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特開2024-109527複数の異なるタービンエンジンで使用するためのノズルセグメント
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024109527
(43)【公開日】2024-08-14
(54)【発明の名称】複数の異なるタービンエンジンで使用するためのノズルセグメント
(51)【国際特許分類】
F01D 9/02 20060101AFI20240806BHJP
F01D 25/00 20060101ALI20240806BHJP
F02C 7/00 20060101ALI20240806BHJP
F01D 9/04 20060101ALI20240806BHJP
【ＦＩ】
F01D9/02 104
F01D25/00 X
F02C7/00 D
F01D9/04
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2024007145
(22)【出願日】2024-01-22
(31)【優先権主張番号】18/163,079
(32)【優先日】2023-02-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】515322297
【氏名又は名称】ゼネラル エレクトリック テクノロジー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
【氏名又は名称原語表記】Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｂｒｏｗｎ Ｂｏｖｅｒｉ Ｓｔｒａｓｓｅ ８， ５４００ Ｂａｄｅｎ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ
(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】110002848
【氏名又は名称】弁理士法人ＮＩＰ＆ＳＢＰＪ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】バレット、ノーマン アンドリュー、二世
(72)【発明者】
【氏名】ブラウン、ジョー ティー．
【テーマコード（参考）】
3G202
【Ｆターム（参考）】
3G202GA11
3G202GA13
(57)【要約】
【課題】複数の異なるタイプのタービンエンジンで使用できるノズルセグメントを提供する。
【解決手段】ノズルセグメントは、内側バンド、外側バンド及びそれらの間に延在する１以上のノズルベーンを含む。外側バンドは、外側表面から半径方向外側に延在するフックを含んでおり、フックは、第１及び第２のタービンエンジン内の支持体に結合するように配向する。フックは周方向に外側表面を横断して延在し、複数のスロットが画成されている。第１及び第２のスロットはそれぞれ第１及び第２の周方向荷重面を含む。第１のタービンエンジン内にノズルセグメントを結合する場合、第１の周方向荷重面は回転防止エレメントと係合するが、第２の周方向荷重面は回転防止エレメントと係合しない。第２のタービンエンジン内にノズルセグメントを結合する場合、第２の周方向荷重面は回転防止エレメントと係合するが、第１の周方向荷重面は回転防止エレメントと係合しない。
【選択図】図３
【解決手段】ノズルセグメントは、内側バンド、外側バンド及びそれらの間に延在する１以上のノズルベーンを含む。外側バンドは、外側表面から半径方向外側に延在するフックを含んでおり、フックは、第１及び第２のタービンエンジン内の支持体に結合するように配向する。フックは周方向に外側表面を横断して延在し、複数のスロットが画成されている。第１及び第２のスロットはそれぞれ第１及び第２の周方向荷重面を含む。第１のタービンエンジン内にノズルセグメントを結合する場合、第１の周方向荷重面は回転防止エレメントと係合するが、第２の周方向荷重面は回転防止エレメントと係合しない。第２のタービンエンジン内にノズルセグメントを結合する場合、第２の周方向荷重面は回転防止エレメントと係合するが、第１の周方向荷重面は回転防止エレメントと係合しない。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
タービンエンジン（１０）で使用するためのノズルセグメント（１００）であって、当該ノズルセグメント（１００）が、
内側バンド（１０４）と、
内側表面（１２０）及び前記内側表面（１２０）と反対側の外側表面（１２２）を含む外側バンド（１０６）と、
前記外側表面（１２２）から半径方向外側に延在し、かつ周方向に前記外側表面（１２２）を横断して延在するフック（１２６）と、
半径方向に前記内側バンド（１０４）と前記外側バンド（１０６）の間に延在する１以上のノズルベーン（１０２）と
を備えており、前記フック（１２６）が、第１のタービンエンジン（１０）内の第１の支持体（１７）及び第２のタービンエンジン（１０）内の第２の支持体（１７）に選択的に結合するように配向しており、前記フック（１２６）が、該フックに画成された複数のスロット（１３０）を含んでいて、前記スロット（１３０）の第１のものが第１の周方向荷重面（１３２）を含んでおり、前記スロット（１３０）の第２のものが第２の周方向荷重面（１３２）を含んでおり、
当該ノズルセグメント（１００）を第１のタービンエンジン（１０）に結合する場合、第１の周方向荷重面（１３２）は、第１のタービンエンジン（１０）内の回転防止エレメント（４８）と係合するが、第２の周方向荷重面（１３２）は前記回転防止エレメント（４８）と係合せず、前記ノズルセグメント（１００）を第２のタービンエンジン（１０）に結合する場合、第２の周方向荷重面（１３２）は、第２のタービンエンジン（１０）内の回転防止エレメント（４８）と係合するが、第１の周方向荷重面（１３２）は前記回転防止エレメント（４８）と係合しない、ノズルセグメント（１００）。
内側バンド（１０４）と、
内側表面（１２０）及び前記内側表面（１２０）と反対側の外側表面（１２２）を含む外側バンド（１０６）と、
前記外側表面（１２２）から半径方向外側に延在し、かつ周方向に前記外側表面（１２２）を横断して延在するフック（１２６）と、
半径方向に前記内側バンド（１０４）と前記外側バンド（１０６）の間に延在する１以上のノズルベーン（１０２）と
を備えており、前記フック（１２６）が、第１のタービンエンジン（１０）内の第１の支持体（１７）及び第２のタービンエンジン（１０）内の第２の支持体（１７）に選択的に結合するように配向しており、前記フック（１２６）が、該フックに画成された複数のスロット（１３０）を含んでいて、前記スロット（１３０）の第１のものが第１の周方向荷重面（１３２）を含んでおり、前記スロット（１３０）の第２のものが第２の周方向荷重面（１３２）を含んでおり、
当該ノズルセグメント（１００）を第１のタービンエンジン（１０）に結合する場合、第１の周方向荷重面（１３２）は、第１のタービンエンジン（１０）内の回転防止エレメント（４８）と係合するが、第２の周方向荷重面（１３２）は前記回転防止エレメント（４８）と係合せず、前記ノズルセグメント（１００）を第２のタービンエンジン（１０）に結合する場合、第２の周方向荷重面（１３２）は、第２のタービンエンジン（１０）内の回転防止エレメント（４８）と係合するが、第１の周方向荷重面（１３２）は前記回転防止エレメント（４８）と係合しない、ノズルセグメント（１００）。
【請求項2】
当該ノズルセグメント（１００）が、前記内側バンド（１０４）と前記外側バンド（１０６）の間に延在する２以上のノズルベーン（１０２）を備えており、前記ノズルベーン（１０２）が、前記内側バンド（１０４）及び記外側バンド（１０６）と一体に形成されている、請求項１に記載のノズルセグメント（１００）。
【請求項3】
前記フック（１２６）が第１のフック（１２６）であり、当該ノズルセグメント（１００）が、前記外側表面（１２２）から半径方向外側に延在する第２のフック（１２８）を備えており、第２のフック（１２８）が、第１のタービンエンジン（１０）内の第１の支持体（１７）及び第２のタービンエンジン（１０）内の第２の支持体（１７）に結合するように配向している、請求項１又は請求項２に記載のノズルセグメント（１００）。
【請求項4】
当該ノズルセグメント（１００）を第１及び第２のタービンエンジン（１０）の各々に結合するときに、第１のフック（１２６）が前方に配向し、第２のフック（１２８）が後方に配向する、請求項３に記載のノズルセグメント（１００）。
【請求項5】
タービンエンジン（１０）で使用するためのノズルセグメント（１００）であって、当該ノズルセグメント（１００）が、
内側バンド（１０４）と、
内側表面（１２０）及び前記内側表面（１２０）と反対側の外側表面（１２２）を含む外側バンド（１０６）と、
前記外側表面（１２２）から半径方向外側に延在し、かつ周方向に前記外側表面（１２２）を横断して延在する第１のフック（１２６）と、
