方向付けを有しても良いと理解されるべきである。
【００３３】
例示的な実施例では、冷却開口１８１は、シュラウドアセンブリ前縁１３３を貫通して延在し、ギャップ１８２の中心線５５５に対して計測される吐出角度βで冷却流体を吐出させるべく斜めに方向付けされる。例示的な実施例では、吐出角度βは斜めであり、それ故、開口１８１から吐出される流れはタービン１１２および１１４を貫通する燃焼ガスの流れに対して平行ではない。より詳細には、例示的な実施例では、冷却開口１８１は、矢印Ａの方向において吐出角度βで一様に斜めに方向付けされる。代替的には、開口１８１の幾つかが、冷却開口１８１が本文において説明したように機能することを可能にする任意の吐出角度βで一様に斜めに方向付けされても良い。例示的な実施例では、各開口１８１が、シュラウドアセンブリ前縁１３３の全体にわたって周方向において等距離に離間される。更にまた、例示的な実施例では、開口１８１は、全てが同じ大きさに形成され且つ同様に方向付けされる。例示的な実施例に示された冷却開口１８１は、同じ大きさに形成されて、シュラウドアセンブリ１１０の前縁１３３の全体にわたって一様に離間されるが、代替的な実施例では、冷却開口１８１は、冷却開口１８１が本文において説明したように機能することを可能にする任意のサイズ、形状或いは方向付けを有しても良いと理解されるべきである。
【００３４】
例示的な実施例では、冷却開口５０８は、それぞれ、ギャップ１８２を横断して位置する冷却開口１８１のそれぞれに対して実質的に整列配置される。冷却開口５０８は、例示的な実施例では、それぞれの冷却開口１８１に対して実質的に整列配置されるが、その他の実施例では、冷却開口５０８は、それぞれの冷却開口１８１に対して整列するようには要求されず、その代わりに、冷却開口５０８および１８１が本文において説明したように機能することを可能にするそれぞれの冷却開口１８１から任意の距離だけオフセットしていても良いと理解されるべきである。それに加えて、例示的な実施例では、吐出角度αおよびβが同じ大きさを有している。角度αおよびβは、例示的な実施例では同じ大きさを有するものとして説明されるが、その他の実施例では、冷却開口５０８および１８１がそれぞれの異なった角度αおよびβで方向付けされても良いと理解されるべきである。
【００３５】
作動中、冷却開口５０８および１８１の傾斜方向付けは、冷却開口５０８および１８１を介して流路指定される空気に対して時計回り方向或いは接線方向の速度成分を付与する。その結果、冷却流のエネルギーは、整列していない冷却開口を介して冷却空気を迂回させる際に僅かなエネルギーしか失われないので、増強されることが容易になる。空気の時計回り方向の運動量は、ギャップ１８２内の圧力配分をバランスさせることを容易にし、ギャップ１８２の中への高温ガスの吸込みを低下させる。
【００３６】
更にまた、タービンノズルアセンブリ５２０の回りにおける冷却開口５０８および１８１の傾斜方向付けおよび位置は、ギャップ１８２の中への高温ガスの吸込みを削減することを容易にし、前縁１３３から下流のシュラウド内側表面１３８の全体にわたるフィルム冷却を改善することをも容易にする。冷却開口５０８および１８１の方向付けおよび位置は、冷却開口５０８および１８１の長さを増大させることを容易にし、結果として、各々の外側バンド１８３およびシュラウドアセンブリ１１０の中における開口５０８および１８１の対流冷却能力を増大させる。
【００３７】
図５は、冷却開口１８１および５０８の代替的な実施例を示している、タービンノズル外側バンド１８３、外側後方フランジ５０４、ギャップ１８２およびシュラウドアセンブリ前縁１３３の概略的な平面図である。図６は、冷却開口１８１および５０８のもう１つの代替的な実施例を示している、タービンノズル外側バンド１８３、外側後方フランジ５０４、ギャップ１８２およびシュラウドアセンブリ前縁１３３の概略的な平面図である。図７は、冷却開口１８１および５０８の更にもう１つの代替的な実施例を示している、タービンノズル外側バンド１８３、外側後方フランジ５０４、ギャップ１８２およびシュラウドアセンブリ前縁１３３の概略的な平面図である。図５、図６および図７に示されるエンジンアセンブリは、以下で更に詳細に説明する少数のコンポーネントの変更を除いて、図４に示されたものと同じエンジンアセンブリである。それ故、図４に示されたコンポーネントと同一である図５、図６および図７に示されたコンポーネントは、図５、図６および図７においても、図４で使用されたものと同じ参照番号を使用して認識される。
【００３８】
図５を参照すると、冷却開口５０８は外側バンド後方フランジ５０４を貫通して斜めに延在し、冷却開口１８１の２つの異なったグループ５２８および５３０はシュラウドアセンブリ前縁１３３を貫通して斜めに延在する。作動中に、強化される局所的な冷却を必要とし得る高温スポット５５０が、シュラウド内側表面１３８上に展開し得る。従って、この代替的な実施例では、より大きい直径の冷却開口１８１の少なくとも１つのグループ５２８が、各々の対応する高温スポット５５０から上流に位置決めされる。グループ５２８内の開口１８１は、冷却流体を各々の対応する高温スポット５５０に向かって流路指定することによって、優先冷却を容易にする。高温スポット５５０の位置は、エンジンの間において変化し得るものであり、それに従ってグループ５２８の位置もまた変化すると理解されるべきである。例示的な実施例では、小さい直径の冷却開口１８１のグループ５３０が、より大きい直径の冷却開口１８１の周方向離間グループ５２８の間に位置する。より詳細には、グループ５３０の相対的位置は、前縁１３３から下流にあり、且つ高温スポット５５０に比較して相対的に低い作動温度に曝されるシュラウド内側表面１３８の領域に対応する。結果として、図５の例示的な実施例では、冷却開口グループ５２８および５３０は、内側表面１３８のより低温の領域に供給される冷却流体の流量を最小化しつつ、内側表面１３８のより高温の領域に供給される冷却流体の流量を増大させるべく位置決めされ得るものであり、それによって、シュラウド内側表面１３８における高温スポットの展開を削減することを容易にする。本文において使用される用語「流体」は、ガス、空気および液体を包含するがそれらに限定されることなく、本文において説明するように流れる任意の冷却材料または冷却媒体を包含すると理解されるべきである。
【００３９】
図６に示される実施例を参照すると、より大きい直径の冷却開口５０８の少なくとも１つのグループ５３２が、各々の対応する高温スポット５５０から上流に位置決めされ、各々の対応する高温スポット５５０の優先冷却を容易にする。この実施例では、シュラウドアセンブリ前縁１３３は、冷却開口１８１を包含するものではないと理解されるべきである。更に、高温スポット５５０の位置もまた、エンジンの間において変化し得るものであり、それ故、それに従ってグループ５３２の位置もまた変化すると理解されるべきである。例示的な実施例では、小さい直径の冷却開口５０８のグループ５３４が、より大きい直径の冷却開口５０８の周方向離間グループ５３２の間に位置する。より詳細には、グループ５３４の相対的位置は、前縁１３３から下流にあり、且つ高温スポット５５０に比較して相対的に低い作動温度に曝されるシュラウド内側表面１３８の領域に対応する。結果として、図６の例示的な実施例では、冷却開口グループ５３２および５３４は、内側表面１３８のより低温の領域に供給される冷却流体の流量を最小化しつつ、内側表面１３８のより高温の領域に供給される冷却流体の流量を増大させるべく位置決めされ得るものであり、それによって、シュラウド内側表面１３８における高温スポットの展開を削減することを容易にする。
【００４０】
図７に示される実施例を参照すると、図５および図６に示された冷却開口パターンが、本質的に結合されている。より詳細には、より大きい直径の冷却開口１８１および５０８のそれぞれのグループ５２８および５３２が、各々の対応する高温スポット５５０から上流に位置決めされ、冷却流体を各々の対応する高温スポット５５０に向かって流路指定することによって優先冷却を容易にする。グループ５２８および５３２は、ギャップ１８２の対向する側面を横断して互いに協働するように位置決めされる。同様にして、グループ５３０および５３４もまた、ギャップ１８２の対向する側面を横断して協働するように位置決めされる。高温スポット５５０の位置は、エンジンの間において変化し得るものであり、それに従ってグループ５２８および５３２の位置もまた変化すると理解されるべきである。例示的な実施例では、小さい直径の冷却開口１８１および５０８のそれぞれのグループ５３０および５３４が、より大きい直径の冷却開口１８１および５０８のそれぞれの周方向離間グループ５２８および５３２の間に位置する。更にまた、グループ５３０および５３４の相対的位置は、前縁１３３から下流にあり、且つ高温スポット５５０に比較して相対的に低い温度に曝されるシュラウド内側表面１３８の領域に対応する。結果として、図７の例示的な実施例では、グループ５２８，５３０，５３２および５３４は、内側表面１３８のより低温の領域に供給される冷却流体の流量を最小化しつつ、内側表面１３８のより高温の領域に供給される冷却流体の流量を増大させるべく位置決めされ得るものであり、それによって、シュラウド内側表面１３８における高温スポットの展開を削減することを容易にする。
