特許 6983475 フロントロードシールにより流路構成部品を封止するためのシステム及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6983475

(24)【登録日】2021年11月26日

(45)【発行日】2021年12月17日

(54)【発明の名称】フロントロードシールにより流路構成部品を封止するためのシステム及び方法

(51)【国際特許分類】

   F01D 11/00 20060101AFI20211206BHJP

   F16J 15/04 20060101ALI20211206BHJP

【ＦＩ】

   F01D11/00

   F16J15/04 Z

【請求項の数】11

【外国語出願】

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2017-106081(P2017-106081)

(22)【出願日】2017年5月30日

(65)【公開番号】特開2017-219043(P2017-219043A)

(43)【公開日】2017年12月14日

【審査請求日】2020年5月25日

(31)【優先権主張番号】15/172,944

(32)【優先日】2016年6月3日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390041542

【氏名又は名称】ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ

(74)【代理人】

【識別番号】100105588

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 博

(74)【代理人】

【識別番号】100129779

【弁理士】

【氏名又は名称】黒川 俊久

(74)【代理人】

【識別番号】100113974

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 拓人

(72)【発明者】

【氏名】アンドリュー・ポール・ジアメッタ

(72)【発明者】

【氏名】ジェームス・タイソン・バルカム，サード

(72)【発明者】

【氏名】デイビッド・リチャード・ジョーンズ

(72)【発明者】

【氏名】スティーブン・ポール・ウォッシンジャー

【審査官】 吉田 昌弘

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−２５２４１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／０８６２４０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 スイス国特許発明第６９８９２１（ＣＨ，Ｂ１）

【文献】 特開２０１５−０３１２８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｄ １１／００

Ｆ１６Ｊ １５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

システムであって、
前方表面、後方表面、正圧側表面及び負圧側表面を有する第１の流路構成部品であって、第１の流路構成部品の正圧側表面がシールチャネルの正圧側部分を画成する、第１の流路構成部品と、
前方表面、後方表面、正圧側表面及び負圧側表面を有する第２の流路構成部品であって、第２の流路構成部品が第１の流路構成部品に隣接して配置され、第２の流路構成部品の負圧側表面がシールチャネルの負圧側部分を画成する、第２の流路構成部品と、
正圧側部分及び負圧側部分によって形成されたシールチャネル内に保持されるシールと
を備えており、第２の流路構成部品がシールが設置される前に第１の流路構成部品に隣接して配置され、シールチャネルが、シールが挿入される前方開口部を画成し、
第１の流路構成部品は、前方表面から後方表面までの本体幅と、本体幅に実質的に垂直なシャンク高さとを有し、
シールの後端が前方開口部に挿入され、シールの後端がシールチャネルを通ってシャンクの底部表面によって少なくとも部分的に画成される後位置に導かれ、その結果、シールの前端が前方開口部に配置される、システム。

【請求項2】

シールチャネルは、前方開口部から延在し、かつ本体幅に実質的に沿って延在し、かつシャンク高さに実質的に沿って延在し、
シールは、第１の流路構成部品と第２の流路構成部品との間に画成された１以上の漏れ経路を実質的に封止するように、前方開口部から、本体幅に実質的に沿い、かつシャンク高さに実質的に沿ったシールチャネルを通って連続的に延在する、請求項２に記載のシステム。

【請求項3】

第１の流路構成部品と第２の流路構成部品との間に、隣接する漏れ経路を少なくとも部分的に画成するダンパピンをさらに含み、シールは、ダンパピンの隣接する漏れ経路を実質的に封止し、シールチャネルは、ダンパピンの後方端部と第１の流路構成部品の後方表面との間を通る、請求項１または２に記載のシステム。

【請求項4】

第１の流路構成部品は、前方表面から突出した表面特徴部を備え、ダンパピンの前方端部が、表面特徴部と前方開口部との間に配置される、請求項３に記載のシステム。

【請求項5】

第１の流路構成部品は、取り付け後にシールを所定位置に保持するために前方開口部に隣接する保持機構を画成する、請求項１乃至４のいずれかに記載のシステム。

【請求項6】

シールは、取り付け後にシールを所定位置に保持するために、前方開口部に隣接するシールの前方部分に保持機構を画成する、請求項１乃至４のいずれかに記載のシステム。

【請求項7】

隣接する流路構成部品の間に画成されたシールチャネルに適合する可撓性部材を備えるシールであって、
流路構成部品が、前方表面、後方表面、正圧側表面、負圧側表面、前方表面から後方表面までの本体幅及び、本体幅に実質的に垂直なシャンク高さとを有し、
可撓性部材が、
隣接する流路構成部品の前方表面から隣接する流路構成部品の後位置まで実質的に延在する軸方向部分であって、後位置がシャンクの底部表面によって少なくとも部分的に画成される、軸方向部分と、
隣接する流路構成部品の後方表面に近接する隣接する流路構成部品の高さに実質的に沿って延在し、かつ軸方向部分に連続する半径方向部分と、
軸方向部分に連続し、かつ隣接する流路構成部品の前方表面によって画成されるシールチャネルの前方開口部に隣接する前方端部と、
半径方向部分に連続する後端と
を含み、
後端がシールチャネルの前方開口部に挿入され、シールチャネルを通って後位置に導かれ、その結果、シールの前端が前方開口部に配置される、シール。