半径方向に前記内側バンド（１０４）と前記外側バンド（１０６）の間に延在する一対のノズルベーン（１０２）と
を備えており、第１のフック（１２６）が、タービンエンジン（１０）内の支持体（１７）に結合するように配向しており、複数のスロット（１３０）が第１のフック（１２６）に画成されていて、前記スロット（１３０）の第１のものが第１の周方向荷重面（１３２）を含んでおり、前記スロット（１３０）の第２のものが第２の周方向荷重面（１３２）を含んでおり、前記スロット（１３０）の第３のものが第３の周方向荷重面（１３２）を含んでおり、当該ノズルセグメント（１００）をタービンエンジン（１０）に結合するとき、第１の周方向荷重面（１３２）、第２の周方向荷重面（１３２）及び第３の周方向荷重面（１３２）の少なくとも１つが回転防止エレメント（４８）と係合する、ノズルセグメント（１００）。
内側バンド（１０４）と、
内側表面（１２０）及び前記内側表面（１２０）と反対側の外側表面（１２２）を含む外側バンド（１０６）と、
前記外側表面（１２２）から半径方向外側に延在し、かつ周方向に前記外側表面（１２２）を横断して延在する第１のフック（１２６）と、
半径方向に前記内側バンド（１０４）と前記外側バンド（１０６）の間に延在する一対のノズルベーン（１０２）と
を備えており、第１のフック（１２６）が、タービンエンジン（１０）内の支持体（１７）に結合するように配向しており、複数のスロット（１３０）が第１のフック（１２６）に画成されていて、前記スロット（１３０）の第１のものが第１の周方向荷重面（１３２）を含んでおり、前記スロット（１３０）の第２のものが第２の周方向荷重面（１３２）を含んでおり、前記スロット（１３０）の第３のものが第３の周方向荷重面（１３２）を含んでおり、当該ノズルセグメント（１００）をタービンエンジン（１０）に結合するとき、第１の周方向荷重面（１３２）、第２の周方向荷重面（１３２）及び第３の周方向荷重面（１３２）の少なくとも１つが回転防止エレメント（４８）と係合する、ノズルセグメント（１００）。
【請求項6】
前記タービンエンジン（１０）が、第１の回転防止エレメント（４８）構成を有する第１のタービンエンジン（１０）であり、当該ノズルセグメント（１００）を第１のタービンエンジン（１０）に結合するとき、第１の周方向荷重面（１３２）は第１のタービンエンジン（１０）内の回転防止エレメント（４８）と係合するが、第２及び第３の周方向荷重面（１３２）は前記回転防止エレメント（４８）と係合しない、請求項５に記載のノズルセグメント（１００）。
【請求項7】
前記タービンエンジン（１０）が、第１の回転防止エレメント（４８）構成とは異なる第２の回転防止エレメント（４８）構成を有する第２のタービンエンジン（１０）であり、当該ノズルセグメント（１００）を第２のタービンエンジン（１０）に結合するとき、第２及び第３の周方向荷重面（１３２）の少なくとも一方が第２のタービンエンジン（１０）内で回転防止エレメント（４８）と係合するが、第１の周方向荷重面（１３２）は前記回転防止エレメント（４８）と係合しない、請求項６に記載のノズルセグメント（１００）。
【請求項8】
前記スロット（１３０）の第２及び第３のものが前記スロット（１３０）の第１のものの両側にある、請求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載のノズルセグメント（１００）。
【請求項9】
前記スロット（１３０）の第１及び第２のものが、各々、前記スロット（１３０）の第３のものよりも長い周方向距離を有する、請求項５乃至請求項８のいずれか１項に記載のノズルセグメント（１００）。
【請求項10】
前記スロット（１３０）の第１及び第２のものが実質的に等しい周方向距離を有する、請求項９に記載のノズルセグメント（１００）。
【請求項11】
第１のフック（１２６）が、前記外側表面（１２２）を横断して第１の周方向端部（１３４）と第２の周方向端部（１３６）の間の周方向距離を有しており、前記スロット（１３０）の合計周方向距離が、第１のフック（１２６）の周方向距離の約２５％未満である、請求項５乃至請求項１０のいずれか１項に記載のノズルセグメント（１００）。
【請求項12】
タービンエンジン（１０）を組み立てる方法であって、当該方法が、
前記タービンエンジン（１０）内の支持体（１７）にノズルセグメント（１００）を結合するステップ
を含んでおり、前記ノズルセグメント（１００）が、内側バンド（１０４）と、外側バンド（１０６）と、半径方向に前記内側バンド（１０４）と前記外側バンド（１０６）の間に延在する１以上のノズルベーン（１０２）とを含んでおり、前記外側バンド（１０６）が、外側表面（１２２）と、前記外側表面（１２２）から半径方向外側に延在し、かつ周方向に前記外側表面（１２２）を横断して延在するフック（１２６）とを含んでおり、前記フック（１２６）が、該フックに画成された複数のスロット（１３０）を含んでいて、前記スロット（１３０）の第１のものが第１の周方向荷重面（１３２）を含んでおり、前記スロット（１３０）の第２のものが第２の周方向荷重面（１３２）を含んでおり、前記支持体（１７）にノズルセグメント（１００）を結合するステップが、前記フック（１２６）を用いて前記支持体（１７）にノズルセグメント（１００）を結合すること、並びに
第１の周方向荷重面（１３２）を前記支持体（１７）の回転防止エレメント（４８）と係合させるが、第２の周方向荷重面（１３２）は前記支持体（１７）と係合しないことと、
第２の周方向荷重面（１３２）を前記支持体（１７）の回転防止エレメント（４８）と係合させるが、第１の周方向荷重面（１３２）は前記支持体（１７）と係合しないことと
の一方を含んでいる、方法。
前記タービンエンジン（１０）内の支持体（１７）にノズルセグメント（１００）を結合するステップ
を含んでおり、前記ノズルセグメント（１００）が、内側バンド（１０４）と、外側バンド（１０６）と、半径方向に前記内側バンド（１０４）と前記外側バンド（１０６）の間に延在する１以上のノズルベーン（１０２）とを含んでおり、前記外側バンド（１０６）が、外側表面（１２２）と、前記外側表面（１２２）から半径方向外側に延在し、かつ周方向に前記外側表面（１２２）を横断して延在するフック（１２６）とを含んでおり、前記フック（１２６）が、該フックに画成された複数のスロット（１３０）を含んでいて、前記スロット（１３０）の第１のものが第１の周方向荷重面（１３２）を含んでおり、前記スロット（１３０）の第２のものが第２の周方向荷重面（１３２）を含んでおり、前記支持体（１７）にノズルセグメント（１００）を結合するステップが、前記フック（１２６）を用いて前記支持体（１７）にノズルセグメント（１００）を結合すること、並びに
第１の周方向荷重面（１３２）を前記支持体（１７）の回転防止エレメント（４８）と係合させるが、第２の周方向荷重面（１３２）は前記支持体（１７）と係合しないことと、
第２の周方向荷重面（１３２）を前記支持体（１７）の回転防止エレメント（４８）と係合させるが、第１の周方向荷重面（１３２）は前記支持体（１７）と係合しないことと
の一方を含んでいる、方法。
【請求項13】
前記フック（１２６）のスロット（１３０）の第３のものが第３の周方向荷重面（１３２）を含んでおり、前記支持体（１７）にノズルセグメント（１００）を結合するステップが、さらに、
第１の周方向荷重面（１３２）を前記支持体（１７）の回転防止エレメント（４８）と係合させるが、第２及び第３の周方向荷重面（１３２）は前記支持体（１７）と係合しないことと、
第２及び第３の周方向荷重面（１３２）の少なくとも１つを前記支持体（１７）の回転防止エレメント（４８）と係合させるが、第１の周方向荷重面（１３２）は支持体（１７）と前記係合しないことと
の一方を含んでいる、請求項１２に記載の方法。
第１の周方向荷重面（１３２）を前記支持体（１７）の回転防止エレメント（４８）と係合させるが、第２及び第３の周方向荷重面（１３２）は前記支持体（１７）と係合しないことと、
第２及び第３の周方向荷重面（１３２）の少なくとも１つを前記支持体（１７）の回転防止エレメント（４８）と係合させるが、第１の周方向荷重面（１３２）は支持体（１７）と前記係合しないことと
の一方を含んでいる、請求項１２に記載の方法。
【請求項14】
第１のタービンエンジン（１０）及び第２のタービンエンジン（１０）内でノズルセグメント（１００）を交換するためのキットであって、第１のタービンエンジン（１０）が、第２のタービンエンジン（１０）とは異なるモデルであり、当該キットが、内側バンド（１０４）、外側バンド（１０６）及び半径方向に前記内側バンド（１０４）と前記外側バンド（１０６）の間に延在する１以上のノズルベーン（１０２）を含むノズルセグメント（１００）を含んでおり、前記外側バンド（１０６）が、外側表面（１２２）と、前記外側表面（１２２）から半径方向外側に延在するフック（１２６）とを含んでおり、前記フック（１２６）が、第１のタービンエンジン（１０）内の支持体（１７）及び第２のタービンエンジン（１０）内の支持体（１７）に選択的に結合するように配向しており、前記フック（１２６）が、周方向に前記外側表面（１２２）を横断して延在しているとともに、該フックに画成された複数のスロット（１３０）を備えており、前記スロット（１３０）の第１のものが、前記ノズルセグメント（１００）を第１のタービンエンジン（１０）に結合できるようにし、前記スロット（１３０）の第２のものが、前記ノズルセグメント（１００）を第２のタービンエンジン（１０）に結合できるようにする、キット。