【００４１】
グループ５２８および５３２のそれぞれのより大きい直径の冷却開口１８１および５０８は、グループ５２８および５３２が本文において説明したように機能することを可能にする任意の直径であっても良いと理解されるべきである。更にまた、グループ５３０および５３４のそれぞれの小さい直径の冷却開口１８１および５０８もまた、グループ５３０および５３４が機能することを可能にする任意の直径であっても良いと理解されるべきである。
【００４２】
前述の例示的な実施例は、グループ５２８および５３０並びに５３２および５３４のそれぞれの中における冷却開口１８１および５０８のパターンを説明しているが、その他の実施例が、それぞれのグループ５２８および５３０並びに５３２および５３４の中において冷却開口１８１および５０８の様々なパターンを使用しても良いと理解されるべきである。より詳細には、その他の実施例が、各々のグループ５２８，５３０，５３２および５３４の中において高温スポット５５０に向かって冷却流体を流路指定するために利用可能である総計横断面積を任意の様式で調節することによって、高温スポット５５０の優先冷却を容易にしても良い。例えば、その他の実施例は、それぞれのグループ５２８および５３０並びに５３２および５３４の中における冷却開口１８１および５０８のために同じ直径を使用し、それと同時に、それぞれのグループ５２８および５３０並びに５３２および５３４の中における冷却開口１８１および５０８の密度を増減させても良い。従って、グループ５２８，５３０，５３２および５３４の何れかを介する冷却流を増大させるためには、それぞれの冷却開口１８１および５０８の密度が増大される。グループ５２８，５３０，５３２および５３４の何れか１つを介する冷却流を減少させるためには、それぞれの冷却開口１８１および５０８の密度が減少される。その結果、それぞれのグループ５２８および５３０並びに５３２および５３４の中における冷却開口１８１および５０８の密度を調節することによって、総計横断面積もまた調節され、高温スポット５５０の優先冷却が容易になる。
【００４３】
冷却流体を流路指定するために提供される総計横断面積を調節するもう１つの具体例では、グループ５２８および５３２はそれぞれ、グループ５２８および５３２が本文において説明したように機能することを可能にする任意の冷却開口間隔において、大きい直径のそれぞれの冷却開口１８１および５０８の任意の個数を包含しても良い。同様にして、グループ５３０および５３４は、グループ５３０および５３４がそれぞれ、本文において説明したように機能することを可能にする任意の冷却開口間隔において、小さい直径の冷却開口１８１および５０８の任意の個数を包含しても良い。
【００４４】
冷却流体を流路指定するために提供される総計横断面積を調節する更にもう１つの具体例では、グループ５２８および５３２は、グループ５２８および５３２が本文において説明したように機能することを可能にする大きい直径のそれぞれの冷却孔１８１および５０８の増大した密度を包含しても良い。同様にして、冷却流体を流路指定するために提供される総計横断面領域、グループ５３０および５３４は、グループ５２８および５３２が本文において説明したように機能することを可能にする小さい直径のそれぞれの冷却孔１８１および５０８の減少した密度を包含しても良い。
【００４５】
例示的な実施例は、冷却開口１８１および５０８を円形の横断面を有するものとして説明しているが、その他の実施例は、それぞれのグループ５２８および５３０並びに５３２および５３４が本文において説明したように機能することを可能にする冷却開口１８１および５０８のための任意の横断面領域を使用しても良いと理解されるべきである。そのような横断面領域は、卵形、正方形および長方形を包含するが、それらに限定されるものではない。それぞれのグループ５２８および５３２の冷却開口１８１および５０８は、高温スポット５５０から上流に位置決めされると理解されるべきである。しかし、翼形部５１０から出て行く傾斜ガス流の故に、開口１８１および５０８は、必ずしもエンジン内において軸方向に整列配置されるというわけではない。
【００４６】
上述のタービンノズルセグメントおよびシュラウドセグメントは、タービンノズル外側バンドの後方フランジに沿って延在し、タービンシュラウドアセンブリの前縁に沿っても延在する複数の傾斜方向付け冷却開口を包含する。より詳細には、冷却開口は、外側バンドの後方フランジを貫通して延在し、タービンシュラウドアセンブリの前縁をも貫通して延在し、より大きい総計横断面積を有する冷却開口のグループは、局所的な高温スポットから上流に位置決めされ、より小さい総計横断面積を有する冷却開口のグループは、より大きい総計横断面積を有するグループの間に位置する。その結果、冷却流体は、後方フランジと前縁の間に形成されるギャップの中に案内され、ギャップの中への高温ガスの吸込みを削減することを容易にし、更には、冷却流体をシュラウド内側表面上の高温スポットに配分することによって強化された局所的な冷却をも容易にする。従って、タービンノズルセグメントおよびシュラウドセグメントは、低下した作動温度において機能可能であり、結果として、タービンノズルセグメントおよびシュラウドセグメントの耐久性および有効寿命を増大させることを容易にし、エンジンの運転コストを削減する。
【００４７】
タービンノズルセグメントおよびシュラウドセグメントに関する例示的な実施例が、以上に詳細に説明されている。それらのセグメントは、本文において説明した特定の実施例に対して限定されるものではなく、むしろ、各々のセグメントのコンポーネントは、本文において説明したその他のコンポーネントから独立して且つ分離して利用されても良い。
【００４８】
本発明は、様々な特定の実施例に関連して説明されてきたが、当業者は、本発明が各請求項の精神および範囲内の修正を加えて実行され得るものであると認識するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】シュラウドアセンブリを貫通する高圧冷却空気流を概略的に示す例示的なシュラウドアセンブリの側面図である。
【図２】シュラウドアセンブリを貫通する高圧冷却空気流を概略的に示す代替的なシュラウドアセンブリの側面図である。
【図３】タービンノズルと図１または図２に示されたシュラウドアセンブリとの間に形成されるギャップの拡大した概略的横断面図である。
【図４】例示的な冷却孔パターンを示している、図３に示されたタービンノズルおよびシュラウドアセンブリの平面図である。
【図５】代替的な例示的冷却孔パターンを示している、図３に示されたタービンノズルおよびシュラウドアセンブリの平面図である。
【図６】もう１つの代替的な例示的冷却孔パターンを示している、図３に示されたタービンノズルおよびシュラウドアセンブリの平面図である。
【図７】更にもう１つの代替的な例示的冷却孔パターンを示している、図３に示されたタービンノズルおよびシュラウドアセンブリの平面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０８ タービンエンジン冷却アセンブリ
１１０ シュラウドアセンブリ
１１２ タービン
１１２ 高圧タービンセクション
１１４ 低圧タービンセクション
１３０ 各シュラウドセグメント
１３２ 装着フック
１３３ 前縁
１３７ 後縁
１３８ シュラウド内側表面
１４４ シュラウドサポート
１４６ 前方セクション
１４８ 中央セクション
１５０ 後方セクション
１５２ 各協働ハンガー
１５２ 各突出ハンガー
１５６ ハンガー
１５８ シュラウドリング構造
１６２ 制御リング
１６４ 後方位置制御リング
１６６ 軸方向前方突出ハンガー
１６７ 後方突出装着フック
１６８ 軸方向前方突出ハンガー
１６９ 後方突出装着フック
１７０ 高圧冷却空気
１７１ 第１部分
１７２ 第２部分
１７３ 活性対流冷却ゾーン
１７４ 供給孔
１７５ バッフル
１７６ プレナム
１７６ 空洞またはプレナム
１７７ 複数の穿孔
１７９ 裏面
１８０ 消費された衝突冷却空気
１８１ 各冷却開口
１８２ ギャップ
１８３ タービンノズル外側バンド
１８５ 各冷却開口
１８６ 対流冷却ゾーン
１８７ 各タービン供給孔
１８８ バッフル
１８９ プレナム
１９０ 各穿孔
１９１ プレナム
１９３ 冷却空気
１９４ 各冷却開口
２０４ ダクト
２０５ 後端
２１１ 不活性対流冷却ゾーン
５００ 後縁
５０４ 後方フランジ
５０６ 圧力面
５０８ 各開口
５１０ 各エアフォイル翼形部
５１０ 各々のエアフォイル翼形部
５１２ 第１および第２の側壁
５１６ 前縁
５１８ 後縁
５２０ ノズルセグメント
５２２ 半径方向内側表面
５２８ グループ
５５０ 各高温スポット
５５５ 中心線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概ねガスタービンエンジンに関し、より詳細には、一体的なタービンノズルおよびシュラウドアセンブリを冷却する方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンの効率を高める１つの既知のアプローチは、タービン作動温度を上昇させることを要求する。しかし、作動温度が高くなれば、所定のエンジンコンポーネントの熱限界が超過され得ることになり、結果として運転寿命の減少および／または重大な故障を引き起こす。更に、各コンポーネントの増大する熱膨張および熱収縮は、コンポーネントのクリアランスおよび／またはコンポーネントの相互嵌合い関係に悪影響を与え得る。従って、そのようなコンポーネントの冷却を容易にして、高い作動温度に曝されるときの潜在的に有害な結果を回避するために、ガスタービンエンジンには従来的な冷却システムが組み込まれていた。