【請求項8】

シールは、隣接する翼形部シャンクの間に画成された１以上の漏れ経路を実質的に封止する、請求項７に記載のシール。

【請求項9】

前方端部は、隣接する流路構成部品と係合し、シールを所定位置に保持するための保持機構を含む、請求項７または８に記載のシール。

【請求項10】

前方表面（１１２，８５８，８７８．１１７８）、後方表面（１１４，８６０，８８０，１１８０）、正圧側表面（１１６）、負圧側表面（１１８）、前方表面から後方表面までの本体幅及び本体幅に実質的に垂直なシャンク高さとを有する第１の流路構成部品（３１０）を配置するステップであって、第１の流路構成部品（３１０）の正圧側表面（１１６）は、シールチャネル（１５０，３５０，５５０，８５０，１１５０）の正圧側部分（１１６）を画成する、ステップと、
前方表面（１１２，８５８，８７８．１１７８）、後方表面（１１４，８６０，８８０，１１８０）、正圧側表面（１１６）及び負圧側表面（１１８）を有する第２の流路構成部品（３２０）を第１の流路構成部品に隣接して配置するステップであって、第２の流路構成部品（３２０）の負圧側表面（１１８）は、シールチャネル（１５０，３５０，５５０，８５０，１１５０）の負圧側部分（１１８）を画成する、ステップと、
第２の流路構成部品が第１の流路構成部品に隣接して配置された後に、第１の流路構成部品（３１０）の前方表面（１１２，８５８，８７８．１１７８）と第２の流路構成部品（３２０）の前方表面（１１２，８５８，８７８．１１７８）との間の、シールチャネル（１５０，３５０，５５０，８５０，１１５０）の正圧側部分（１１６）及び負圧側部分（１１８）によって形成されるシールチャネル（１５０，３５０，５５０，８５０，１１５０）によって画成される前方開口部（１５２，３５２，５５２，８５２，１１５２）にシール（１７０，２００，３７０，５７０，８７０，１１７０）を挿入するステップと、
シールの後端をシールチャネルを通ってシャンクの底部表面によって少なくとも部分的に画成される後位置に導き、その結果、シールの前端を前方開口部に配置するステップと、
を含む方法。

【請求項11】

第１の流路構成部品（３１０）と第２の流路構成部品（３２０）との間に、隣接する漏れ経路を少なくとも部分的に画成するダンパピン（１３０）を取り付けるステップをさらに含み、シール（１７０，２００，３７０，５７０，８７０，１１７０）は、ダンパピン（１３０）の隣接する漏れ経路を実質的に封止し、シールチャネルは、ダンパピンの後方端部と第１の流路構成部品の後方表面との間を通る、請求項１０に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、一般に、ターボ機械に関し、より具体的には、ガスタービン内の半径方向に隣接する翼形部用組立体などの、隣接する流路構成部品に関する。

【背景技術】

【0002】

ガスタービンなどのターボ機械は、ステータベーンと呼ばれる静止翼形部と、ロータブレード又はバケットと呼ばれる回転翼形部とを含む、１以上の列の翼形部を含む。ガスタービンは、前部に軸流圧縮機、中央部の周りに１以上の燃焼器、後部にタービンを含むことができる。通常、軸流圧縮機は、一連の段を有し、各段は、１列のロータブレードと、それに続く１列のステータベーンとを含む。したがって、各段は、一般に、一対のロータブレード及びステータベーンを含む。通常、ロータブレードは、入口を通って軸流圧縮機に入る流体の運動エネルギーを増加させ、ステータベーンは、流体の増加した運動エネルギーを拡散によって静圧に変換する。したがって、両方の組の翼形部は、流体の圧力を増加させる上で極めて重要な役割を果たす。

【0003】

ロータブレードの場合には、翼形部のリングは翼形部のベースの内側シャフトに接続されて、リングを形成する。多くの用途において、ロータブレードの一体リングを製造することは現実的ではない。したがって、リング内の各ロータブレードは、独立して製造されてもよく、しばしば、シャンク及びダブテール部分を有する一体ベース部を含む。次に、ダブテール部分を、シャフトの一部を形成し、隣接する（軸方向に）段に接続するディスク（ロータホイール）内の相補的なスロットに挿入することによって、ロータブレードを完全なリングに組み立てることができる。

【0004】

隣接するロータブレードを組み立てる際に、結果として得られる組立体は、望ましくない流体漏れ経路を提供する可能性がある隣接するブレードのシャンク間の小さな隙間を含む場合がある。いくつかの組立体では、後方半径方向シールを隣接するシャンク間に軸方向に対して実質的に垂直に取り付けて、漏れ経路を低減し、ダンパピンを軸方向に実質的に平行に取り付けて、漏れをさらに制限する。隣接するシャンク間の漏れを制限するための他のシール構成も、ロータブレード組立体の製造に使用される。

【0005】

ロータブレード組立体は、陸上ベースのガスタービン、ジェットエンジン、高速船舶エンジン、小型発電所などを含む様々な用途に使用されている。同様のロータブレード組立体は、大容量の空気分離プラント、高炉空気、流体クラッキング空気、プロパン脱水素化、又は他の工業的用途などの他の用途にも使用することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０１５／０２２６０７７号明細書

【発明の概要】

【0007】

本開示の第１の態様は、フロントロードシールによりターボ機械翼形部などの流路構成部品を封止するためのシステム及び方法を提供する。第１の流路構成部品の負圧側表面の一部と第２の流路構成部品の正圧側の一部との間に、シールチャネルが画成される。シールは、正圧側部分及び負圧側部分によって形成されたシールチャネル内に保持され、シールチャネルは、取り付け時にシールが挿入される前方開口部を画成する。

【0008】

本開示の第２の態様は、第１の流路構成部品と、第２の流路構成部品と、シールとを含むシステムを提供する。第１の流路構成部品は、前方表面と、後方表面と、正圧側表面と、負圧側表面とを有する。第１の流路構成部品の正圧側表面は、シールチャネルの正圧側部分を画成する。第２の流路構成部品は、前方表面と、後方表面と、正圧側表面と、負圧側表面とを有する。第２の流路構成部品の負圧側表面は、シールチャネルの負圧側部分を画成する。シールは、正圧側部分及び負圧側部分によって形成されたシールチャネル内に保持される。シールチャネルは、取り付け時にシールが挿入される前方開口部を画成する。