【請求項15】
第１のタービンエンジン（１０）が第１のエンジン製造業者によって製造され、第２のタービンエンジン（１０）が、第１のエンジン製造業者とは異なる第２のエンジン製造業者によって製造される、請求項１４に記載のキット。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
本開示の分野は、一般に、タービンエンジンに関し、さらに具体的には、複数の異なるタービンエンジンに適合し、複数の異なるタービンエンジンで使用できるように構成されたタービン部品に関する。
【0002】
ガスタービンエンジンは産業及び発電事業で広く用いられている。従来のガスタービンエンジンは、圧縮機セクションと、圧縮機セクションの下流側の燃焼器セクションと、燃焼器セクションの下流側のタービンセクションとを備える。周囲空気のような作動流体は圧縮機セクションに流入し、そこで圧縮されてから燃焼器セクションへと流れる。圧縮された作動流体は燃焼器セクションで燃料と混合されて燃焼し、燃焼ガスを発生し、燃焼ガスはタービンセクションを通って膨張する。タービンセクションは、ロータの周りで周方向に離間したタービンブレードに向かって燃焼ガスを導くように輪郭形成されたノズルセグメントの環状アレイを含む静止ノズルアセンブリを含む。燃焼ガスがタービンブレードに衝突して、ロータを回転させ、電気を発生させる。
【0003】
燃焼ガスを下流のタービンブレードに導く際、ノズルセグメントは燃焼ガスの機械的負荷、振動負荷及び熱負荷に耐えなければならない。各ノズルセグメントは、タービンセクション内で周方向に延在する内側支持体及び外側支持体に結合した１以上のベーンを含む。典型的には、ノズルセグメントは、各々、ベーンの半径方向外側端に形成され、外側端で延在する外側バンドを含む。外側バンドは、外側支持体のレールと係合してベーンを外側支持体のレールに結合するフック構成を含む。いくつかの公知のタービンエンジンでは、フック構成は、ノズルセグメントの周方向の動きを防止するために外側支持体に形成された回転防止エレメント（例えばブロック、ピン又はラグ）と整列するスロットを含む。スロットは、ノズルセグメントがうっかり上下逆さまに取り付けられたり、誤ったタイプのエンジンメインフレームに取り付けられたりするのを防ぎ、タービンエンジンでのノズルセグメントの設置及び操作に関連するエラー、誤用及び／又は故障の機会を低減するので、スロットはタービンアセンブリの組立ての際に「マーフィー保証機能（Murphy-proofing）」を提供する。ただし、公知のノズルセグメントのマーフィー保証機能のために、複数のタイプのタービンエンジンで作業が行われる施設では、複数のタイプのノズルセグメントの在庫を保持しておかなければならない。
【発明の概要】
【0004】
一態様では、タービンエンジンで使用するためのノズルセグメントは、内側バンドと、外側バンドと、半径方向に内側バンドと外側バンドの間に延在する１以上のノズルベーンとを含む。外側バンドは、内側表面及び内側表面と反対側の外側表面を含む。ノズルセグメントは、外側表面から半径方向外側に延在し、周方向に外側表面を横断して延在するフックも含む。フックは、第１のタービンエンジン内の第１の支持体及び第２のタービンエンジン内の第２の支持体に選択的に結合するように配向している。フックは、フックに画成された複数のスロットを含む。前記スロットの第１のものは第１の周方向荷重面を含んでおり、前記スロットの第２のものは第２の周方向荷重面を含んでいる。ノズルセグメントを第１のタービンエンジンに結合する場合、第１の周方向荷重面は、第１のタービンエンジン内の回転防止エレメントと係合するが、第２の周方向荷重面は回転防止エレメントと係合しない。ノズルセグメントを第２のタービンエンジンに結合する場合、第２の周方向荷重面は第２のタービンエンジン内の回転防止エレメントと係合するが、第１の周方向荷重面は回転防止エレメントと係合しない。
【0005】
別の態様では、タービンエンジンで使用するためのノズルセグメントは、内側バンドと、外側バンドと、半径方向に内側バンドと外側バンドの間に延在する一対のノズルベーンとを含む。外側バンドは、内側表面及び内側表面と反対側の外側表面を含む。ノズルセグメントは、外側表面から半径方向外側に延在し、周方向に外側表面を横断して延在する第１のフックも含む。第１のフックは、タービンエンジン内の支持体に結合するように配向している。第１のフックに複数のスロットが画成される。前記スロットの第１のものは第１の周方向荷重面を含み、前記スロットの第２のものは第２の周方向荷重面を含み、前記スロットの第３のものは第３の周方向荷重面を含む。ノズルセグメントをタービンエンジンに結合するとき、第１の周方向荷重面、第２の周方向荷重面及び第３の周方向荷重面の少なくとも１つが回転防止エレメントと係合する。
【0006】
別の態様では、タービンエンジンを組み立てる方法は、タービンエンジン内の支持体にノズルセグメントを結合するステップを含む。ノズルセグメントは、内側バンドと、外側バンドと、半径方向に内側バンドと外側バンドの間に延在する１以上のノズルベーンとを含む。外側バンドは、外側表面と、外側表面から半径方向外側に延在し、かつ周方向に外側表面を横断して延在するフックとを含む。フックは、フックに画成された複数のスロットを含む。前記スロットの第１のものは第１の周方向荷重面を含み、前記スロットの第２のものは第２の周方向荷重面を含む。支持体にノズルセグメントを結合するステップは、フックを用いて支持体にノズルセグメントを結合すること、並びに第１の周方向荷重面を支持体の回転防止エレメントと係合させるが、第２の周方向荷重面は支持体と係合しないことと、第２の周方向荷重面を支持体の回転防止エレメントと係合させるが、第１の周方向荷重面は支持体と係合しないこととの一方を含む。
【0007】
別の態様では、第１のタービンエンジン及び第２のタービンエンジン内でノズルセグメントを交換するためのキットであって、第１のタービンエンジンが第２のタービンエンジンとは異なるモデルであるキットは、内側バンド、外側バンド及び半径方向に内側バンドと外側バンドの間に延在する１以上のノズルベーンを含むノズルセグメントを含む。外側バンドは、外側表面と、外側表面から半径方向外側に延在するフックとを含む。フックは、第１のタービンエンジン内の支持体及び第２のタービンエンジン内の支持体に選択的に結合するように配向している。フックは、周方向に外側表面を横断して延在しており、フックに画成された複数のスロットを含む。前記スロットの第１のものは、ノズルセグメントを第１のタービンエンジンに結合できるようにし、前記スロットの第２のものは、ノズルセグメントを第２のタービンエンジンに結合できるようにする。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【0009】
別途記載されていない限り、本願に添付した図面は、本開示技術の実施形態の特徴を例示するものである。これらの特徴は、本開示技術の１以上の実施形態を包含する多種多様なシステムに適用できると思料される。そのため、図面は、本明細書で開示する実施形態の実施に必要とされる当業者に公知の慣用的特徴をすべて含んでいるわけではない。複数の図面間で同様の特徴は、同様の符号を用いて示してある。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本明細書に記載の例示的な実施形態は、回転機械（例えばガスタービンエンジン）で使用し得るノズルセグメントに関する。例示的なノズルセグメントは、内側バンドと外側バンドの間に延在する１以上のノズルベーンを含む。ノズルセグメントは、回転機械のタービンセクション内で周方向に延在する内側支持体に内側バンドを結合するとともに、回転機械のタービンセクション内で周方向に延在する外側支持体に外側バンドを結合することによって、回転機械に固定される。外側バンドは、外側表面から半径方向外側に延在する１以上のフックを含む。フックは、外側支持体へのノズルセグメントの結合を容易にし、各フックは、周方向に外側バンドの外側表面を横断して延在する。フックの１以上には、タービン外側支持体から延在する回転防止エレメント（例えばブロック、ピン又はラグ）と係合するように適合したスロットが画成される。各スロットは、回転防止エレメントと係合する周方向荷重面と共に形成され、作動中の回転機械内でのノズルセグメントの周方向の動きを制限又は防止する。
【0011】