【０００３】
主要な空気流から、すなわち圧縮機からの空気を冷却目的のために抽出することは周知である。エンジン作動の効率を維持することを容易にするために、抽出される冷却空気量は、典型的には、全体の主要空気流の僅かなパーセントに限定されている。それ故、これは、冷却空気が安全限度の範囲内で各コンポーネントの温度を維持することを容易にするために最大の効率で利用されることを要求する。
【０００４】
例えば、高温に曝される１つのコンポーネントは、燃焼器から延在する高圧タービンノズルの直下流に位置するシュラウドアセンブリである。シュラウドアセンブリは、高圧タービンのロータの回りに周方向に延在し、その結果、高圧タービンを貫通して流れる主要なガス流の外側境界線（流路）の一部を形成する。ガスタービンエンジンの効率は、タービンブレードの半径方向外側表面とシュラウドアセンブリの半径方向内側表面の間において計測されるタービンブレードの先端クリアランスの変動によって悪影響を受け得る。過渡的なエンジン作動中、タービンブレードの先端クリアランスは、タービンロータブレードとシュラウドアセンブリの半径方向変位における差の関数である。タービンロータは、典型的には静止的なシュラウドシステムより大きい質量を有するものであり、結果として、タービン作動中、タービンロータは、典型的にはシュラウドアセンブリより遅い熱応答性を有する。ロータブレードの半径方向変位とシュラウドアセンブリの半径方向変位における差が余りに大きいとき、ブレードの先端クリアランスは、増大して、エンジン効率を低下させる結果を生じ得る。
【０００５】
更にまた、エンジン作動中には、ギャップが、高圧タービンノズル外側バンドの後縁と隣接シュラウドセグメントの前縁の間に形成され得る。ノズル漏出および／またはパージ流をも包含するが、これに限定されるものでない冷却空気は、そのギャップに進入し、高圧タービンを貫通して流路指定される主要なガス流の中に流入する。冷却空気は、概ね、シュラウド前縁前方圧力面に向かって案内される外側バンド後縁の中に位置決めされる１列の軸方向整列冷却孔によって提供され、端面の冷却およびギャップのパージを容易にする。既知のノズル外側バンド後縁およびシュラウド前縁が単純な９０°の角度を有するので、ギャップは、主要なガス流の中に直接に開口する。エンジン作動中、主要なガス流がノズル翼形部を貫通して流れるので、周方向ガス圧の変動が翼形部後縁の下流に形成され得る。この周方向ガス圧の変動は、外側バンドとシュラウドセグメントの間におけるギャップの中に局所的な高温ガスの吸込みを引き起こすかもしれない。結果として、ギャップを介して流れる冷却空気は、下流のシュラウドセグメントを効果的には冷却しないこともあり得る。
【特許文献１】米国特許第６，９８４，１００号
【特許文献２】米国特許第６，７７９，５９７号
【特許文献３】米国特許第６，４８５，２５５号
【特許文献４】米国特許第６，４３１，８３２号
【特許文献５】米国特許第６，４３１，８２０号
【特許文献６】米国特許第４，３９８，４８８号
【特許文献７】米国特許第６，３５４，７９５号
【特許文献８】米国特許第６，３４０，２８５号
【特許文献９】米国特許第５，５１１，９４５号
【特許文献１０】米国特許第５，２１７，３４８号
【特許文献１１】米国特許第４，９４９，５４５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来技術の課題を解決することを目的の一つとする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
１つの態様では、エンジンアセンブリを提供する。エンジンアセンブリは、内側バンドと後方フランジおよび半径方向内側表面を包含する外側バンドとを包含するノズルアセンブリを包含する。後方フランジは、より大きい総計横断面積を有する冷却開口の第１グループと、より小さい総計横断面積を有する冷却開口の第２グループとを包含する。冷却開口は、そこからの冷却流体を傾斜吐出角度で案内すべく構成される。当該アセンブリは、内側バンドと外側バンドの間に延在する少なくとも１つのエアフォイル翼形部をも包含する。
【０００８】
もう１つの態様では、ガスタービンエンジンが開示される。ガスタービンエンジンは、内側バンドと、外側バンドと、内側バンドと外側バンドの間に延在する少なくとも１つのエアフォイル翼形部とを包含するノズルアセンブリを包含する。外側バンドは、後方フランジおよび半径方向内側表面を包含する。後方フランジは、より大きい総計横断面積を有する冷却開口の第１グループと、より小さい総計横断面積を有する冷却開口の第２グループとを包含する。冷却開口は、そこからの冷却流体を傾斜吐出角度で案内すべく構成される。
【０００９】
またここでは、ガスタービンエンジンを組み立てる方法を開示する。この方法は、少なくとも１つのタービンノズルセグメントをガスタービンエンジンの中に結合させることを包含する。少なくとも１つのタービンノズルセグメントは、内側バンドと後方フランジおよび半径方向内側表面を包含する外側バンドとの間に延在する少なくとも１つのエアフォイル翼形部を包含する。更に、当該方法は、少なくとも１つのタービンノズルセグメントから下流の少なくとも１つのタービンシュラウドセグメントを結合することを包含し、少なくとも１つのタービンシュラウドセグメントは、前縁および半径方向内側表面を包含する。当該方法は、冷却流体供給源を少なくとも１つのタービンノズルセグメントに流体連通させて結合し、各々のタービンノズル外側バンド後方フランジに対して流路指定される冷却流体が少なくとも１つのタービンシュラウドセグメントの前縁に向かって傾斜吐出角度で案内されることを包含し、より大きい総計横断面積を有する冷却開口の少なくとも１つの第１グループおよびより小さい総計横断面積を有する冷却開口の第２グループを介して冷却流体を流路指定し、タービンシュラウドの優先冷却を容易にすることをも包含する。
【００１０】
本発明は、高圧タービンノズルの後縁と隣接シュラウドセグメントの前縁との間に形成されるギャップの中に対する高温ガスの吸込みを最小限にするタービンシュラウド冷却システムを提供する。このタービンシュラウド冷却システムは、高圧タービンを貫通して流れる高温ガス流路と、タービンノズルおよびシュラウドセグメントの間に形成されるギャップを介して流れる冷却空気との間に障壁を形成することを容易にする。
【００１１】
本発明は航空機ガスタービンのシュラウドアセンブリを冷却することに関連するその用途を参照して以下に説明されるが、本文における教示内容によって案内されるように適切な修正を加えれば、本発明の冷却システムまたはアセンブリは、それに限定されることなく、ノズルおよび／または翼形部のセクションのようなその他のタービンエンジンのコンポーネントを冷却することを容易にするためにも適当であり得ることが当業者にとっては明白であろう。
【００１２】
図１は、シュラウドアセンブリを貫通する高圧冷却空気流を概略的に示す例示的なシュラウドアセンブリの側面図である。図２は、シュラウドアセンブリを貫通する高圧冷却空気流を概略的に示す代替的なシュラウドアセンブリの側面図である。過渡的なエンジン作動中におけるシュラウドアセンブリの熱応答性および／またはシュラウドアセンブリの変位を制御することを容易にするために、例示的な実施例では、タービンエンジン冷却アセンブリ１０８は、ガスタービンエンジンの高圧タービンセクション１１２および低圧タービンセクション１１４のためのものとして、参照番号１１０で概略的に示されるシュラウドアセンブリを包含する。タービンエンジン冷却アセンブリ１０８は、それに限定されることなく、ノズルセクションおよび／または翼形部セクションのようなガスタービンエンジンのその他のセクションを冷却することを容易にするためにも適当であり得ることが当業者にとっては明白であろう。
【００１３】
シュラウドアセンブリ１１０は、シュラウドセグメント１３０の形態をとるタービンエンジン冷却コンポーネントを包含する。各々のシュラウドセグメント１３０は、シュラウドセグメント１３０の周方向前縁１３３における前方装着フック１３２を包含する。シュラウドセグメント１３０は、更に、中央セクション装着フック１３４と、シュラウドセグメント１３０の周方向後縁１３７に隣接する後方装着フック１３６とを包含する。
【００１４】