【0009】

本開示の第３の態様は、フロントロードシールを取り付ける方法を提供する。本方法は、前方表面と、後方表面と、正圧側表面と、負圧側表面とを有する第１の流路構成部品を配置するステップを含む。第１の流路構成部品の正圧側表面は、シールチャネルの正圧側部分を画成する。本方法は、前方表面と、後方表面と、正圧側表面と、負圧側表面とを有する第２の流路構成部品を配置するステップを含む。第２の流路構成部品の負圧側表面は、シールチャネルの負圧側部分を画成する。本方法は、第１の流路構成部品の前方表面と第２の流路構成部品の前方表面との間の、シールチャネルの正圧側部分及び負圧側部分によって形成されるシールチャネルによって画成される前方開口部にシールを挿入するステップを含む。

【0010】

本開示の第４の態様は、隣接する流路構成部品の間に画成されたシールチャネルに適合する可撓性部材を含むシールを提供する。可撓性部材は、軸方向部分と、半径方向部分と、前方端部とを含む。軸方向部分は、隣接する流路構成部品の前方表面から隣接する流路構成部品の後方表面まで実質的に延在する。半径方向部分は、隣接する流路構成部品の後方表面に近接する隣接する流路構成部品の高さに実質的に沿って延在し、かつ軸方向部分に連続する。前方端部は、軸方向部分に連続し、かつ隣接する流路構成部品の前方表面によって画成されるシールチャネルの前方開口部に隣接する。

【0011】

本開示の例示的な態様は、本明細書に記載された問題及び／又は論じられていない他の問題を解決するように構成される。

【0012】

本開示のこれらの及び他の特徴は、本開示の様々な実施形態を示す添付の図面と併せて、本開示の様々な態様の以下の詳細な説明から、より容易に理解されよう。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】フロントロードシールを有する例示的な翼形部の一部の側面斜視図である。

【図2】例示的なフロントロードシールの上部斜視図である。

【図3】フロントロードシールのための例示的な保持機構の側面斜視図である。

【図4】隣接する翼形部シャンク間のフロントロードシールのための、図３の例示的な保持機構の正面斜視図である。

【図5】隣接する翼形部シャンク間のフロントロードシールのための例示的な保持機構の正面斜視図である。

【図6】フロントロードシール（隣接する翼形部シャンクなしで示す）のための、図５の例示的な保持機構の側面斜視図である。

【図7】翼形部シャンクに追加の特徴を有する図５〜図６のフロントロードシールと同様のフロントロードシールの例示的な保持機構の側面斜視図である。

【図8】隣接する翼形部シャンク間のフロントロードシールのための例示的な保持機構の正面斜視図である。

【図9】フロントロードシール（隣接する翼形部シャンクなしで示す）のための、図８の例示的な保持機構の側面斜視図である。

【図10】フロントロードシール（隣接する翼形部シャンクなしで示す）のための、図８〜図９の例示的な保持機構の別の側面斜視図である。

【図11】隣接する翼形部シャンク間のフロントロードシールのための例示的な保持機構の正面斜視図である。

【図12】フロントロードシール（隣接する翼形部シャンクなしで示す）のための、図１１の例示的な保持機構の側面斜視図である。

【図13】翼形部シャンクに追加の特徴を有する図１１〜図１２のフロントロードシールと同様のフロントロードシールの例示的な保持機構の側面斜視図である。

【図14】フロントロードシールを取り付ける例示的な方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本開示の図面は原寸に比例していないことに留意されたい。図面は、本開示の典型的な態様だけを示すことを目的としており、したがって、本開示の範囲を限定するものとみなすべきではない。図面においては、図面間で類似する符号は類似する要素を示す。

【0015】

ターボ機械又は類似の環境の流路内に構成部品を組み立てることの１つの課題は、隣接する流路構成部品間の潜在的な漏れ経路を封止することであり、組み立てを効率的かつ信頼性のあるものにする方法でそれを行うことである。例えば、翼形部段の組み立てでは、複数の翼形部が互いに隣接して配置されてリングを形成する。翼形部ブレードは、段を通る所望の流路を画成すると予想されるが、翼形部の隣接するシャンク部分によって形成されるリングは、隣接する翼形部シャンクを通る又はその間の漏れ経路がないソリッドリングとして作用することが好ましい。同様に、ターボ機械の流路内の他の構成部品は、隣接する構成部品と共に組み立てられ、信頼性の高いシールが存在しない望ましくない漏れ経路を形成することがある。例えば、シュラウド、カバープレート、スペーサ、ニア流路シール（ＮＦＰＳ）及び所望の流路を画成し、いくつかのターボ機械において部分的に組み立てられる他の構成部品は、封止を必要とする隣接する構成部品間に同様の継目を生じさせることがある。

【0016】

いくつかの翼形部段では、隣接する各翼形部は、シャンクの下方の翼形部の基部にあるダブテールアタッチメントを用いてロータに取り付けられる。翼形部は、リングに組み立てられる。第２の構成部品が最終位置に来る前にシールの一部又は全部が隣接する第１及び第２の構成部品の間に配置されることを要求する（シールが取り付けられる座部又は他の特徴部に技術者がアクセスできるようにするため）、いくつかのシール技術が開発されているが、フロントロードシールは、それらがロータアタッチメントを介してリング内に配置された後に、隣接する第１及び第２の構成部品の間に挿入することができる。同様のプロセスは、セグメントに取り付けられ、封止を必要とする継目を残す他の流路構成部品間で達成され得る。隣接する流路構成部品を設計して、可撓性シールを受容するためのそれらの間の前方開口部チャネルを画成することは、シールの取り付けの容易さ及び効率を改善する。