異なる回転機械（例えば異なるガスタービンエンジン）は、通例、様々な設計構成の点で異なる。そうした回転機械間での差異の１つは、外側支持体の構成、特にタービン外側支持体から延在する回転防止エレメントの構成である。フックの構成並びにノズルセグメントのフックに画成されるスロットの位置、寸法及び形状は、特定の回転機械の外側支持体の構成とマッチするように設計される。特定の回転機械のためのタービン外側支持体とノズルセグメントフックとの間のマッチング構成は、その特定の回転機械のタービンセクションでのノズルセグメントの適切な周方向配置を可能するととともに、回転機械で誤ったノズルセグメントの取付け及び／又は操作で起こりかねないエラー、誤用及び／又は故障の機会の低減に資する。
【0012】
典型的には、公知のノズルセグメントは、特定の回転機械で使用するために設計及び製造されており、異なる回転機械間での互換的使用又は互換的取付けはできない。さらに具体的には、ノズルセグメントのフック構成は特定のモデルの回転機械の外側支持体構成とマッチするように特異的に設計され、そのため、公知のノズルセグメントは、異なるモデルの回転機械での結合には適していない。例えば、適切な寸法及び／又は形状を有するスロット並びに／或いは特定のモデルの回転機械の外側支持体の回転防止エレメント構成に「マッチ」するように選択されたフック上の適切な位置に画成されたスロットを含まないノズルセグメントは、異なる（すなわち予定外の）モデルの外側支持体に結合させることができず、異なるモデルの回転機械内への結合が防止される。従来のフック構成は、特定のモデルの回転機械内に適切なノズルセグメントしか取り付けられないように意図的に設計されている。これによって、特定の回転機械の組立て及び／又は修理に使用できる入手可能なノズルセグメントの数が限られる、さらには複数のモデルの回転機械で使用するために複数のタイプのノズルセグメントの在庫が必要となるなどの短所が生じる。
【0013】
本明細書に開示される例示的な実施形態は、複数の異なるモデルの回転機械での使用に適した例示的なノズルセグメントを含む。特に、本明細書に記載の例示的なノズルセグメントは、外側バンドの外側表面から延在するフックを含む。フックには、回転防止エレメント構成の異なる複数のタービン外側支持体から延在する回転防止エレメント（例えばブロック、ピン又はラグ）が入り込めるサイズ及び配向をもつ複数のスロットが画成される。各フックスロットは、ノズルセグメントを第１のタイプ（なわち第１のモデル）の回転機械（以下、第１のタービンエンジンという）に結合する場合、少なくとも第１の周方向荷重面は第１のタービンエンジン内の外側支持体の回転防止エレメントと係合するが、少なくとも第２の周方向荷重面は回転防止エレメントと係合しない。同じノズルセグメントを異なる第２のタイプ（すなわち第２のモデル）の回転機械（以下、第２のタービンエンジンという）に結合する場合、第２の周方向荷重面は第２のタービンエンジンの外側支持体の回転防止エレメントと係合するが、１以上の他の（例えば第１の）周方向荷重面は第２のタービンエンジン内の回転防止エレメントと係合しない。このように、例示的なノズルセグメントは、各回転機械のタービンセクション内でのノズルセグメントの周方向位置を維持しつつ、異なるタイプの回転機械内に例示的なノズルセグメントを結合できるようにするフックに形成された複数スロットを含んでおり、しかも依然として「マーフィー保証機能」を提供して、各々の回転機械内でのノズルセグメントの設置及び操作に関連するエラー、誤用及び／又は故障の機会を低減する。
【0014】
本明細書に記載の例示的なノズルセグメントは、該ノズルセグメントとの使用に適した回転機械の数の順応性を高めるという追加の利点ももたらし、従って、回転機械の組立て及び／又は修理に利用できるノズルセグメントの数を増やすことができる。さらに、例示的なノズルセグメントは、回転機械の組立て及び／又は修理に付随するダウンタイム及びメンテナンスコスト並びに回転機械で使用し得るノズルセグメントの製造に付随する材料コストの削減に資する。
【0015】
ここで図面を参照すると、図１は、例示的なガスタービンエンジン１０の概略断面図である。ガスタービンエンジン１０は圧縮機セクション１２を含んでおり、圧縮機セクション１２は、ガスタービンエンジン１０の上流端１５に画成された入口１４と、圧縮機セクション１２を少なくとも部分的に取り囲むケーシング１６とを含んでいる。ガスタービンエンジン１０は、圧縮機セクション１２の下流の燃焼器２０を含む燃焼セクション１８及び燃焼セクション１８の下流のタービンセクション２２も含んでいる。外側ケーシング１７が、タービンセクション２２を少なくとも部分的に取り囲んでいる。ロータシャフト２４が、軸方向にガスタービンエンジン１０を貫通している。燃焼セクション１８は、複数の燃焼器２０を含んでいてもよい。ガスタービンエンジン１０の構成要素及び特徴について説明するために用いられる「半径方向」、「軸方向」、「周方向」、「前方」及び「後方」のような方向に関する用語は、図１に示す配向を参照して用いられるが、単に説明のための便宜的なものにすぎない。
【0016】
なお、ガスタービンエンジン１０並びにその構成要素及び特徴は、特定の配向に限定されるものではない。なお、ガスタービンエンジン１０は、本明細書では、第１のガスタービンエンジン１０又は第２のガスタービンエンジン１０とも呼ばれる。第１のガスタービンエンジン１０は、第２のガスタービンエンジン１０とは異なるモデルのガスタービンエンジンであり、及び／又は第１及び第２のガスタービンエンジン１０は異なる受託製造業者（ＯＥＭ）から入手可能である。好適な第１及び第２のガスタービンエンジン１０として、限定されるものではないが、Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ社（米国サウスカロライナ州グリーンビル）から市販されている５０１Ｆシリーズのガスタービンエンジン、及び別のＯＥＭから市販されている５０１Ｆシリーズのガスタービンエンジンが挙げられる。
【0017】
作動中、空気２６は、圧縮機セクション１２の入口１４に吸い込まれ、漸次圧縮されて、圧縮空気２８が燃焼セクション１８に供給される。圧縮空気２８は燃焼セクション１８に流入し、燃焼器２０で燃料と混合されて可燃性混合物を形成する。可燃性混合物は燃焼器２０で燃焼され、高温ガス３０が発生し、燃焼器２０からタービンノズル３４とタービンブレード３６の第１段３２を横断してタービンセクション２２に流入する。高温ガス３０は、シャフト２４の軸方向中心線ＣＬに沿ってタービンセクション２２内で結合したタービンブレード３６とタービンノズル３４の交互段落（例えば第１段３２と第１段３２の下流の第２段３３）を流れる際に急激に膨張する。高温ガスからタービンブレード３６の各段に熱エネルギー及び／又は運動エネルギーが伝達されて、シャフト２４を回転させ、機械的仕事を生じる。シャフト２４は、発電機（図示せず）のような負荷と結合して電気を発生し得る。加えて／或いは、シャフト２４を、ガスタービンエンジン１０の圧縮機セクション１２の駆動に用いてもよい。
【0018】
図２は、ガスタービンエンジン１０（図１参照）に結合した例示的なノズルセグメント１００の側面図である。例示的な実施形態では、ノズルセグメント１００は、外側ケーシング１７に結合している。外側ケーシング１７は、タービンセクション２２（図１参照）を少なくとも部分的に取り囲む。図１及び図２に概略を示す外側ケーシング１７は、タービンシェル、及びタービンシェルに結合した外側タービン部品（例えばシュラウドなど）を含んでいてもよい。ノズルセグメント１００は、外側ケーシング１７のタービンシェル及び／又はシュラウドに結合し得る。或いは、外側ケーシング１７は、外側タービン部品なしでタービンシェルを含んでいてもよく、ノズルセグメント１００は、外側ケーシング１７のタービンシェルに直接結合し得る。外側ケーシング１７は、本明細書では、外側支持体１７又は支持体１７ともいう。
【0019】
図２に示すように、外側ケーシング１７は、ある軸方向距離で互いに離間した周方向に延在するレール３８，４０を含む。レール３８，４０は、各々、外側ケーシング１７の内側表面４２から半径方向下方に延在する。さらに具体的には、各レール３８，４０は、外向きに延びるレッジ４４，４６まで半径方向下方に延在する。レール３８，４０は各々外側ケーシング１７に結合してもよいし、或いはレール３８，４０の一方又は両方は外側ケーシング１７と一体に形成してもよい。レール３８及び４０は各々外側ケーシング１７に結合した複数のレール３８及び４０を含んでいてもよく、複数のレール３８は周方向に互いに離間し、複数のレール４０は周方向に互いに離間する。例示的な実施形態では、レール３８及び４０は、外側ケーシング１７に結合し、かつ周方向に外側ケーシング１７を横断して配置される隔離リングの形態である。レール３８及び４０の数は、タービンノズル３４の一段を形成するために外側ケーシング１７に結合するノズルセグメント１００の数を好適に補完し得る。他の実施形態では、レール３８及び／又は４０は、外側ケーシング１７に結合した又は外側ケーシング１７と一体に形成された単一部品であってもよく、周方向に外側ケーシング１７を実質的に完全に横断するように延在する。レール３８及び４０の外向きに延びるレッジ４４及び４６は、ノズルセグメント１００を外側ケーシング１７に結合できるようにする。