複数のシュラウドセグメント１３０は、概ね既知の様式で周方向に配置され、環状セグメント式シュラウドを形成する。シュラウドセグメント１３０は、高圧タービンブレード（図示せず）とシュラウドセグメント１３０の高圧タービンセクションの半径方向内側表面１３８との間において、且つ低圧タービンブレード（図示せず）とシュラウドセグメント１３０の低圧タービンセクションの半径方向内側表面１４０との間において環状クリアランスを形成する。複数のセグメント式シュラウドのサポート１４４は、シュラウドセグメント１３０を相互接続する。各々のシュラウドサポート１４４は、周方向にまたがって、隣接シュラウドセグメント１３０を支持する。代替的な実施例では、シュラウドサポート１４４は、２つのシュラウドセグメント１３０より少ないかまたはそれより多いシュラウドセグメント１３０の任意の適当な個数を支持すべく修正される。例示的な実施例では、シュラウドアセンブリ１１０は、２６個のシュラウドセグメント１３０と、１３個のシュラウドサポート１４４とを包含するが、代替的な実施例では、シュラウドセグメント１３０および／またはシュラウドサポート１４４の任意の適当な個数が利用されても良い。
【００１５】
各々のシュラウドサポート１４４は、それぞれの前方突出ハンガー１５２，１５４および１５６を形成する前方セクション１４６、中央セクション１４８および後方セクション１５０を包含する。装着フック１３２，１３４および１３６は、それぞれに、溝内舌状部またはハンガー内フックの相互接続において協働ハンガー１５２，１５４および１５６によって受容され、シュラウドサポート１４４がそれぞれのシュラウドセグメント１３０を支持する。
【００１６】
シュラウドアセンブリ１１０は、シュラウドサポート１４４を支持する環状シュラウドリング構造１５８を包含する。１つの実施例では、シュラウドリング構造１５８は、単片式の連続的な環状シュラウドリング構造である。各々のシュラウドサポート１４４の半径方向位置は、各々のシュラウドセグメント１３０のものと同様に、シュラウドリング構造１５８上に形成される２つのみの環状位置制御リング１６２および１６４によって厳密に制御される。従来のシュラウドリング構造とは対照的に、シュラウドアセンブリ１１０の重量を削減し或いは制限することを容易にするために、シュラウドリング構造１５８は、２つのみの位置制御リング１６２および１６４を包含する。中央セクション位置制御リング１６２は、サポート構造中央セクション１４８によって形成される後方突出装着フック１６７を第１の周方向の溝内舌状部またはハンガー内フックの相互接続において受容しおよび／またはそれと協働する軸方向前方突出装着ハンガー１６６を包含する。後方位置制御リング１６４は、サポート構造後方セクション１５０の後方突出装着フック１６９を第２の周方向の溝内舌状部またはハンガー内フックの相互接続において受容しおよび／またはそれと共に協働する軸方向前方突出装着ハンガー１６８を包含する。
【００１７】
例示的な実施例では、ハンガー１６６および／または１６８は、それぞれのハンガー１５４およびハンガー１５６に対して真直に軸方向に整列していて、すなわち同じ半径方向平面に概ね整列配置されていて、シュラウドサポート１４４に対して提供され、結果として対応するシュラウドセグメント１３０に対しても提供される半径方向サポートおよび／または半径方向位置制御を最大化することを容易にする。この整列方向付けは、シュラウドサポートアセンブリ全体の剛性を高めることを容易にする。代替的な実施例では、図２に示すように、ハンガー１６６および／またはハンガー１６８は、それぞれのハンガー１５４およびハンガー１５６に対してオフセットして軸方向に整列していて、すなわち同じ半径方向平面の中には概ね整列配置されていない。例示的な実施例では、シュラウドリング構造１５８は、シュラウドリング構造１５８の後方端部において燃焼器ケース（図示せず）に対してボルト留めされる。シュラウドリング構造１５８は、燃焼器ケースのインターフェースにおいて前縁１３３から離して片持ちにされる。それ故、中央セクション位置制御リング１６２は、燃焼器後方フランジ（図示せず）から数インチ離して位置決めされ、結果として、燃焼器ケース内の半径方向の撓みにおける如何なる不均一な周方向の変動からも隔離される。
【００１８】
例示的な実施例では、高圧冷却空気１７０は、シュラウドアセンブリ１１０の上流に位置決めされる圧縮機（図示せず）から抽出される。圧縮機から抽出される高圧冷却空気１７０の第１部分１７１は、高圧タービンセクション１１２を冷却することを容易にする。圧縮機から抽出される高圧冷却空気１７０の第２部分１７２は、低圧タービンセクション１１４を冷却することを容易にする。更に図１を参照すれば、第１部分１７１および第２部分１７２に対応する方向矢印は、高圧タービンセクション活性対流冷却ゾーン１７３を貫通する高圧冷却空気１７０の第１部分１７１の流路の少なくとも一部と、低圧タービン活性対流冷却ゾーン１８６（以下に説明する）を貫通する高圧冷却空気１７０の第２部分１７２とをそれぞれに示している。
【００１９】
この実施例では、高圧冷却空気１７０の第１部分１７１は、第１の活性対流冷却ゾーンまたは高圧タービンセクションの活性対流冷却ゾーン１７３の中に流量調節される。より詳細には、高圧冷却空気１７０の第１部分１７１は、シュラウドサポート１４４の中に形成される少なくとも１つの高圧タービンセクション（ＨＰＴＳ）供給孔１７４を介して流量調節される。高圧冷却空気１７０の第１部分１７１は、高圧タービンセクション活性対流冷却ゾーン１７３の中に位置決めされる受け皿形状のＨＰＴＳ衝突バッフル１７５に衝突する。バッフル１７５は、シュラウドサポート１４４に結合し、その結果として、上側ＨＰＴＳ空洞またはプレナム１７６を少なくとも部分的に形成する。高圧冷却空気１７０の第１部分１７１は、その後、シュラウドセグメント１３０の中に形成される下側ＨＰＴＳ空洞またはプレナム１７８の中への冷却空気として、衝突バッフル１７５の中に形成される複数の穿孔１７７を介して流量調節され、その冷却空気は、シュラウドセグメント１３０の裏面１７９に衝突する。消費された衝突冷却空気１８０のような高圧冷却空気の一部は、高圧タービンノズル外側バンド１８３とシュラウドセグメント前縁１３３の間に形成されるギャップ１８２をパージすることを容易にすべく構成されるシュラウドセグメント前縁１３３において或いはその近傍において形成される複数の前方方向付け冷却開口１８１を介してプレナム１７８から出て行く。高圧冷却空気の一部１８４は、シュラウドセグメント１３０の中に形成される複数の後方方向付け冷却開口１８５を介して流量調節され、内側表面１３８および／または１４０をフィルム冷却することを容易にする。冷却開口１８１から出て行く高圧冷却空気の消費された衝突冷却空気１８０は、前縁１３３におけるシュラウドアセンブリ１１０の中への高温ガスの噴射または再循環を防止し或いは制限することを容易にする。
【００２０】
圧縮機から抽出される高圧冷却空気１７０の第２部分１７２は、低圧タービンセクション１１４を冷却することを容易にする。この実施例では、高圧冷却空気１７０の第２部分１７２は、第２の活性対流冷却ゾーンまたは低圧タービンセクションの活性対流冷却ゾーン１８６の中に流量調節される。より詳細には、高圧冷却空気１７０の第２部分１７２は、シュラウドサポート１４４の中に形成される少なくとも１つの低圧タービン供給孔１８７を介して流量調節される。高圧冷却空気１７０の第２部分１７２は、低圧タービンセクション活性対流冷却ゾーン１８６の中に位置決めされる受け皿形状の低圧タービンセクション衝突バッフル１８８に衝突する。バッフル１８８は、シュラウドサポート１４４に結合し、その結果として、上側ＬＰＴＳ空洞またはプレナム１８９を少なくとも部分的に形成する。高圧冷却空気１７０の第２部分１７２は、その後、衝突バッフル１８８の中に形成される穿孔１９０を介して且つ下側ＬＰＴＳ空洞またはプレナム１９１の中に流量調節され、その高圧冷却空気は、シュラウドセグメント１３０の裏面１９２に衝突する。冷却空気１９３は、シュラウドセグメント１３０を貫通して形成される複数の後方方向付け冷却開口１９４を介してプレナム１９１から出て行き、シュラウドセグメント１３０下流の後縁１３７の半径方向内側表面１４０をフィルム冷却することを容易にする。
【００２１】
図１に示すように、高圧冷却空気１７０は、先ず初めに、高圧タービンノズル外側バンド１８３と中央セクション位置制御リング１６２を形成するシュラウドリング構造１５８の部分との間に少なくとも部分的に形成されるダクト２０４の中に案内される。高圧冷却空気１７０は、高圧冷却空気１７０がダクト２０４を介して案内されるとき、ダクト２０４の中において第１部分１７１および第２部分１７２に分離される。高圧冷却空気１７０の第１部分１７１は、ＨＰＴＳ供給孔１７４を介して活性対流冷却ゾーン１７３およびプレナム１７８の中に流量調節され、高圧タービンセクション１１２における衝突冷却を容易にする。消費された衝突冷却空気１８０は、シュラウドセグメント１３０から、シュラウドセグメント前縁冷却開口１８１を介して出て行き、高圧タービンノズル外側バンド１８３とシュラウドセグメント１３０の間に形成されるギャップ１８２をパージすることを容易にし、および／または、高圧タービンセクション１１２の後端２０５に形成される冷却開口１８５を介して出て行き、シュラウドセグメント１３０の内側表面１３８および／または１４０をフィルム冷却することを容易にする。
【００２２】