【0017】

図１には、フロントロードシールを有する翼形部１００の一部が示されている。翼形部１００は、ターボ機械を通る所望の流路を画成するように垂直方向に延在する翼形部ブレード１０２（一部のみを示す）を含む。翼形部１００はまた、ロータに取り付けるために翼形部１００の基部にダブテール１０４を含む。翼形部ブレード１０２とダブテール１０４との間には、翼形部１００のシャンク１１０がある。シャンク１１０は、翼形部ブレード１０２がシャンク１１０の頂部に接合し、ダブテール１０４がシャンク１１０の底部に接合するところから測定されたシャンク高さを有する。翼形部ブレード１０２、シャンク１１０及びダブテール１０４は、（異なる機械加工、処理及びコーティングプロセスを経てもよいが）均一なベース材料により単一部品として製造されることが多いことに留意されたい。シャンク１１０は、前方表面１１２（外形のみが見える）、後方表面１１４、正圧側表面１１６及び負圧側表面（外形のみが見える）を有する。前方表面１１２は、流路の初期の、ターボ機械の一般的な流路に垂直な翼形部１００の面によって画成することができ、翼形部１００が組み立てられる翼形部段がターボ機械に取り付けられる際に、インストーラに面することができる。後方表面１１４は、流路の後に、流路に垂直である翼形部１００の面によって画成することができ、翼形部１００が組み立てられる翼形部段がターボ機械に取り付けられる際にインストーラから離れて向いている。正圧側表面１１６は、翼形部１００の回転軸に垂直な翼形部１００の面によって画成することができ、隣接する翼形部に面しており、翼形部１００が動作中に回転すると前縁側にある。負圧側表面１１８は、翼形部１００の回転軸に垂直な翼形部１００の面によって画成することができ、隣接する翼形部に面しており、翼形部１００が動作中に回転すると後縁側にある。シャンク１１０は、前方表面１１２の最も前方の特徴部から後方表面１１４の最も後方の特徴部までの流路の一般的な方向に測定された幅を有する。この幅は、シャンク１１０の本体幅と一体化していないとみなされる突出した表面特徴部１２０、１２２、１２４を含むことに留意されたい。本体幅は、翼形部１００が取り付けられているシャフトの回転軸と平行な線上において、理論的に平面の前方表面（翼形部ブレード１０２が延在する上部表面１２６の前方縁部からダブテール１０４が延在する底部表面１２８の前方縁部まで延在する）の最前部から、理論的に平面の後方表面（翼形部ブレード１０２が延在する上部表面１２６の後方縁部からダブテール１０４が延在する底部表面１２８の後方縁部まで延在する）の最後部までの距離として定義することができる。

【0018】

図１のシャンク１１０は、正圧側表面１１６の特徴を覆い隠すであろう隣接シャンクを有さない側面図で示されている。ダンパピン１３０、シールチャネル１５０及びシール１７０は、取り付け後に現れるように示されている。ほとんどの実施では、シール１７０の取り付けに先立って、隣接するシャンクが正圧側表面１１６に対して配置されることに留意されたい。

【0019】

ダンパピン１３０は、隣接するシャンク間に取り付けられ、振動の減衰を提供して、翼形部１００を組み込んだターボ機械の動作中に隣接するシャンク間の磨耗を低減するための構成部品である。ダンパピン１３０は、前方端部１３４及び後方端部１３６を有する円筒状本体１３２を含む。前方端部１３４は、シャンク１１０の正圧側に支持機構を収容するための凹部１３８を含む。後方端部１３６は、隣接するシャンクの負圧側に支持機構（図示せず）を収容するための凹部１４０を含む。

【0020】

シールチャネル１５０は、シャンク１１０の正圧側表面１１６の凹部によって部分的に画成される。シールチャネル１５０は、正圧側に隣接するシャンク（図示せず）の負圧側表面の相補的な凹部によってさらに画成される。同様に、シャンク１１０は、負圧側表面１１８に相補的な凹部（図示せず）を有し、負圧側に隣接するシャンクと共に別のシールチャネルを画成する。シールチャネル１５０はさらに、前方開口部１５２及び末端開口部１５４によって画成される。前方開口部１５２は、シール１７０がシールチャネル１５０に挿入される開口部を提供する。末端開口部１５４は、シール１７０の挿入された端部が一旦完全に取り付けられると終端する端部を画成する。いくつかの実施形態では、末端開口部１５４は、シャンク１１０の底部表面１２８によって少なくとも部分的に画成され、翼形部１００が取り付けられるロータ（図示せず）の表面との係合によって封止される。いくつかの実施形態では、シールチャネル１５０は、末端開口部を含まず、ブラインド端部で終端する。シールチャネル１５０は、前方開口部１５２から接続部分１５８まで延在する側方部分１５６を含む。側方部分１５６は、シャンク１１０の上部表面１２６及び底部表面１２８の２つ以上の縁部によって画成される平面の一方又は両方に実質的に平行である。この文脈では、実質的に平行とは、側方部分１５６の大部分が、基準面の少なくとも１つから１５度未満の角度であることを意味する。シールチャネルは、接続部分１５８から末端開口部１５４まで延在する垂直部分１６０を含む。垂直部分１６０は、理論的に平面の後方表面（上部表面１２６の後方縁部から底部表面１２８の後方縁部まで延在する）に実質的に平行である。この文脈では、実質的に平行とは、垂直部分１６０の大部分が、基準面から１５度未満の角度であることを意味する。側方部分１５６及び垂直部分１６０はまた、互いに、かつそれぞれの基準面に対して実質的に垂直である。この文脈では、実質的に垂直とは、側方部分１５６の大部分が、垂直部分１６０の大部分及び／又は後方表面平面から７５〜１０５度（９０度＋／−１５度）の角度にあることを意味する。同様に、実質的に垂直とは、垂直部分１６０が、側方部分１５６の大部分及び／又は上部表面もしくは底部表面の平面から７５〜１０５度の角度にあることを意味する。