【0020】
外側ケーシング１７は、半径方向下方に延在する回転防止エレメント４８（例えばブロック、ピン又はラグ）も含む。回転防止エレメント４８は、外側ケーシング１７に結合してもよいし、或いは外側ケーシング１７と一体に形成してもよい。回転防止エレメント４８は周方向に互いに離間する。例示的な実施形態では、各回転防止エレメント４８は、レール４０の１つに隣接して配置される。回転防止エレメント４８は、付加的及び／又は代替的に、レール３８の１つに隣接して配置してもよい。回転防止エレメント４８の寸法、形状及び周方向間隔及び位置は、以下でさらに詳しく説明する通り、外側ケーシング１７に結合するノズルセグメント１００の適切な構成を決定する。回転防止エレメント４８は、タービンセクション２２内のノズルセグメント１００の周方向位置を維持するのを容易にし、ガスタービンエンジン１０内のノズルセグメント１００の設置及び操作に関連するエラー、誤用及び／又は故障の機会を低減する。
【0021】
例示的なノズルセグメント１００は、半径方向に内側バンド１０４と外側バンド１０６の間に延在する１以上のベーン１０２を含む。ノズルセグメント１００は、ガスタービンエンジン１０のタービンセクション２２（図１参照）内のタービンノズル３４の一段落を形成するノズルセグメント１００のアレイの１つとして実装し得る。例示的な実施形態では、ノズルセグメント１００は、タービンノズル３４第１段３２及び関連するタービンブレード３６の下流にあるタービンノズル３４の第２段３３に含まれる。付加的及び／又は代替的に、ノズルセグメント１００は、燃焼セクション１８のすぐ下流のタービンノズル３４の第１段３２、及び／又はタービンノズル３４の後段（例えばタービンノズル３４の第３段）に含まれていてもよい。ノズルセグメント１００は、外側ケーシング１７に環状アレイとして結合した複数のノズルセグメント１００からなる円弧状セグメント１００を形成して、ノズルセグメント１００のベーン１０２がシャフト２４（図１参照）を取り囲み、ロータ上のタービンブレード３６の列が公知の様式で静止ノズル３４の両側に位置する。ノズルセグメント１００は、タービンセクション２２内でシャフト２４の周りで周方向に延在する内側支持リング（図示せず）にも、内側バンド１０４を介して結合している。ノズルセグメント１００の構成要素及び特徴について説明するために用いられる「半径方向」、「軸方向」、「周方向」、「前方」及び「後方」のような方向に関する用語は、ノズルセグメント１００をガスタービンエンジン１０に結合したときに、図１及び図２に示す配向を参照して用いられる。これらの用語は、単に説明のための便宜的なものにすぎない。ノズルセグメント１００並びにその構成要素及び特徴は、特定の配向に限定されるものではない。
【0022】
さらに図３を参照すると、例示的な実施形態では、ノズルセグメント１００は、内側バンド１０４と外側バンド１０６の間に延在する一対の（２つの）周方向に隣接するベーン１０２を含んでおり、ダブレットノズルセグメント１００とも呼ばれる。他の実施形態では、例えば、ノズルセグメント１００はシングレットノズルセグメント１００（すなわち、内側バンド１０４と外側バンド１０６の間に延在する単一の（１つの）ベーン１０２を含むもの）であってもよいし、或いはノズルセグメント１００はトリプレットノズルセグメント１００（すなわち、内側バンド１０４と外側バンド１０６の間に延在する３つの隣接するベーン１０２を含むもの）であってもよい。ノズルセグメント１００がダブレットノズルセグメント１００である実施形態では、ベーン１０２と内側バンド１０４と外側バンド１０６は、ノズルセグメント１００がベーン１０２と内側バンド１０４と外側バンド１０６との間で４節リンクを画成するように一体的に形成される。同様に、トリプレットノズルセグメント１００の場合、ベーン１０２と内側バンド１０４と外側バンド１０６は、ノズルセグメント１００が５節リンク機構を画成するように一体に形成される。例えば、ベーン１０２、内側バンド１０４及び外側バンド１０６は、成形、鋳造、積層造形その他の適切な製造プロセスによって製造される。
【0023】
いくつかの実施形態では、ベーン１０２は、内側バンド１０４及び／又は外側バンド１０６と一体でなくてもよい。例えば、ベーン１０２と内側バンド１０４及び／又は外側バンド１０６との間の連結を分割してもよい。連結分割は、それまで一体化されていたベーン１０２と内側バンド１０４及び／又は外側バンド１０６とを（例えば放電加工、電極切断、数値制御加工その他の適切な技術によって）切り離すことによって達成し得る。或いは、周方向に隣接するノズルセグメント１００の内側バンド１０４及び外側バンド１０６の周方向端部を包接又は団結させて、ダブレット又はトリプレットノズルセグメント１００を形成してもよく、内側バンド１０４及び外側バンド１０６の隣接する周方向端部間の境界が、ダブレット又はトリプレットノズルセグメント１００における分割を画成する。
【0024】
図２に示すように、ノズルセグメント１００は、燃焼セクション１８側の前方端又は前端１０８と、反対側の後方又は後端１１０とを有する。上述の通り、例示的な実施形態では、ノズルセグメント１００はタービンノズル３４の第２段３３に含まれ、ガスタービンエンジン１０の組立ての際に、前端１０８は、その上流側のタービンブレード３６の第１段３２に向かい合う。ノズルセグメント１００のベーン１０２は、各々、前端１０８に隣接して半径方向に内側及び外側バンド１０４，１０６間に延在する前縁１１２と、後端１１０に隣接して半径方向に内側及び外側バンド１０４，１０６間に延在する後縁１１４とを有する。ベーン１０２は、前縁１１２と後縁１１４の間に延在する対向する側壁１１３，１１５も含む。側壁１１３は略凹状の輪郭であり、側壁１１５は略凸状の輪郭である。凹状側壁１１３及び反対側の凸状側壁１１５は、一緒に、前縁１１２と後縁１１４の間でベーン１０２の略円弧状の輪郭を画成する。ベーン１０２は、半径方向内側端部１１６及び半径方向外側端部１１８も含む。内側バンド１０４はベーン１０２の半径方向内側端部１１６から延在しており、外側バンド１０６はベーン１０２の半径方向外側端部１１８から延在している。図３に示すように、内側バンド１０４及び外側バンド１０６は実質的に円弧形状であり、周方向に延在してノズルセグメント１００の円弧形状を画成する。
【0025】
図２及び図３を参照すると、外側バンド１０６は、ベーン１０２の半径方向外側端部１１８から延在する内側表面１２０と、内側表面１２０と反対側の外側表面１２２とを含む。外側バンド１０６は、外側表面１２２から半径方向外側に延在し、周方向に外側表面１２２を横断して延在するフックシステム１２４も含む。フックシステム１２４は、ノズルセグメント１００をタービンセクション２２内の外側ケーシング１７に結合できるようにする。さらに具体的には、例示的な実施形態では、フックシステム１２４は、第１のフック１２６及び第２のフック１２８を含む。第１のフック１２６及び第２のフック１２８の各々は、外側表面１２２から半径方向外側に延在しおり、周方向に外側表面１２２を横断して延在している。第１のフック１２６は、レール４０のレッジ４６と係合するように配向し、第２のフック１２８は、レール３８のレッジ４４と係合するように配向している。第１のフック１２６とレッジ４６との係合は、ノズルセグメント１００が外側ケーシング１７に対して一方の軸方向に固定された状態に維持でき、第２のフック１２８とレッジ４４との係合は、ノズルセグメント１００が外側ケーシング１７に対して別の軸方向に固定された状態に維持し得る。
【0026】
例示的な実施形態では、図２に示すように、第１のフック１２６は、ノズルセグメント１００の前方への軸方向移動を制限するため、前方（つまり燃焼セクション１８に向かって）に延在してレッジ４６と係合し、第２のフック１２８は、ノズルセグメント１００の後方への軸方向移動を制限するため、後方（すなわち、前方とは逆向き）に延在してレッジ４６と係合する。第１のフック１２６とレッジ４６との係合及び／又は第２のフック１２８とレッジ４４との係合は、ガスタービンエンジン１０の運転中の熱サイクルの際の膨張及び収縮に適応するため、外側ケーシング１７に対するノズルセグメント１００の若干の軸方向移動を許容し得る。
【0027】