高圧冷却空気１７０の第２部分１７２は、シュラウドサポート１４４とシュラウドセグメント１３０の間において且つ中央セクション位置制御リング１６２と後方位置制御リング１６４の間において少なくとも部分的に形成される第２活性対流冷却ゾーン１８６の中に案内される。高圧冷却空気１７０の第２部分１７２は、低圧タービンセクション１１４を冷却することを容易にする。１つの実施例では、高圧冷却空気１７０の第２部分１７２は、シュラウドサポート１４４の中に形成される複数の低圧タービン供給孔１８７を介して流量調節される。より詳細には、高圧冷却空気１７０の第２部分１７２は、活性対流冷却ゾーン１８６の中へ直接に流量調節され、低圧タービンセクション１１４の中におけるシュラウドセグメント衝突冷却を容易にし、冷却空気は、シュラウドサポート１４４とシュラウドリング構造１５８の間において且つ中央セクション位置制御リング１６２と後方位置制御リング１６４の間において不活性対流冷却ゾーン２１１を形成する第３領域２１０を迂回する。消費された衝突冷却空気は、シュラウドセグメント１３０の後縁１３７において或いはその近傍において形成される冷却開口１９４を介して、シュラウドセグメント１３０から出て行く。
【００２３】
図１に示された流路の中において、高圧タービンセクション活性対流冷却ゾーン１７３および／または低圧タービンセクション活性対流冷却ゾーン１８６は、直接且つ積極的に冷却される。低圧タービンセクション不活性対流冷却ゾーン２１１は、不活性であり、すなわち、高圧冷却空気は、不活性対流冷却ゾーン２１１を貫通しては全く流れない。その結果、過渡的なエンジン作動中に形成される周囲条件に対する不活性対流冷却ゾーン２１１の中における熱応答性は、低下しおよび／または遅延する。結果として、中央セクション位置制御リング１６２および／または後方位置制御リング１６４の過渡的な変位もまた、低下しおよび／または遅延する。
【００２４】
図２に示すように、高圧冷却空気１７０は、高圧タービンノズル外側バンド１８３と中央セクション位置制御リング１６２を形成するシュラウドリング構造１５８との間において少なくとも部分的に形成される２０４ダクトの中に案内される。高圧冷却空気１７０は、第１部分１７１および第２部分１７２に分割される。高圧冷却空気１７０の第１部分１７１は、ＨＰＴＳ供給孔（各供給孔）１７４を介して、プレナム１７６およびプレナム１７８を少なくとも部分的に形成する高圧タービンセクション活性対流冷却ゾーン１７３の中において流量調節され、高圧タービンセクション１１２の中におけるシュラウドセグメント衝突冷却を容易にする。消費された衝突冷却空気１８０は、シュラウドセグメント１３０から、シュラウドセグメント前縁冷却開口１８１を介して出て行き、高圧タービンノズル外側バンド１８３とシュラウドセグメント１３０の間におけるギャップ１８２をパージすることを容易にし、および／または高圧タービンセクション１１２の後端２０５に形成される冷却開口１８５を介して出て行き、内側表面１３８および／または１４０をフィルム冷却することを容易にする。
【００２５】
高圧冷却空気１７０の第２部分１７２は、シュラウドサポート１４４とシュラウドセグメント１３０の間において且つ中央セクション位置制御リング１６２と後方位置制御リング１６４の間において少なくとも部分的に形成される低圧タービンセクション第２活性対流冷却ゾーン１８６の中に案内され、低圧タービンセクション１１４を冷却することを容易にする。１つの実施例では、高圧冷却空気１７０の第２部分１７２は、シュラウドサポート１４４を貫通して形成される複数の低圧タービン供給孔１８７を介して流量調節される。高圧冷却空気１７０の第２部分１７２は、プレナム１８９およびプレナム１９１を少なくとも部分的に形成する低圧タービンセクション活性対流冷却ゾーン１８６の中に直接に流量調節され、低圧タービンセクション１１４におけるシュラウドセグメント衝突冷却を容易にする。消費された衝突冷却空気１９３は、シュラウドセグメント１３０の後縁１３７において或いはその近傍において形成される冷却開口１９４を介してシュラウドセグメント１３０から出て行く。
【００２６】
図１および図２に示すように、シュラウド冷却アセンブリは、高圧冷却空気を、高圧タービンセクション活性対流冷却ゾーン１７３の中へ直接に、および／または、それぞれの供給孔（各供給孔）１７４および供給孔（各供給孔）１８７を介して、低圧タービンセクション対流冷却ゾーン１８６の中へ案内する。
【００２７】
図１および図２に示すように、シュラウド冷却アセンブリでは、高圧冷却空気は、低圧タービンセクション不活性対流冷却ゾーン２１１を介しては流量調節されず、案内もされない。その結果、低圧タービンセクション不活性対流冷却ゾーン２１１を形成するコンポーネントは、従来的なシュラウド冷却アセンブリの中における活性対流冷却ゾーンを形成するコンポーネントよりも、過渡的なエンジン作動中における熱の状況および／または環境に対して比較的遅く反応する。この熱の状況および／または環境に対するより遅い反応は、中央セクション位置制御リング１６２および／または後方位置制御リング１６４の比較的遅い過渡的な変位を容易にする。
【００２８】
その結果、低圧タービンセクションシュラウドリング構造をバイパスすることによって、図１および図２に示された高圧冷却空気流路は、過渡的なエンジン作動中における過渡的な熱応答性および／またはシュラウドセグメントの変位を削減しおよび／または遅延させることを容易にする。より遅い反応は、更に、改善されたブレード先端クリアランスおよびタービンエンジン効率をも容易にする。
【００２９】
図３は、タービンノズルバンド１８３、ギャップ１８２およびシュラウドセグメント前縁１３３の拡大した概略的横断面図である。タービンノズル外側バンド１８３は、タービンノズルセグメント５２０の一部として包含される。タービンノズルセグメント５２０は、概ね、図４に示されるように複数の周方向離間エアフォイル翼形部５１０を包含する。翼形部５１０は、半径方向外側バンド１８３と半径方向内側バンド（図示せず）の間に延在する。例示的な実施例では、外側バンド１８３は、半径方向内側表面５２２及び後方フランジ５０４を包含する。後方フランジ５０４は、上流圧力面５０６、後縁５００、および圧力面５０６から後縁５００まで延在する複数の冷却開口５０８を包含する。冷却開口５０８は、冷却空気５２６をシュラウドセグメント前縁１３３に向かって流路指定することを容易にし、且つギャップ１８２の中に移動した移動性高温ガスをギャップ１８２からパージすることを容易にすべく方向付けされる。
【００３０】
図４は、タービンノズル外側バンド１８３、外側バンド後方フランジ５０４、ギャップ１８２およびシュラウドアセンブリ前縁１３３の概略的平面図である。より詳細には、図４に示すように、後方フランジ冷却開口５０８は後方フランジ５０４を貫通して斜めに延在し、シュラウドセグメント前縁開口１８１はシュラウドセグメント前縁１３３を貫通して斜めに延在する。例示的な実施例では、各々のノズルセグメント５２０は、第１側壁５１２および第２側壁５１４を包含する少なくとも１つのエアフォイル翼形部５１０を包含する。例示的な実施例では、第１側壁５１２は、凸状であって、各々のエアフォイル翼形部５１０の吸込み側を形成し、第２側壁５１４は、凹状であって、各々のエアフォイル翼形部５１０の圧力側を形成する。側壁５１２および５１４は、前縁５１６において且つ各々のエアフォイル翼形部５１０の軸方向離間後縁５１８において互いに接合される。各々のエアフォイル後縁５１８は、各々のそれぞれのエアフォイル前縁５１６から翼弦方向且つ下流方向に離間される。第１および第２の側壁５１２および５１４は、それぞれ、半径方向内側バンド（図示せず）から半径方向外側バンド１８３までの範囲において、長手方向或いは半径方向外向きに延在する。
【００３１】
各々の翼形部５１０は、前縁５１６から後縁５１８に向かうエアフォイル輪郭（図示せず）を有する。高温燃焼ガスがエアフォイル翼形部５１０の回りを流れると、側壁５１２に沿ったガスは加速してより低い静圧を形成し、側壁５１４に沿ったガスは減速してより高い静圧を形成する。エンジン作動中、高温燃焼ガスは、翼形部５１０とバンド１８３の間に流路指定され、側壁５１４から内側バンド（図示せず）および外側バンド１８３の表面上の側壁５１２に向かう１対の流路渦を形成する。その流路渦は、中間範囲のコア流からのより高温の燃焼ガスを内側バンド（図示せず）および外側バンド１８３に向かって導く。タービンノズル外側バンド後縁５００には、周方向に沿った周期的な圧力変動が存在する。シュラウド前縁１３３における流路渦と周方向圧力変動の組合せは、シュラウド内側表面１３８上に展開する周方向の周期的且つ局所的な高温スポット５５０を結果として生じる。時間経過と共に、そのような高温スポット５５０は、エンジンアセンブリの全体的な性能を低下させ、および／またはエンジンの耐久性を低下させ得る。
【００３２】
冷却開口５０８は、後縁５００に対して外側バンド後方フランジ５０４において斜めに方向付けされ、開口５０８から吐出される冷却流は、概ね矢印Ａによって示される回転の方向において吐出角度αで吐出される。例示的な実施例では、吐出角度αは、斜めであり、それ故、タービン１１２および１１４を貫通する燃焼器ガスの流れに対して平行ではない。より詳細には、全ての冷却開口５０８が、同じ吐出角度αで斜めに方向付けされる。代替的には、開口５０８の幾つかが、冷却開口５０８が本文において説明したように機能することを可能にする任意の吐出角度αで一様に斜めに方向付けされても良い。例示的な実施例では、各開口５０８が、外側バンド後縁５００の全体にわたって周方向において等距離に離間される。更にまた、例示的な実施例では、開口５０８は、全てが同じ大きさに形成され且つ同様に斜めに方向付けされる。例示的な実施例に示された冷却開口５０８は、同じ大きさに形成されて、タービンノズル外側バンド１８３の後縁５００の全体にわたって一様に離間されるが、代替的な実施例では、冷却開口５０８は、冷却開口５０８が本文において説明したように機能することを可能にする任意のサイズ、形状或いは方向付けを有しても良いと理解されるべきである。