【0021】

シール１７０が前方開口部１５２を通って挿入され、側方部分１５６を通って進み、接続部分１５８によって垂直部分１６０及び末端開口部１５４に導かれるように、接続部分１５８が側方部分１５６と垂直部分１６０との間に延在し、それらを接続する。図示する実施形態では、接続部分１５８は、側方部分１５６と垂直部分１６０との間の円弧状チャネルである。シャンク１１０内のシールチャネル１５０は、シャンク１１０と隣接するシャンクとの間にシール１７０が取り付けられたときにシール１７０を導いて配置する全シールチャネルの一部のみを画成する。隣接するシャンク上の同様の相補的なシールチャネルがシールチャネルを完成させる。したがって、シールチャネル１５０は、正圧側表面１１６に対して開放されている。シールチャネル１５０は、正圧側表面１１６の平面内のその全長に沿って完全に囲まれていなくてもよく、又は均一な深さである必要もない。例えば、図示する実施形態では、取り付け後にシール１７０のより大きな部分が露出し得る後方開口部１６２が存在する。例示的な実施形態に示すように、シールチャネル１５０は、シャンク１１０の本体幅及びシャンク高さの両方に実質的に沿って延在する。この文脈では、実質的に沿って延在するとは、シールチャネル１５０が本体幅の大部分及び本体高さの大部分を横切ることを意味する。一実施形態では、シールチャネル１５０は、本体幅の少なくとも８５％及びシャンク高さの少なくとも８５％に沿って延在する。

【0022】

シール１７０は、その取り付けられた構成で示されている。一実施形態では、シールは、前方開口部１５２を通って挿入され、側方部分１５６を通って進み、接続部分１５８によって垂直部分１６０及び末端開口部１５４に導かれる板ばねからなる。シール１７０のさらなる詳細は、図２に関して以下に提供される。

【0023】

図２は、図１のシール１７０などの例示的なフロントロードシール２００を、取り付け前及びその弛緩状態で示す。一実施形態では、シール２００は、１以上の層のバネ材料からなるシムシール又は積層スプラインであってもよい。例えば、シール２００は、所望の幅、長さ及び厚さを有する、コバルト基合金（成形性、耐温度及び耐摩耗性及び耐腐食性のため）などの可撓性材料の矩形の本体からそれぞれ構成される第１の層２１０及び第２の層２１２を含むことができる。他の材料も可能であり、それらのばね特性、温度耐性及び封止する流路内の環境に適合する他の物理的特性に基づいて選択することができる。板ばねシールに使用される材料は、挿入時に図１のシールチャネル１５０などの湾曲したシールチャネルの経路に従うように変形可能であり得る。図示する例では、第１の層２１０の長さは、第２の層２１２の長さよりも長い。層は同じ厚さ又は同じ材料でなくてもよいし、積層、挿入、保持、ばね特性、又は封止特性を容易にするために他の差異を組み込んでもよい。層２１０、２１２は、図示する例では３点溶接である溶接部２２０によって接続されている。シール２００は、挿入端部２３０及び保持端部２３２を含むことができる。図示する例では、溶接部２２０は、挿入端部２３０に近接して作られる。他の形状、構成、層間の結合、層数及び一方又は両方の端部の成形もまた、特定の実施形態及び保持機構のために望ましいものとすることができる。

【0024】

図３〜図４は、隣接する流路構成部品３１０、３２０の間のフロントロードシール３７０の例示的な保持機構３００を示す。例えば、保持機構３００は、シール１７０のようなフロントロードシール及び翼形部１００のシャンク１１０のシールチャネル１５０と隣接する翼形部などの、隣接翼形部間のシールチャネルの前方開口部に組み込むことができる。図３では、シール３７０及びシールチャネル３５０の前方部分及び流路構成部品３１０の隣接する前方表面をよりよく示すために、流路構成部品３１０が１つだけ示されている。図４では、両方の流路構成部品３１０、３２０が示されている。保持機構３００は、前方開口部３５２に隣接するリップ３１２を含む。シール３７０は、リップ３１２と相補的な構成の係合端部３７２を含む。シールチャネル３５０は、リップ３１２が突出する上部壁３５４を含む。取り付けられたシール３７０のばね力は、係合端部３７２を上部壁３５４に向かって上方に押し、かつリップ３１２の内面３１４に向かって前方に押す。図４に示すように、シールチャネル３５０自体と同様に、保持機構３００は、隣接する流路構成部品３１０、３２０上に相補的部分を含む。第２の流路構成部品３２０はまた、シール３７０の係合端部３７２と係合するためのリップ３２２を含む。チャネル深さ３６０、３６２、したがって各流路構成部品３１０、３２０の前方開口部３５２の一部は等しくなくてもよいことに留意されたい。したがって、図示する実施形態では、第２の流路構成部品３２０上のリップ３２２は、第１の流路構成部品３１０上のリップ３１２よりも狭い。他の実施形態では、これらの特徴部は、より大きい又はより小さい非対称性を有してもよく、場合によっては、構成部品に組み込まれた保持機構のリップ又は他の部分が、流路構成部品の１つにのみ存在してもよい。

【0025】

図５〜図７は、隣接する流路構成部品５１０、５２０の間のフロントロードシール５７０のための別の保持機構５００を示す。保持機構５００は、図７に示すように、一方又は両方の流路構成部品５１０、５２０の面にフック機構を任意選択的に組み込むことができる。フロントロードシール５７０は、シールチャネル５５０の前方開口部５５２を通って突出する延長部５７２を含む。延長部５７２は、シール５７０にさらなる保持力を提供するためのフック部分５７４を含む。図示する実施形態では、フック部分５７４は、第１の湾曲部５７６が前方開口部５５２に向かって後方に湾曲し、第２の湾曲部５７８が流路構成部品５１０、５２０の下部リップ５１２、５２２に係合するように下方に湾曲するＳ字フックを含む。第２の湾曲部５７８の端部に係合して保持するための相補的フック５１４の追加は、シール５７０を確実に保持するためのさらなる保持力を提供することができる。