第１のフック１２６及び第２のフック１２８は、ある軸方向距離で互いに離間して配置される。例示的な実施形態では、第１のフック１２６は、ノズルセグメント１００の後端１１０に隣接して位置し、第２のフック１２８は、ノズルセグメント１００の前端１０８に隣接して位置する。第１のフック１２６及び第２のフック１２８の位置及び／又は配向は、外側ケーシング１７の構成に応じて、さらに具体的には、レール３８及び４０の構成及び軸方向間隔に応じて変更し得る。好適には、第１のフック１２６及び第２のフック１２８は、異なるモデルのガスタービンエンジン１０内にノズルセグメント１００を結合できるようにする。さらに具体的には、第１のフック１２６及び第２のフック１２８は、異なるタイプのガスタービンエンジン１０のタービンセクション２２内にノズルセグメント１００を結合させるため、外側ケーシング１７から延在するレール３８，４０と係合するように構成される。例えば、一実施形態では、ノズルセグメント１００は、Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ社製のガスタービンエンジン１０の少なくとも第１のモデル及び第２のモデルに設置し得る。別の実施形態では、ノズルセグメント１００は、Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ社から市販の第１のモデルのガスタービンエンジン１０（例えば５０１Ｆシリーズガスタービンエンジン）の１以上のモデル、及び別のタービンエンジンＯＥＭから市販の第２のモデルのガスタービンエンジン１０（例えば５０１Ｆシリーズガスタービンエンジン）に設置し得る。
【0028】
続けて図２及び図３を参照すると、例示的な実施形態では、第１のフック１２６は、第１のフック１２６に画成されたスロット１３０を含む。スロット１３０は、適当な機械加工技術（例えば放電加工、電極切断、数値制御加工その他の適切な技術）によって第１のフック１２６の一部を除去することによって、第１のフック１２６に形成される。スロット１３０は、ノズルセグメント１００を外側ケーシング１７に結合するときに、外側ケーシング１７（図２参照）の回転防止エレメント４８と整列して回転防止エレメント４８を受け入れるような、寸法、形状、及び第１のフック１２６に沿った周方向位置に構成される。上述の通り、外側ケーシング１７は、周方向に互いに離間してレール４０に隣接して配置される回転防止エレメント４８を含んでおり、回転防止エレメント４８の寸法、形状並びに周方向間隔及び位置は、外側ケーシング１７に結合するノズルセグメント１００の適切な構成を決定する。スロット１３０は、外側ケーシング１７から延在する回転防止エレメント４８の位置と実質的に合致し、従って係合するように、第１のフック１２６に画成される。第１のフック１２６に画成されたスロット１３０がないと、ノズルセグメント１００は外側ケーシング１７に結合できない。こうして、回転防止エレメント４８及びスロット１３０は、例えば、外側ケーシング１７とのノズルセグメント１００の不適切な結合又はガスタービンエンジン１０に適さないノズルセグメント１００の使用による、ガスタービンエンジン１０内のノズルセグメント１００の設置及び操作に関連するエラー、誤用及び／又は故障の機会の低減に資する。いくつかの実施形態では、スロット１３０は、付加的及び／又は代替的に第２のフック１２８に形成し得る。例えば、いくつかの実施形態では、スロット１３０は、レール３８に隣接して配置し得る回転防止エレメント４８を受け入れるため、第２のフック１２８に好適に形成し得る。
【0029】
スロット１３０及び回転防止エレメント４８は、ガスタービンエンジン１０の運転中のノズルセグメント１００の周方向移動の防止も役立つ。特に、各スロット１３０は、スロット１３０内に入る回転防止エレメント４８と係合する周方向荷重面１３２と共に形成される。回転防止エレメント４８と周方向荷重面１３２との係合は、ガスタービンエンジン１０の運転中に、ベーン１０２（特にベーン１０２の凹面側壁１１３）を横断して流れる高温ガスによって起こりかねないノズルセグメント１００の周方向の動きを制限又は防止する。例示的な実施形態では、複数のスロット１３０は、それらのスロット１３０が実質的に同じ深さＨ１、Ｈ２及びＨ３をもつように、第１のフック１２６に画成される（図５参照）。各周方向荷重面１３２の半径方向高さは、それぞれのスロット１３０の深さＨ１、Ｈ２及びＨ３に対応する。このように、周方向荷重面１３２は、各々実質的に同じ半径方向高さで形成される。他の実施形態では、スロット１３０は、外側ケーシング１７の回転防止エレメント４８の寸法及び／又は形状に応じて、異なる深さＨ１、Ｈ２及びＨ３を有していてもよい。
【0030】
加えて、例示的な実施形態では、スロット１３０は、回転防止エレメント４８の構成が異なる複数の外側ケーシング１７にノズルセグメント１００を結合できるようにする。複数のスロット１３０は、スロット１３０の少なくとも１つが第１の外側ケーシング１７の回転防止エレメント４８を受け入れ、スロット１３０の別の１以上のスロット１３０が、第１の外側ケーシング１７とは回転防止エレメントの構成が異なる第２の外側ケーシング１７の回転防止エレメント４８を受け入れるように、第１のフック１２６の適切な周方向位置に画成される。第１の外側ケーシング１７は、第１のタイプのガスタービンエンジン１０に使用することができ、第２の外側ケーシング１７は、異なる第２のタイプのガスタービンエンジン１０に使用することができる。その結果、ノズルセグメント１００は、異なる第１及び第２のタイプのガスタービンエンジン１０に結合できる。
【0031】
さらに図４及び図５を参照すると、例示的な実施形態では、スロット１３０は、第１のスロット１３０ａ、第２のスロット１３０ｂ及び第３のスロット１３０ｃを含む。代替的な実施形態では、スロット１３０の寸法、相対位置及び配向が異なっていてもよい。さらに、他の実施形態では、ノズルセグメント１００は、３超のスロット１３０又は３未満のスロット１３０と共に形成し得る。第１のスロット１３０ａ、第２のスロット１３０ｂ及び第３のスロット１３０ｃの各々は周方向荷重面１３２を含んでおり、外側ケーシング１７の回転防止エレメント４８を受け入れるような寸法、形状及び配向を有する。例示的な実施形態では、第１のスロット１３０ａは、第１の回転防止エレメント構成を有する第１の外側ケーシング１７の回転防止エレメント４８を受け入れるような寸法、形状及び配向を有する。第２のスロット１３０ｂ及び第３のスロット１３０ｃは、第１の回転防止エレメント構成とは異なる第２の回転防止エレメント構成を有する第２の外側ケーシング１７の回転防止エレメント４８を受け入れるような寸法、形状及び配向を有する。第１の外側ケーシング１７は第１のモデルのガスタービンエンジン１０に含まれ、第２の外側ケーシング１７は第２のモデルのガスタービンエンジン１０に含まれていてもよい。
【0032】
ノズルセグメント１００を第１の外側ケーシング１７に結合すると、第１のスロット１３０ａに入り込んだ回転防止エレメント４８は、第１のスロット１３０ａの周方向荷重面１３２と係合する。第２のスロット１３０ｂ及び第３のスロット１３０ｃは、第１の外側ケーシング１７の回転防止エレメント４８を受け入れないので、ノズルセグメント１００を第１の外側ケーシング１７に結合したときに、第２のスロット１３０ｂ及び第３のスロット１３０ｃの周方向荷重面１３２は回転防止エレメントと係合しない。ノズルセグメント１００を第２の外側ケーシング１７に結合すると、第２のスロット１３０ｂ及び第３のスロット１３０ｃにそれぞれ入り込んだ回転防止エレメント４８が、第２のスロット１３０ｂ及び第３のスロット１３０ｃの周方向荷重面１３２と係合する。さらに、ノズルセグメント１００を第２の外側ケーシング１７に結合するとき、第２のスロット１３０ｂ及び第３のスロット１３０ｃの一方又は両方が回転防止エレメント４８を受け入れるようにしてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、第２の外側ケーシング１７の第２の回転防止エレメント構成は、ノズルセグメント１００の第２及び第３のスロット１３０ｂ及び１３０ｃの各々に２つの回転防止エレメント４８が受け入れられる位置にあるものであってもよい。或いは、いくつかの実施形態では、第２の外側ケーシング１７の第２の回転防止エレメント構成は、１つの回転防止エレメント４８が、ノズルセグメント１００の第２及び第３のスロット１３０ｂ及び１３０ｃの一方に受け入れられる位置にあるものであってもよい。第２の回転防止エレメント構成が各ノズルセグメント１００に対して１つの回転防止エレメント４８を含む実施形態では、回転防止エレメント４８の位置は、第２の外側ケーシング１７に結合したノズルセグメント１００の幾つかが第２のスロット１３０ｂによって回転防止エレメント４８を受け入れ、第２の外側ケーシング１７に結合したノズルセグメント１００の他のものが第３のスロット１３０ｃによって回転防止エレメント４８を受け入れるように交互であってもよい。第１のスロット１３０ａは、外側ケーシング１７の第２の回転防止エレメント４８を受け入れないので、ノズルセグメント１００を第２の外側ケーシング１７に結合する場合には、第１のスロット１３０ａの周方向荷重面１３２は回転防止エレメントと係合しない。
【0033】