【００３３】
例示的な実施例では、冷却開口１８１は、シュラウドアセンブリ前縁１３３を貫通して延在し、ギャップ１８２の中心線５５５に対して計測される吐出角度βで冷却流体を吐出させるべく斜めに方向付けされる。例示的な実施例では、吐出角度βは斜めであり、それ故、開口１８１から吐出される流れはタービン１１２および１１４を貫通する燃焼ガスの流れに対して平行ではない。より詳細には、例示的な実施例では、冷却開口１８１は、矢印Ａの方向において吐出角度βで一様に斜めに方向付けされる。代替的には、開口１８１の幾つかが、冷却開口１８１が本文において説明したように機能することを可能にする任意の吐出角度βで一様に斜めに方向付けされても良い。例示的な実施例では、各開口１８１が、シュラウドアセンブリ前縁１３３の全体にわたって周方向において等距離に離間される。更にまた、例示的な実施例では、開口１８１は、全てが同じ大きさに形成され且つ同様に方向付けされる。例示的な実施例に示された冷却開口１８１は、同じ大きさに形成されて、シュラウドアセンブリ１１０の前縁１３３の全体にわたって一様に離間されるが、代替的な実施例では、冷却開口１８１は、冷却開口１８１が本文において説明したように機能することを可能にする任意のサイズ、形状或いは方向付けを有しても良いと理解されるべきである。
【００３４】
例示的な実施例では、冷却開口５０８は、それぞれ、ギャップ１８２を横断して位置する冷却開口１８１のそれぞれに対して実質的に整列配置される。冷却開口５０８は、例示的な実施例では、それぞれの冷却開口１８１に対して実質的に整列配置されるが、その他の実施例では、冷却開口５０８は、それぞれの冷却開口１８１に対して整列するようには要求されず、その代わりに、冷却開口５０８および１８１が本文において説明したように機能することを可能にするそれぞれの冷却開口１８１から任意の距離だけオフセットしていても良いと理解されるべきである。それに加えて、例示的な実施例では、吐出角度αおよびβが同じ大きさを有している。角度αおよびβは、例示的な実施例では同じ大きさを有するものとして説明されるが、その他の実施例では、冷却開口５０８および１８１がそれぞれの異なった角度αおよびβで方向付けされても良いと理解されるべきである。
【００３５】
作動中、冷却開口５０８および１８１の傾斜方向付けは、冷却開口５０８および１８１を介して流路指定される空気に対して時計回り方向或いは接線方向の速度成分を付与する。その結果、冷却流のエネルギーは、整列していない冷却開口を介して冷却空気を迂回させる際に僅かなエネルギーしか失われないので、増強されることが容易になる。空気の時計回り方向の運動量は、ギャップ１８２内の圧力配分をバランスさせることを容易にし、ギャップ１８２の中への高温ガスの吸込みを低下させる。
【００３６】
更にまた、タービンノズルアセンブリ５２０の回りにおける冷却開口５０８および１８１の傾斜方向付けおよび位置は、ギャップ１８２の中への高温ガスの吸込みを削減することを容易にし、前縁１３３から下流のシュラウド内側表面１３８の全体にわたるフィルム冷却を改善することをも容易にする。冷却開口５０８および１８１の方向付けおよび位置は、冷却開口５０８および１８１の長さを増大させることを容易にし、結果として、各々の外側バンド１８３およびシュラウドアセンブリ１１０の中における開口５０８および１８１の対流冷却能力を増大させる。
【００３７】
図５は、冷却開口１８１および５０８の代替的な実施例を示している、タービンノズル外側バンド１８３、外側後方フランジ５０４、ギャップ１８２およびシュラウドアセンブリ前縁１３３の概略的な平面図である。図６は、冷却開口１８１および５０８のもう１つの代替的な実施例を示している、タービンノズル外側バンド１８３、外側後方フランジ５０４、ギャップ１８２およびシュラウドアセンブリ前縁１３３の概略的な平面図である。図７は、冷却開口１８１および５０８の更にもう１つの代替的な実施例を示している、タービンノズル外側バンド１８３、外側後方フランジ５０４、ギャップ１８２およびシュラウドアセンブリ前縁１３３の概略的な平面図である。図５、図６および図７に示されるエンジンアセンブリは、以下で更に詳細に説明する少数のコンポーネントの変更を除いて、図４に示されたものと同じエンジンアセンブリである。それ故、図４に示されたコンポーネントと同一である図５、図６および図７に示されたコンポーネントは、図５、図６および図７においても、図４で使用されたものと同じ参照番号を使用して認識される。
【００３８】
図５を参照すると、冷却開口５０８は外側バンド後方フランジ５０４を貫通して斜めに延在し、冷却開口１８１の２つの異なったグループ５２８および５３０はシュラウドアセンブリ前縁１３３を貫通して斜めに延在する。作動中に、強化される局所的な冷却を必要とし得る高温スポット５５０が、シュラウド内側表面１３８上に展開し得る。従って、この代替的な実施例では、より大きい直径の冷却開口１８１の少なくとも１つのグループ５２８が、各々の対応する高温スポット５５０から上流に位置決めされる。グループ５２８内の開口１８１は、冷却流体を各々の対応する高温スポット５５０に向かって流路指定することによって、優先冷却を容易にする。高温スポット５５０の位置は、エンジンの間において変化し得るものであり、それに従ってグループ５２８の位置もまた変化すると理解されるべきである。例示的な実施例では、小さい直径の冷却開口１８１のグループ５３０が、より大きい直径の冷却開口１８１の周方向離間グループ５２８の間に位置する。より詳細には、グループ５３０の相対的位置は、前縁１３３から下流にあり、且つ高温スポット５５０に比較して相対的に低い作動温度に曝されるシュラウド内側表面１３８の領域に対応する。結果として、図５の例示的な実施例では、冷却開口グループ５２８および５３０は、内側表面１３８のより低温の領域に供給される冷却流体の流量を最小化しつつ、内側表面１３８のより高温の領域に供給される冷却流体の流量を増大させるべく位置決めされ得るものであり、それによって、シュラウド内側表面１３８における高温スポットの展開を削減することを容易にする。本文において使用される用語「流体」は、ガス、空気および液体を包含するがそれらに限定されることなく、本文において説明するように流れる任意の冷却材料または冷却媒体を包含すると理解されるべきである。
【００３９】
図６に示される実施例を参照すると、より大きい直径の冷却開口５０８の少なくとも１つのグループ５３２が、各々の対応する高温スポット５５０から上流に位置決めされ、各々の対応する高温スポット５５０の優先冷却を容易にする。この実施例では、シュラウドアセンブリ前縁１３３は、冷却開口１８１を包含するものではないと理解されるべきである。更に、高温スポット５５０の位置もまた、エンジンの間において変化し得るものであり、それ故、それに従ってグループ５３２の位置もまた変化すると理解されるべきである。例示的な実施例では、小さい直径の冷却開口５０８のグループ５３４が、より大きい直径の冷却開口５０８の周方向離間グループ５３２の間に位置する。より詳細には、グループ５３４の相対的位置は、前縁１３３から下流にあり、且つ高温スポット５５０に比較して相対的に低い作動温度に曝されるシュラウド内側表面１３８の領域に対応する。結果として、図６の例示的な実施例では、冷却開口グループ５３２および５３４は、内側表面１３８のより低温の領域に供給される冷却流体の流量を最小化しつつ、内側表面１３８のより高温の領域に供給される冷却流体の流量を増大させるべく位置決めされ得るものであり、それによって、シュラウド内側表面１３８における高温スポットの展開を削減することを容易にする。
【００４０】
図７に示される実施例を参照すると、図５および図６に示された冷却開口パターンが、本質的に結合されている。より詳細には、より大きい直径の冷却開口１８１および５０８のそれぞれのグループ５２８および５３２が、各々の対応する高温スポット５５０から上流に位置決めされ、冷却流体を各々の対応する高温スポット５５０に向かって流路指定することによって優先冷却を容易にする。グループ５２８および５３２は、ギャップ１８２の対向する側面を横断して互いに協働するように位置決めされる。同様にして、グループ５３０および５３４もまた、ギャップ１８２の対向する側面を横断して協働するように位置決めされる。高温スポット５５０の位置は、エンジンの間において変化し得るものであり、それに従ってグループ５２８および５３２の位置もまた変化すると理解されるべきである。例示的な実施例では、小さい直径の冷却開口１８１および５０８のそれぞれのグループ５３０および５３４が、より大きい直径の冷却開口１８１および５０８のそれぞれの周方向離間グループ５２８および５３２の間に位置する。更にまた、グループ５３０および５３４の相対的位置は、前縁１３３から下流にあり、且つ高温スポット５５０に比較して相対的に低い温度に曝されるシュラウド内側表面１３８の領域に対応する。結果として、図７の例示的な実施例では、グループ５２８，５３０，５３２および５３４は、内側表面１３８のより低温の領域に供給される冷却流体の流量を最小化しつつ、内側表面１３８のより高温の領域に供給される冷却流体の流量を増大させるべく位置決めされ得るものであり、それによって、シュラウド内側表面１３８における高温スポットの展開を削減することを容易にする。