【0026】

図８〜図１０は、隣接する流路構成部品８１０、８２０の間のフロントロードシール８７０のための別の保持機構８００を示す。保持機構８００は、シール８７０の係合端部８７２に組み込まれたタブ８７４を収容するために、シールチャネル８５０の前方開口部８５２からわずかに窪んだ溝８５４を組み込んでいる。溝８５４は、シール８７０のばね力の下で、タブ８７４の端部表面８７６、前方表面８７８及び後方表面８８０を収容して係合させるために、上方表面８５６、前方表面８５８及び後方表面８６０によって画成される。上向きタブ８７４は、シール８７０のばね力によって上部溝８５４に保持される。

【0027】

図１１〜図１３は、隣接する流路構成部品１１１０、１１２０の間にフロントロードシール１１７０のための別の保持機構１１００を示す。保持機構１１００は、図１３に示すように、一方又は両方の流路構成部品１１１０、１１２０の面にフック機構を任意選択的に組み込むことができる。シール１１７０は、シールチャネル１１５０の前方開口部１１５２を通って突出する延長部１１７２を含む。延長部１１７２は、シール１１７０にさらなる保持力を提供するためのタブ１１７４を含む。図示する実施形態では、タブ１１７４は、端部表面１１７６、前方表面１１７８及び後方表面１１８０を有する下向きタブであり、流路構成部品１１１０、１１２０の下側リップ１１１２、１１２２を越えて延在する。タブ１１７４の端部に係合して保持するための相補的フック１１１４の追加は、シール１１７０を確実に保持するためのさらなる保持力を提供することができる。

【0028】

図１４は、翼形部などの隣接する流路構成部品と前の図の他の例との間にフロントロードシールを取り付ける方法１４００を示す。ステップ１４１０では、ダブテール接続を使用してロータに固定される翼形部などの第１の構成部品が配置される。ステップ１４２０において、リング内の次の翼形部などの隣接する構成部品が配置される。上述したように、各構成部品はシールチャネルの一部を有し、それらが互いに隣接して配置されると、前方開口部を有する２つの構成部品の間にシールチャネルが形成される。ステップ１４３０において、シールは、シールチャネルが隣接する構成部品の前方表面から現れるところによって画成される前方開口部に挿入される。ステップ１４４０において、シールの挿入された端部がシールチャネルの末端端部に達するまで、シールはチャネルを通って導かれ、シールは隣接する構成部品の間の潜在的な流路を実質的に封止する。実質的に封止されると、シールのない構成部品間の流路と比較して、構成部品間の全潜在的流路が少なくとも８５％減少する。実質的に完全なシャンクシールは、隣接する翼形部のシャンク部分間の流路を少なくとも９９％減少させる。ステップ１４５０において、シールと隣接する構成部品との間の保持機構が係合して、シールが取り付けられているターボ機械の動作中にシールを所定位置に確実に保持する。例えば、シールの係合端部は、リップの後ろに着座してもよく、一方又は両方の構成部品の中又は上のリップ、溝又はフックに係合するためのフック又はタブを含んでもよい。

【0029】

上記の図面は、本開示のいくつかの実施形態による関連する動作上の処理のいくつかを示す。いくつかの代替的な実施形態では、記載された動作が、記載された順序から外れることがあり、又は実際には、関連する動作に応じて実質的に同時に又は逆の順序で実行される場合があることに留意されたい。

【0030】

本明細書で用いる用語は、特定の実施形態を説明することだけを目的とし、本開示を限定することを目的とするものではない。本明細書で用いられるように、文脈で別途明確に指示しない限り、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」及び「前記（ｔｈｅ）」は複数形も含むものとする。「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」及び／又は「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、本明細書で使用される場合に、記載した特徴、整数、ステップ、動作、要素及び／又は構成部品の存在を示すが、１つもしくは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成部品及び／又はこれらのグループの存在もしくは追加を排除するものではないことがさらに理解されるであろう。