上述の通り、第１のスロット１３０ａ、第２のスロット１３０ｂ及び第３のスロット１３０ｃの寸法、形状及び配向は、異なるタイプのガスタービンエンジン１０内にノズルセグメント１００を結合できるようにするために、異なるタイプの外側ケーシング１７の回転防止エレメント構成と実質的にマッチする。例示的な実施形態では、第１の外側ケーシング１７の回転防止エレメント４８を受け入れる第１のスロット１３０ａは、第１のフック１２６において、第１のフック１２６の中間部分に近接して画成される。第２及び第３のスロット１３０ｂ及び１３０ｃは、第１のフック１２６において、第１のスロット１３０ａの両側に画成される。図５に示すように、スロット１３０ａ～１３０ｃの各々は、それぞれ、深さＨ１、Ｈ２及びＨ３を有する。深さＨ１は、第１のスロット１３０ａの周方向荷重面１３２の半径方向高さに相当する。深さＨ２は、第２のスロット１３０ｂの周方向荷重面１３２の半径方向高さに相当する。深さＨ３は、第３のスロット１３０ｂの周方向荷重面１３２の半径方向高さに相当する。例示的な実施形態では、スロット１３０ａ～１３０ｃの深さＨ１、Ｈ２及びＨ３は実質的に同一であり、スロット１３０ａ～１３０ｃの周方向荷重面１３２は各々実質的に同じ半径方向高さを有する。他の実施形態では、スロット１３０ａ～１３０ｃは、ノズルセグメント１００を適切に結合できる様々なタイプの外側ケーシング１７の回転防止エレメント４８の寸法及び／又は形状に応じて、様々な深さ及び／又は位置を有し得る。
【0034】
図４及び図５を参照すると、スロット１３０ａ～１３０ｃは、ノズルセグメント１００を適切に結合できる外側ケーシング１７の１つの回転防止エレメント４８を受け入れる適切な周方向距離を有する。例示的な実施形態では、第１のスロット１３０ａ及び第２のスロット１３０ｂは、それぞれ、第３のスロット１３０ｃの周方向距離Ｄ３よりも大きい周方向距離Ｄ１及びＤ２を有する。第１のスロット１３０ａ及び第２のスロット１３０ｂのそれぞれの周方向距離Ｄ１及びＤ２は、例示的な実施形態では、ほぼ等しい。他の実施形態では、スロット１３０ａ～１３０ｃは、異なるタイプの外側ケーシング１７にノズルセグメント１００を結合できるようにするために、各々任意の適切な周方向距離Ｄ１、Ｄ２及びＤ３を有し得る。例えば、周方向距離Ｄ１、Ｄ２及びＤ３は、ノズルセグメント１００を適切に結合できる異なるタイプの外側ケーシング１７の回転防止エレメント４８の寸法及び／又は形状に応じて変更し得る。
【0035】
例示的な実施形態では、スロット１３０ａ～１３０ｃの周方向距離Ｄ１、Ｄ２及びＤ３の合計は、好適には、第１のフック１２６の全周方向距離の比較的低い割合である。これによって、第１のフック１２６が本明細書に記載の通り機能できるように第１のフック１２６とレッジ４６との十分な係合を維持するために、第１のフック１２６から除去される材料の量は最小限となる。図４に示すように、第１のフック１２６は、周方向に外側表面１２２を横断して延在し、第１の周方向端部１３４と第２の周方向端部１３６の間の周方向距離Ｄ４を有する。好適には、スロット１３０ａ～１３０ｃの距離Ｄ１、Ｄ２及びＤ３の合計は、第１のフック１２６の周方向距離Ｄ４の約３５％未満であり、例えば周方向距離Ｄ４の約３０％未満、周方向距離Ｄ４の約２５％未満、周方向距離Ｄ４の約２０％未満、周方向距離Ｄ４の約１５％未満、第１のフック１２６の周方向距離Ｄ４の約１０％未満、或いは第１のフック１２６の周方向距離Ｄ４の約５％未満である。例えば、スロット１３０ａ～１３０ｃの距離Ｄ１、Ｄ２及びＤ３の合計は、第１のフック１２６の周方向距離Ｄ４の約１％～約４０％であり、例えば、第１のフック１２６の周方向距離Ｄ４の約１％～約３０％、約１％～約２５％、約１％～約２０％、約１％～約１５％又は約１％～約１０％である。
【0036】
図６は、ガスタービンエンジン１０（図１参照）を組み立てる例示的な方法２００のフローチャートである。図１～図５も参照すると、ガスタービンエンジン１０は、タービンセクション２２内で周方向に延在する外側ケーシング又は支持体１７を含む。外側ケーシング１７は、外側ケーシング１７の内側表面４２から半径方向下方に各々延在するレール３８，４０を含む。各レール３８及び４０は、それぞれ外向きに延びるレッジ４４及び４６まで半径方向下方に延在する。外側ケーシング１７は、半径方向下方に延在する回転防止エレメント４８（例えばブロック、ピン又はラグ）であって、周方向に互いに離間し、かつレール４０に隣接して位置する回転防止エレメント４８も含む。本方法は、例示的なノズルセグメント１００を外側ケーシング１７に結合するステップ２０２を含む。ノズルセグメント１００は、半径方向に内側バンド１０４と外側バンド１０６の間に延在する１以上のノズルベーン１０２を含む。外側バンド１０６は、外側表面１２２と、外側表面１２２から半径方向外側に延在するフックシステム１２４とを含む。フックシステム１２４は、外側表面１２２から半径方向外側に延在し、かつ周方向に外側表面１２２を横断して延在する第１のフック１２６を含む。第１のフック１２６は、第１のフック１２６に画成されたスロット１３０を含む。スロット１３０は、少なくとも第１のスロット１３０ａ及び第２のスロット１３０ｂを含む。第１のスロット１３０ａ及び第２のスロット１３０ｂの各々は、周方向荷重面１３２と共に形成される。
【0037】
例示的な方法２００では、レール４０のレッジ４６と係合する第１のフック１２６を用いて、ノズルセグメント１００を外側ケーシング１７に結合させる（ステップ２０２）。第１のフック１２６は、好適には、レッジ４６と係合するように配向している。例示的な実施形態では、ノズルセグメント１００を外側ケーシング１７に結合する（ステップ２０２）ときに、第１のフック１２６は前方に（すなわち、ガスタービンエンジンの燃焼セクション１８に向かって）向くように配向している。ノズルセグメント１００のフックシステム１２４は、外側表面１２２から半径方向外側に延在し、かつ周方向に外側表面１２２を横断して延在する第２のフック１２８も含むことができる。ノズルセグメント１００は、レール３８のレッジ４４と係合する第２のフック１２８を用いて、外側ケーシング１７に結合させてもよい（ステップ２０２）。第２のフック１２６は、レッジ４４と係合するように配向し得る。例えば、第２のフック１２８は、ノズルセグメント１００を外側ケーシング１７に結合する（ステップ２０２）ときに、後方（すなわち、前方とは逆向き）に向くように配向し得る。
【0038】
例示的な方法２００は、第１のスロット１３０ａ及び第２のスロット１３０ｂの一方の周方向荷重面１３２を外側ケーシング１７の回転防止エレメント４８と係合させるステップ２０４又は２０６を含む。上述の通り、第１のフック１２６に画成されたスロット１３０は、回転防止エレメント構成の異なる外側ケーシング１７を有する異なるモデルのガスタービンエンジン１０にノズルセグメント１００を結合（２０２）できるように構成されている。例示的な方法２００では、第１の回転防止エレメント構成を有する第１の外側ケーシング１７にノズルセグメント１００を結合する（ステップ２０２）場合、方法２００は、ノズルセグメント１００を外側ケーシング１７に結合する際に第１のスロット１３０ａ内に第１の外側ケーシング１７の回転防止エレメント４８を受け入れることを含んでおり、回転防止エレメント４８が第１のスロット１３０ａの周方向荷重面１３２と係合する（ステップ２０４）。回転防止エレメント４８が第１のスロット１３０ａの周方向荷重面１３２と係合する（ステップ２０４）ように、第１のタイプの外側ケーシング１７にノズルセグメント１００を結合する（ステップ２０２）場合、第２のスロット１３０ｂは第１の外側ケーシング１７と係合しない。第２のスロット１３０ｂは、異なる第２の外側ケーシング１７の回転防止エレメント４８を受け入れるような寸法、形状及び配向を有する。第２の外側ケーシング１７は、第１の外側ケーシング１７の第１の回転防止エレメント構成とは異なる第２の回転防止エレメント構成を有する。
【0039】
例示的な方法２００では、第２の回転防止エレメント構成を有する第２の外側ケーシング１７にノズルセグメント１００を結合する場合、方法２００は、回転防止エレメント４８が第２のスロット１３０ｂの周方向荷重面１３２と係合するように、第２のスロット１３０ｂ内に外側ケーシング１７の回転防止エレメント４８を受け入れることを含む。回転防止エレメント４８が第２のスロット１３０ｂの周方向荷重面１３２と係合する（ステップ２０６）ように、第２のタイプの外側ケーシング１７にノズルセグメント１００を結合する（ステップ２０２）場合、第１のスロット１３０ａは第２の外側ケーシング１７と係合しない。
【0040】