【００４１】
グループ５２８および５３２のそれぞれのより大きい直径の冷却開口１８１および５０８は、グループ５２８および５３２が本文において説明したように機能することを可能にする任意の直径であっても良いと理解されるべきである。更にまた、グループ５３０および５３４のそれぞれの小さい直径の冷却開口１８１および５０８もまた、グループ５３０および５３４が機能することを可能にする任意の直径であっても良いと理解されるべきである。
【００４２】
前述の例示的な実施例は、グループ５２８および５３０並びに５３２および５３４のそれぞれの中における冷却開口１８１および５０８のパターンを説明しているが、その他の実施例が、それぞれのグループ５２８および５３０並びに５３２および５３４の中において冷却開口１８１および５０８の様々なパターンを使用しても良いと理解されるべきである。より詳細には、その他の実施例が、各々のグループ５２８，５３０，５３２および５３４の中において高温スポット５５０に向かって冷却流体を流路指定するために利用可能である総計横断面積を任意の様式で調節することによって、高温スポット５５０の優先冷却を容易にしても良い。例えば、その他の実施例は、それぞれのグループ５２８および５３０並びに５３２および５３４の中における冷却開口１８１および５０８のために同じ直径を使用し、それと同時に、それぞれのグループ５２８および５３０並びに５３２および５３４の中における冷却開口１８１および５０８の密度を増減させても良い。従って、グループ５２８，５３０，５３２および５３４の何れかを介する冷却流を増大させるためには、それぞれの冷却開口１８１および５０８の密度が増大される。グループ５２８，５３０，５３２および５３４の何れか１つを介する冷却流を減少させるためには、それぞれの冷却開口１８１および５０８の密度が減少される。その結果、それぞれのグループ５２８および５３０並びに５３２および５３４の中における冷却開口１８１および５０８の密度を調節することによって、総計横断面積もまた調節され、高温スポット５５０の優先冷却が容易になる。
【００４３】
冷却流体を流路指定するために提供される総計横断面積を調節するもう１つの具体例では、グループ５２８および５３２はそれぞれ、グループ５２８および５３２が本文において説明したように機能することを可能にする任意の冷却開口間隔において、大きい直径のそれぞれの冷却開口１８１および５０８の任意の個数を包含しても良い。同様にして、グループ５３０および５３４は、グループ５３０および５３４がそれぞれ、本文において説明したように機能することを可能にする任意の冷却開口間隔において、小さい直径の冷却開口１８１および５０８の任意の個数を包含しても良い。
【００４４】
冷却流体を流路指定するために提供される総計横断面積を調節する更にもう１つの具体例では、グループ５２８および５３２は、グループ５２８および５３２が本文において説明したように機能することを可能にする大きい直径のそれぞれの冷却孔１８１および５０８の増大した密度を包含しても良い。同様にして、冷却流体を流路指定するために提供される総計横断面領域、グループ５３０および５３４は、グループ５２８および５３２が本文において説明したように機能することを可能にする小さい直径のそれぞれの冷却孔１８１および５０８の減少した密度を包含しても良い。
【００４５】
例示的な実施例は、冷却開口１８１および５０８を円形の横断面を有するものとして説明しているが、その他の実施例は、それぞれのグループ５２８および５３０並びに５３２および５３４が本文において説明したように機能することを可能にする冷却開口１８１および５０８のための任意の横断面領域を使用しても良いと理解されるべきである。そのような横断面領域は、卵形、正方形および長方形を包含するが、それらに限定されるものではない。それぞれのグループ５２８および５３２の冷却開口１８１および５０８は、高温スポット５５０から上流に位置決めされると理解されるべきである。しかし、翼形部５１０から出て行く傾斜ガス流の故に、開口１８１および５０８は、必ずしもエンジン内において軸方向に整列配置されるというわけではない。
【００４６】
上述のタービンノズルセグメントおよびシュラウドセグメントは、タービンノズル外側バンドの後方フランジに沿って延在し、タービンシュラウドアセンブリの前縁に沿っても延在する複数の傾斜方向付け冷却開口を包含する。より詳細には、冷却開口は、外側バンドの後方フランジを貫通して延在し、タービンシュラウドアセンブリの前縁をも貫通して延在し、より大きい総計横断面積を有する冷却開口のグループは、局所的な高温スポットから上流に位置決めされ、より小さい総計横断面積を有する冷却開口のグループは、より大きい総計横断面積を有するグループの間に位置する。その結果、冷却流体は、後方フランジと前縁の間に形成されるギャップの中に案内され、ギャップの中への高温ガスの吸込みを削減することを容易にし、更には、冷却流体をシュラウド内側表面上の高温スポットに配分することによって強化された局所的な冷却をも容易にする。従って、タービンノズルセグメントおよびシュラウドセグメントは、低下した作動温度において機能可能であり、結果として、タービンノズルセグメントおよびシュラウドセグメントの耐久性および有効寿命を増大させることを容易にし、エンジンの運転コストを削減する。
【００４７】
タービンノズルセグメントおよびシュラウドセグメントに関する例示的な実施例が、以上に詳細に説明されている。それらのセグメントは、本文において説明した特定の実施例に対して限定されるものではなく、むしろ、各々のセグメントのコンポーネントは、本文において説明したその他のコンポーネントから独立して且つ分離して利用されても良い。
【００４８】
本発明は、様々な特定の実施例に関連して説明されてきたが、当業者は、本発明が各請求項の精神および範囲内の修正を加えて実行され得るものであると認識するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】シュラウドアセンブリを貫通する高圧冷却空気流を概略的に示す例示的なシュラウドアセンブリの側面図である。
【図２】シュラウドアセンブリを貫通する高圧冷却空気流を概略的に示す代替的なシュラウドアセンブリの側面図である。
【図３】タービンノズルと図１または図２に示されたシュラウドアセンブリとの間に形成されるギャップの拡大した概略的横断面図である。
【図４】例示的な冷却孔パターンを示している、図３に示されたタービンノズルおよびシュラウドアセンブリの平面図である。
【図５】代替的な例示的冷却孔パターンを示している、図３に示されたタービンノズルおよびシュラウドアセンブリの平面図である。
【図６】もう１つの代替的な例示的冷却孔パターンを示している、図３に示されたタービンノズルおよびシュラウドアセンブリの平面図である。
【図７】更にもう１つの代替的な例示的冷却孔パターンを示している、図３に示されたタービンノズルおよびシュラウドアセンブリの平面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０８ タービンエンジン冷却アセンブリ
１１０ シュラウドアセンブリ
１１２ タービン
１１２ 高圧タービンセクション
１１４ 低圧タービンセクション
１３０ 各シュラウドセグメント
１３２ 装着フック
１３３ 前縁
１３７ 後縁
１３８ シュラウド内側表面
１４４ シュラウドサポート
１４６ 前方セクション
１４８ 中央セクション
１５０ 後方セクション
１５２ 各協働ハンガー
１５２ 各突出ハンガー
１５６ ハンガー
１５８ シュラウドリング構造
１６２ 制御リング
１６４ 後方位置制御リング
１６６ 軸方向前方突出ハンガー
１６７ 後方突出装着フック
１６８ 軸方向前方突出ハンガー
１６９ 後方突出装着フック
１７０ 高圧冷却空気
１７１ 第１部分
１７２ 第２部分
１７３ 活性対流冷却ゾーン
１７４ 供給孔
１７５ バッフル
１７６ プレナム
１７６ 空洞またはプレナム
１７７ 複数の穿孔
１７９ 裏面
１８０ 消費された衝突冷却空気
１８１ 各冷却開口
１８２ ギャップ
１８３ タービンノズル外側バンド
１８５ 各冷却開口
１８６ 対流冷却ゾーン
１８７ 各タービン供給孔
１８８ バッフル
１８９ プレナム
１９０ 各穿孔
１９１ プレナム
１９３ 冷却空気
１９４ 各冷却開口
２０４ ダクト
２０５ 後端
２１１ 不活性対流冷却ゾーン
５００ 後縁
５０４ 後方フランジ
５０６ 圧力面
５０８ 各開口
５１０ 各エアフォイル翼形部
５１０ 各々のエアフォイル翼形部
５１２ 第１および第２の側壁
５１６ 前縁
５１８ 後縁
５２０ ノズルセグメント
５２２ 半径方向内側表面
５２８ グループ
５５０ 各高温スポット
５５５ 中心線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルアセンブリ（５２０）を含むエンジンアセンブリ（１０８）であって、