【0031】

特許請求の範囲のすべてのミーンズ又はステッププラスファンクション要素の対応する構造、材料、動作及び均等物は、具体的に請求された他の請求要素と組合せて機能を実行するための任意の構造、材料、又は動作を含むものとする。本開示の記載は、例示及び説明の目的で提示されているが、網羅的であることを意図するものではなく、或いは開示した形式における開示に限定されるものではない。多くの変更及び変形は、本開示の範囲及び趣旨から逸脱することなく、当業者には明らかであろう。本開示の原理及び実際の応用を最もよく説明し、想定される特定の使用に適するように様々な変更を伴う様々な実施形態の開示を他の当業者が理解できるようにするために、実施形態を選択し説明した。
［実施態様１］
システムであって、
前方表面（１１２，８５８，８７８．１１７８）、後方表面（１１４，８６０，８８０，１１８０）、正圧側表面（１１６）及び負圧側表面（１１８）を有する第１の流路構成部品（３１０）であって、第１の流路構成部品（３１０）の正圧側表面（１１６）は、シールチャネル（１５０，３５０，５５０，８５０，１１５０）の正圧側部分（１１６）を画成する、第１の流路構成部品（３１０）と、
前方表面（１１２，８５８，８７８．１１７８）、後方表面（１１４，８６０，８８０，１１８０）、正圧側表面（１１６）及び負圧側表面（１１８）を有する第２の流路構成部品（３２０）であって、第２の流路構成部品（３２０）の負圧側表面（１１８）は、シールチャネル（１５０，３５０，５５０，８５０，１１５０）の負圧側部分（１１８）を画成する、第２の流路構成部品と、
正圧側部分（１１６）及び負圧側部分（１１８）によって形成されたシールチャネル（１５０）内に保持されるシール（１７０，２００，３７０，５７０，８７０，１１７０）と
を備えており、
シールチャネル（１５０，３５０，５５０，８５０，１１５０）は、取り付け時にシールが挿入される前方開口部（１５２，３５２，５５２，８５２，１１５２）を画成する、システム。
［実施態様２］
第１の流路構成部品（３１０）は、前方表面（１１２，８５８，８７８．１１７８）から後方表面（１１４，８６０，８８０，１１８０）までの本体幅と、本体幅に実質的に垂直なシャンク高さとを有し、シールチャネル（１５０，３５０，５５０，８５０，１１５０）は、前方開口部（１５２，３５２，５５２，８５２，１１５２）から延在し、かつ本体幅に実質的に沿って延在し、かつシャンク高さに実質的に沿って延在する、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様３］
シール（１７０，２００，３７０，５７０，８７０，１１７０）は、第１の流路構成部品（３１０）と第２の流路構成部品（３２０）との間に画成された１以上の漏れ経路を実質的に封止するように、前方開口部（１５２，３５２，５５２，８５２，１１５２）から、本体幅に実質的に沿い、かつシャンク高さに実質的に沿ったシールチャネル（１５０，３５０，５５０，８５０，１１５０）を通って連続的に延在する、実施態様２に記載のシステム。
［実施態様４］
第１の流路構成部品（３１０）と第２の流路構成部品（３２０）との間に、隣接する漏れ経路を少なくとも部分的に画成するダンパピン（１３０）をさらに含み、シール（１７０，２００，３７０，５７０，８７０，１１７０）は、ダンパピン（１３０）の隣接する漏れ経路を実質的に封止する、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様５］
第１の流路構成部品（３１０）は、取り付け後にシール（１７０，２００，３７０，５７０，８７０，１１７０）を所定位置に保持するために前方開口部（１５２，３５２，５５２，８５２，１１５２）に隣接する保持機構（３００）を画成する、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様６］
保持機構（３００，５００，８００，１１００）は、リップ（３１２，３２２）、スロット及びフックから選択される、実施態様５に記載のシステム。
［実施態様７］
シール（１７０，２００，３７０，５７０，８７０，１１７０）は、取り付け後にシール（１７０，２００，３７０，５７０，８７０，１１７０）を所定位置に保持するために、前方開口部（１５２，３５２，５５２，８５２，１１５２）に隣接するシール（１７０，２００，３７０，５７０，８７０，１１７０）の前方部分に保持機構（３００，５００，８００，１１００）を画成する、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様８］
保持機構（３００，５００，８００，１１００）は、タブ（８７４，１１７４）及びフックから選択され、保持機構（３００，５００，８００，１１００）は、前方開口部（１５２，３５２，５５２，８５２，１１５２）に隣接する第１の流路構成部品（３１０）上に画成された相補的保持機構と互換性がある、実施態様７に記載のシステム。
［実施態様９］
前方表面（１１２，８５８，８７８．１１７８）、後方表面（１１４，８６０，８８０，１１８０）、正圧側表面（１１６）及び負圧側表面（１１８）を有する第１の流路構成部品（３１０）を配置するステップであって、第１の流路構成部品（３１０）の正圧側表面（１１６）は、シールチャネル（１５０，３５０，５５０，８５０，１１５０）の正圧側部分（１１６）を画成する、ステップと、
前方表面（１１２，８５８，８７８．１１７８）、後方表面（１１４，８６０，８８０，１１８０）、正圧側表面（１１６）及び負圧側表面（１１８）を有する第２の流路構成部品（３２０）を配置するステップであって、第２の流路構成部品（３２０）の負圧側表面（１１８）は、シールチャネル（１５０，３５０，５５０，８５０，１１５０）の負圧側部分（１１８）を画成する、ステップと、
第１の流路構成部品（３１０）の前方表面（１１２，８５８，８７８．１１７８）と第２の流路構成部品（３２０）の前方表面（１１２，８５８，８７８．１１７８）との間の、シールチャネル（１５０，３５０，５５０，８５０，１１５０）の正圧側部分（１１６）及び負圧側部分（１１８）によって形成されるシールチャネル（１５０，３５０，５５０，８５０，１１５０）によって画成される前方開口部（１５２，３５２，５５２，８５２，１１５２）にシール（１７０，２００，３７０，５７０，８７０，１１７０）を挿入するステップと
を含む方法。
［実施態様１０］
第１の流路構成部品（３１０）は、前方表面（１１２，８５８，８７８．１１７８）から後方表面（１１４，８６０，８８０，１１８０）までの本体幅と、本体幅に実質的に垂直なシャンク高さとを有し、シールチャネル（１５０，３５０，５５０，８５０，１１５０）は、前方開口部（１５２，３５２，５５２，８５２，１１５２）から延在し、かつ本体幅に実質的に沿って延在し、かつシャンク高さに実質的に沿って延在する、実施態様９に記載の方法。
［実施態様１１］
シール（１７０，２００，３７０，５７０，８７０，１１７０）は、第１の流路構成部品（３１０）と第２の流路構成部品（３２０）との間に画成された１以上の漏れ経路を実質的に封止するように、前方開口部（１５２，３５２，５５２，８５２，１１５２）から、本体幅に実質的に沿い、かつシャンク高さに実質的に沿ったシールチャネル（１５０，３５０，５５０，８５０，１１５０）を通って連続的に延在する、実施態様１０に記載の方法。
［実施態様１２］
第１の流路構成部品（３１０）と第２の流路構成部品（３２０）との間に、隣接する漏れ経路を少なくとも部分的に画成するダンパピン（１３０）を取り付けるステップをさらに含み、シール（１７０，２００，３７０，５７０，８７０，１１７０）は、ダンパピン（１３０）の隣接する漏れ経路を実質的に封止する、実施態様９に記載の方法。
［実施態様１３］
第１の流路構成部品（３１０）は、前方開口部（１５２，３５２，５５２，８５２，１１５２）に隣接する保持機構（３００，５００，８００，１１００）を画成し、シール（１７０，２００，３７０，５７０，８７０，１１７０）を所定位置に保持するために保持機構（３００，５００，８００，１１００）にシール（１７０，２００，３７０，５７０，８７０，１１７０）を係合するステップをさらに含む、実施態様９に記載の方法。
［実施態様１４］
保持機構（３００，５００，８００，１１００）は、リップ、スロット及びフックから選択される、実施態様１３に記載の方法。
［実施態様１５］
シール（１７０，２００，３７０，５７０，８７０，１１７０）は、前方開口部（１５２，３５２，５５２，８５２，１１５２）に隣接するシール（１７０，２００，３７０，５７０，８７０，１１７０）の前方部分に保持機構（３００，５００，８００，１１００）を画成し、シール（１７０，２００，３７０，５７０，８７０，１１７０）を所定位置に保持するために保持機構（３００，５００，８００，１１００）を第１の流路構成部品（３１０）に係合するステップをさらに含む、実施態様９に記載の方法。
［実施態様１６］
保持機構（３００，５００，８００，１１００）は、タブ（８７４，１１７４）及びフックから選択され、保持機構（３００，５００，８００，１１００）は、前方開口部（１５２，３５２，５５２，８５２，１１５２）に隣接する第１の流路構成部品（３１０）上に画成された相補的保持機構と互換性があり、保持機構（３００，５００，８００，１１００）を係合するステップは、シール（１７０，２００，３７０，５７０，８７０，１１７０）の保持機構（３００，５００，８００，１１００）を相補的保持機構に係合するステップを含む、実施態様１５に記載の方法。
［実施態様１７］
隣接する流路構成部品（３１０）の間に画成されたシールチャネル（１５０，３５０，５５０，８５０，１１５０）に適合する可撓性部材
を備えるシールであって、可撓性部材が、
隣接する流路構成部品の前方表面（１１２，８５８，８７８．１１７８）から隣接する流路構成部品の後方表面（１１４，８６０，８８０，１１８０）まで実質的に延在する軸方向部分と、
隣接する流路構成部品の後方表面（１１４，８６０，８８０，１１８０）に近接する隣接する流路構成部品の高さに実質的に沿って延在し、かつ軸方向部分に連続する半径方向部分と、
軸方向部分に連続し、かつ隣接する流路構成部品の前方表面（１１２，８５８，８７８．１１７８）によって画成されるシールチャネル（１５０，３５０，５５０，８５０，１１５０）の前方開口部（１５２，３５２，５５２，８５２，１１５２）に隣接する前方端部（１３４）と
を備える、シール（１７０，２００，３７０，５７０，８７０，１１７０）。
［実施態様１８］
シール（１７０，２００，３７０，５７０，８７０，１１７０）は、隣接する翼形部シャンク（１１０）の間に画成された１以上の漏れ経路を実質的に封止する、実施態様１７に記載のシール（１７０，２００，３７０，５７０，８７０，１１７０）。
［実施態様１９］
前方端部（１３４）は、隣接する流路構成部品と係合し、シール（１７０，２００，３７０，５７０，８７０，１１７０）を所定位置に保持するための保持機構（３００，５００，８００，１１００）を含む、実施態様１７に記載のシール（１７０，２００，３７０，５７０，８７０，１１７０）。
［実施態様２０］
保持機構（３００，５００，８００，１１００）は、タブ（８７４，１１７４）及びフックから選択され、保持機構（３００，５００，８００，１１００）は、隣接する流路構成部品上に画成された相補的保持機構と互換性がある、実施態様１９に記載のシール（１７０，２００，３７０，５７０，８７０，１１７０）。