前記ノズルアセンブリが：
内側バンドと；
後方フランジ（５０４）および半径方向内側表面（５２２）を含む外側バンド（１８３）であって、前記後方フランジが、より大きい総計横断面積を有する冷却開口（１９４）の第１グループおよびより小さい総計横断面積を有する冷却開口の第２グループを含み、冷却開口が、そこからの冷却流体を所定の傾斜吐出角度で案内するように構成される、前記外側バンドと；
前記内側バンドと前記外側バンドの間に延在する少なくとも１つのエアフォイル翼形部(５１０)と
を含む、エンジンアセンブリ（１０８）。
【請求項２】
シュラウドアセンブリ（１１０）を更に含み、
前記シュラウドアセンブリが、シュラウド内側表面（１３８）およびシュラウドアセンブリ前縁（１３３）を含み、
前記シュラウドアセンブリ前縁が、より大きい総計横断面積を有する冷却開口（１８１）の第１シュラウドグループおよびより小さい総計横断面積を有する冷却開口の第２シュラウドグループを含み、
前記冷却開口が、そこからの冷却流体を前記外側バンド後方フランジ（５０４）と前記シュラウドアセンブリ前縁の間に形成されるギャップ（１８２）の中心線に対する所定の傾斜角度で吐出するように構成される、
請求項１記載のエンジンアセンブリ（１０８）。
【請求項３】
冷却開口（１８１）の前記第１グループおよび冷却開口の前記第１シュラウドグループが、大きい直径の複数の冷却開口を包含する、
請求項２記載のエンジンアセンブリ（１０８）。
【請求項４】
冷却開口（１８５）の前記第２グループおよび冷却開口の前記第２シュラウドグループが、小さい直径の複数の冷却開口を包含する、
請求項２記載のエンジンアセンブリ（１０８）。
【請求項５】
開口（１８１）の前記第１グループおよび開口の前記第１シュラウドグループが、より高密度に方向付けされる複数の冷却孔を包含する、
請求項２記載のエンジンアセンブリ（１０８）。
【請求項６】
開口（１８５）の前記第２グループおよび開口の前記第２シュラウドグループが、より低密度に方向付けされる複数の冷却孔を包含する、
請求項２記載のエンジンアセンブリ（１０８）。
【請求項７】
冷却開口（１８１）の前記第１グループおよび冷却開口（１８５）の前記第２グループが、前記外側バンド後方フランジと前記シュラウドアセンブリ前縁（１３３）の間に形成されるギャップの中への高温ガスの吸込みを削減することを容易にする、
請求項２記載のエンジンアセンブリ（１０８）。
【請求項８】
冷却開口（１８１）の前記第１グループおよび冷却開口の前記第１シュラウドグループが、前記シュラウド内側表面（１３８）のフィルム冷却を容易にする、
請求項２記載のエンジンアセンブリ（１０８）。
【請求項９】
ノズルアセンブリ（５２０）を含むガスタービンエンジン（１１２）であって、
前記ノズルアセンブリ（５２０）が、内側バンドと、外側バンド（１８３）と、前記内側バンドと前記外側バンドの間に延在する少なくとも１つのエアフォイル翼形部(５１０)とを含み、前記外側バンドが、後方フランジ（５０４）および半径方向内側表面（５２２）を含み、前記後方フランジが、より大きい総計横断面積を有する冷却開口（１８１）の第１グループおよびより小さい総計横断面積を有する冷却開口（１８５）の第２グループを含み、前記冷却開口が、そこからの冷却流体を所定の傾斜吐出角度で案内するように構成される、
ガスタービンエンジン（１１２）。
【請求項１０】
シュラウドアセンブリ（１１０）を更に含み、
前記シュラウドアセンブリが、シュラウド内側表面（１３８）およびシュラウドアセンブリ前縁（１３３）を含み、
前記シュラウドアセンブリ前縁が、より大きい総計横断面積を有する冷却開口（１８１）の第１シュラウドグループおよびより小さい総計横断面積を有する冷却開口（１８５）の第２シュラウドグループを含み、
前記冷却開口が、そこからの冷却流体を前記外側バンド後方フランジ（５０４）と前記シュラウドアセンブリ前縁の間に形成されるギャップ（１８２）の中心線に対する所定の傾斜角度で吐出するように構成される、
請求項９記載のガスタービンエンジン（１１２）。
【請求項１】
ノズルアセンブリ（５２０）を含むエンジンアセンブリ（１０８）であって、
前記ノズルアセンブリが：
内側バンドと；
後方フランジ（５０４）および半径方向内側表面（５２２）を含む外側バンド（１８３）であって、前記後方フランジが、より大きい総計横断面積を有する冷却開口（１９４）の第１グループおよびより小さい総計横断面積を有する冷却開口の第２グループを含み、冷却開口が、そこからの冷却流体を所定の傾斜吐出角度で案内するように構成される、前記外側バンドと；
前記内側バンドと前記外側バンドの間に延在する少なくとも１つのエアフォイル翼形部(５１０)と
を含む、エンジンアセンブリ（１０８）。
【請求項２】
シュラウドアセンブリ（１１０）を更に含み、
前記シュラウドアセンブリが、シュラウド内側表面（１３８）およびシュラウドアセンブリ前縁（１３３）を含み、
前記シュラウドアセンブリ前縁が、より大きい総計横断面積を有する冷却開口（１８１）の第１シュラウドグループおよびより小さい総計横断面積を有する冷却開口の第２シュラウドグループを含み、
前記冷却開口が、そこからの冷却流体を前記外側バンド後方フランジ（５０４）と前記シュラウドアセンブリ前縁の間に形成されるギャップ（１８２）の中心線に対する所定の傾斜角度で吐出するように構成される、
請求項１記載のエンジンアセンブリ（１０８）。
【請求項３】
冷却開口（１８１）の前記第１グループおよび冷却開口の前記第１シュラウドグループが、大きい直径の複数の冷却開口を包含する、
請求項２記載のエンジンアセンブリ（１０８）。
【請求項４】
冷却開口（１８５）の前記第２グループおよび冷却開口の前記第２シュラウドグループが、小さい直径の複数の冷却開口を包含する、
請求項２記載のエンジンアセンブリ（１０８）。
【請求項５】
開口（１８１）の前記第１グループおよび開口の前記第１シュラウドグループが、より高密度に方向付けされる複数の冷却孔を包含する、
請求項２記載のエンジンアセンブリ（１０８）。
【請求項６】
開口（１８５）の前記第２グループおよび開口の前記第２シュラウドグループが、より低密度に方向付けされる複数の冷却孔を包含する、
請求項２記載のエンジンアセンブリ（１０８）。
【請求項７】
冷却開口（１８１）の前記第１グループおよび冷却開口（１８５）の前記第２グループが、前記外側バンド後方フランジと前記シュラウドアセンブリ前縁（１３３）の間に形成されるギャップの中への高温ガスの吸込みを削減することを容易にする、
請求項２記載のエンジンアセンブリ（１０８）。
【請求項８】
冷却開口（１８１）の前記第１グループおよび冷却開口の前記第１シュラウドグループが、前記シュラウド内側表面（１３８）のフィルム冷却を容易にする、
請求項２記載のエンジンアセンブリ（１０８）。
【請求項９】
ノズルアセンブリ（５２０）を含むガスタービンエンジン（１１２）であって、
前記ノズルアセンブリ（５２０）が、内側バンドと、外側バンド（１８３）と、前記内側バンドと前記外側バンドの間に延在する少なくとも１つのエアフォイル翼形部(５１０)とを含み、前記外側バンドが、後方フランジ（５０４）および半径方向内側表面（５２２）を含み、前記後方フランジが、より大きい総計横断面積を有する冷却開口（１８１）の第１グループおよびより小さい総計横断面積を有する冷却開口（１８５）の第２グループを含み、前記冷却開口が、そこからの冷却流体を所定の傾斜吐出角度で案内するように構成される、
ガスタービンエンジン（１１２）。
【請求項１０】
シュラウドアセンブリ（１１０）を更に含み、
前記シュラウドアセンブリが、シュラウド内側表面（１３８）およびシュラウドアセンブリ前縁（１３３）を含み、
前記シュラウドアセンブリ前縁が、より大きい総計横断面積を有する冷却開口（１８１）の第１シュラウドグループおよびより小さい総計横断面積を有する冷却開口（１８５）の第２シュラウドグループを含み、
前記冷却開口が、そこからの冷却流体を前記外側バンド後方フランジ（５０４）と前記シュラウドアセンブリ前縁の間に形成されるギャップ（１８２）の中心線に対する所定の傾斜角度で吐出するように構成される、
請求項９記載のガスタービンエンジン（１１２）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−１３８６６４（Ｐ２００８−１３８６６４Ａ）
【公開日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２５５０４４（Ｐ２００７−２５５０４４）
【出願日】平成１９年９月２８日（２００７．９．２８）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【氏名又は名称原語表記】ＧＥＮＥＲＡＬ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２８日（２００７．９．２８）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【氏名又は名称原語表記】ＧＥＮＥＲＡＬ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]