【符号の説明】

【0032】

１００ 翼形部
１０２ 翼形部ブレード
１０４ ダブテール
１１０ シャンク
１１２ 前方表面
１１４ 後方表面
１１６ 正圧側表面
１１８ 負圧側表面
１２０ 表面特徴部
１２２ 表面特徴部
１２４ 表面特徴部
１２６ 上部表面
１２８ 底部表面
１３０ ダンパピン
１３２ 円筒状本体
１３４ 前方端部
１３６ 後方端部
１３８ 凹部
１４０ 凹部
１５０ シールチャネル
１５２ 前方開口部
１５４ 末端開口部
１５６ 側方部分
１５８ 接続部分
１６０ 垂直部分
１６２ 後方開口部
１７０ シール
２００ シール
２１０ 第１の層
２１２ 第２の層
２２０ 溶接部
２３０ 挿入端部
２３２ 保持端部
３００ 保持機構
３１０ 流路構成部品
３１２ リップ
３１４ 内面
３２０ 第２の流路構成部品
３２２ リップ
３５０ シールチャネル
３５２ 開口部
３５４ 上部壁
３６０ チャネル深さ
３６２ チャネル深さ
３７０ フロントロードシール
３７２ 係合端部
５００ 保持機構
５１０ 流路構成部品
５１２ リップ
５１４ 相補的フック
５２０ 流路構成部品
５２２ リップ
５５０ シールチャネル
５５２ 開口部
５７０ フロントロードシール
５７２ 延長部
５７４ フック部分
５７６ 第１の湾曲部
５７８ 第２の湾曲部
８００ 保持機構
８１０ 隣接する流路構成部品
８２０ 隣接する流路構成部品
８５０ シールチャネル
８５２ 開口部
８５４ 上部溝
８５６ 上方表面
８５８ 前方表面
８６０ 後方表面
８７０ シール
８７２ 係合端部
８７４ タブ
８７６ 端部表面
８７８ 前方表面
８８０ 後方表面
１１００ 保持機構
１１１０ 流路構成部品
１１１２ リップ
１１１４ 相補的フック
１１２０ 流路構成部品
１１２２ リップ
１１５０ シールチャネル
１１５２ 開口部
１１７０ フロントロードシール
１１７２ 延長部
１１７４ タブ
１１８０ 後方表面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】