いくつかの実施形態では、第１のフック１２６は、周方向荷重面１３２を含む第３のスロット１３０ｃを含んでいてもよい。第３のスロット１３０ｃは、外側ケーシング１７の第２の回転防止エレメント４８を受け入れるような寸法、形状及び配向を有する。そこで、これらの実施形態では、回転防止エレメント４８が第１のスロット１３０ａの周方向荷重面１３２と係合する（ステップ２０４）ように、第１の外側ケーシング１７にノズルセグメント１００を結合する（ステップ２０２）場合、第２のスロット１３０ｂ及び第３のスロット１３０ｃは、第１の外側ケーシング１７と係合しない。同様に、これらの実施形態では、回転防止エレメント４８が第２のスロット１３０ｂの周方向荷重面１３２と係合２０６及び／又は回転防止エレメント４８が第３のスロット１３０ｃの周方向荷重面１３２と係合する（ステップ２０６）ように、第２の外側ケーシング１７にノズルセグメント１００を結合する（ステップ２０２）場合、第１のスロット１３０ａは第２の外側ケーシング１７と係合しない。
【0041】
本明細書に記載の実施形態は、回転機械（例えばガスタービンエンジン）で使用するためのノズルセグメントに関する。例示的なノズルセグメントは、複数の異なるモデルの回転機械での使用に適している。特に、例示的なノズルセグメントは、回転機械の第１のモデルのタービンセクション内の支持体にノズルセグメントを結合するためのフックを含んでおり、フックは、異なるタイプの回転機械間で構成が異なる異なるタイプの支持体に例示的なノズルセグメントを結合できるようにする。例示的なノズルセグメントのフックには、回転防止エレメント構成の異なる外側支持体から延在する回転防止エレメント（例えばブロック、ピン又はラグ）を受け入れるように適合した複数のスロットが画成される。回転防止エレメントの構成は、ノズルセグメントを支持体に結合できるようにするため、スロット付フック構成と合致していなければならない。こうして、複数の異なる回転防止エレメント構成に合致する複数のスロットがフックに形成されている例示的なノズルセグメントは、同じノズルセグメントを回転機械の異なるモデルに結合できるようにする。例示的なノズルセグメントのスロット付フックは、各回転機械のタービンセクション内のノズルセグメントの周方向位置を維持し、各回転機械内のノズルセグメントの設置及び操作に関連するエラー、誤用及び／又は故障の機会を低減する。例示的なノズルセグメントは、ノズルセグメントとの使用するのに適した回転機械の数の順応性を高めるという追加の利点をもたらし、回転機械の組立て及び／又は修理に利用できるノズルセグメントの数を増やすことができる。例示的なノズルセグメントは、回転機械の組立て及び／又は修理に付随するダウンタイム及びメンテナンスコスト並びに回転機械で使用し得るノズルセグメントの製造に付随する材料コストの削減に役立つ。
【0042】
別途記載されてない限り、本明細書で用いられる「略」、「実質的に」及び「約」のような近似的文言は、それらによって修飾される用語が、当業者には明らかなように、絶対的又は完全な度合いではなく、専ら近似的な度合いに適用されることを示す。従って、「約」、「略」及び「実質的に」のような近似的用語は、記載された厳密な数値に限定されない。少なくとも幾つかの事例では、近似表現は、その値を測定する機器の精度に対応する。さらに、本願で用いられる「第１」、「第２」などの用語は、標識にすぎず、これらの用語が付されたものに順序、位置的又は階層的要件を課すものではない。さらに、例えば、「第２」のものについて言及する場合、「第１」又はさらに小さい番号のもの或いは「第３」又はそれを超える番号のものの存在を、必須とするものでも、除外するものでもない。
【0043】
単数形で記載したものであっても、前後関係から別途明らかでない限り、複数の場合も含めて意味する。「任意」又は「適宜」という用語は、その用語に続いて記載された事象又は状況が起きても起きなくてもよいことを意味しており、かかる記載はその事象が起こる場合と起こらない場合とを包含する。さらに、「一実施形態」という場合、記載された特徴を備える追加の実施形態の存在を除外するものとして解釈すべきではない。さらに、別途明示しない限り、ある特性を有する１以上の構成要素を「含む」又は「有する」実施形態は、その特性を有さない追加の構成要素を含んでいてもよい。
【0044】
以上の説明は例示にすぎず、開示した発明の技術的範囲を逸脱せずに、記載された実施形態に様々な変更を加えることができることは当業者には明らかであろう。本発明の技術的範囲に属する変更は、本開示内容に照らして当業者には自明であり、かかる変更も特許請求の範囲に記載された技術的範囲に属する。
【0045】
本開示技術のその他の態様を、以下の実施態様項に示す。
［実施態様項１］
タービンエンジンで使用するためのノズルセグメントであって、当該ノズルセグメントが、内側バンドと、内側表面及び内側表面と反対側の外側表面を含む外側バンドと、外側表面から半径方向外側に延在し、かつ周方向に外側表面を横断して延在するフックと、半径方向に内側バンドと外側バンドの間に延在する１以上のノズルベーンとを備えており、フックが、第１のタービンエンジン内の第１の支持体及び第２のタービンエンジン内の第２の支持体に選択的に結合するように配向しており、フックが、該フックに画成された複数のスロットを含んでいて、前記スロットの第１のものが第１の周方向荷重面を含んでおり、前記スロットの第２のものが第２の周方向荷重面を含んでおり、ノズルセグメントを第１のタービンエンジンに結合する場合、第１の周方向荷重面は、第１のタービンエンジン内の回転防止エレメントと係合するが、第２の周方向荷重面は回転防止エレメントと係合せず、ノズルセグメントを第２のタービンエンジンに結合する場合、第２の周方向荷重面は、第２のタービンエンジン内の回転防止エレメントと係合するが、第１の周方向荷重面は回転防止エレメントと係合しない、ノズルセグメント。
［実施態様項２］
当該ノズルセグメントが、内側バンドと外側バンドの間に延在する２以上のノズルベーンを含む、実施態様項１に記載のノズルセグメント。
［実施態様項３］
ノズルベーンが外側バンド及び内側バンドと一体に形成されている、実施態様項２に記載のノズルセグメント。
［実施態様項４］
当該ノズルセグメントを第１及び第２のタービンエンジンの各々に結合するとき、フックが前方に配向する、実施態様項１乃至実施態様項３のいずれか１項に記載のノズルセグメント。
［実施態様項５］
前記フックが第１のフックであり、当該ノズルセグメントが、外側表面から半径方向外側に延在する第２のフックを備えており、第２のフックが、第１のタービンエンジン内の第１の支持体及び第２のタービンエンジン内の第２の支持体に結合するように配向している、実施態様項１乃至実施態様項４のいずれか１項に記載のノズルセグメント。
［実施態様項６］
当該ノズルセグメントを第１及び第２のタービンエンジンの各々に結合するときに、第１のフックが前方に配向し、第２のフックが後方に配向する、実施態様項５に記載のノズルセグメント。
［実施態様項７］
タービンエンジンで使用するためのノズルセグメントであって、当該ノズルセグメントが、内側バンドと、内側表面及び内側表面と反対側の外側表面を含む外側バンドと、外側表面から半径方向外側に延在し、かつ周方向に外側表面を横断して延在する第１のフックと、半径方向に内側バンドと外側バンドの間に延在する一対のノズルベーンとを備えており、第１のフックが、タービンエンジン内の支持体に結合するように配向しており、複数のスロットが第１のフックに画成されていて、前記スロットの第１のものが第１の周方向荷重面を含んでおり、前記スロットの第２のものが第２の周方向荷重面を含んでおり、前記スロットの第３のものが第３の周方向荷重面を含んでおり、当該ノズルセグメントをタービンエンジンに結合するとき、第１の周方向荷重面、第２の周方向荷重面及び第３の周方向荷重面の少なくとも１つが回転防止エレメントと係合する、ノズルセグメント。
［実施態様項８］
前記タービンエンジンが、第１の回転防止エレメント構成を有する第１のタービンエンジンであり、当該ノズルセグメントを第１のタービンエンジンに結合するとき、第１の周方向荷重面は第１のタービンエンジン内の回転防止エレメントと係合するが、第２及び第３の周方向荷重面は回転防止エレメントと係合しない、実施態様項７に記載のノズルセグメント。
［実施態様項９］
前記タービンエンジンが、第１の回転防止エレメント構成とは異なる第２の回転防止エレメント構成を有する第２のタービンエンジンであり、当該ノズルセグメントを第２のタービンエンジンに結合するとき、第２及び第３の周方向荷重面の少なくとも一方が第２のタービンエンジン内の回転防止エレメントと係合するが、第１の周方向荷重面は回転防止エレメントと係合しない、実施態様項８に記載のノズルセグメント。
［実施態様項１０］
前記スロットの第２及び第３のものが前記スロットの第１のものの両側にある、実施態様項７乃至実施態様項９のいずれか１項に記載のノズルセグメント。
［実施態様項１１］
前記タービンエンジンが、第１の回転防止エレメント構成を有する第１のタービンエンジンであり、当該ノズルセグメントを第１のタービンエンジンに結合するとき、第１の周方向荷重面は第１のタービンエンジン内の回転防止エレメントと係合するが、第２及び第３の周方向荷重面は回転防止エレメントと係合しない、実施態様項１０に記載のノズルセグメント。
［実施態様項１２］
前記タービンエンジンが、第１の回転防止エレメント構成とは異なる第２の回転防止エレメント構成を有する第２のタービンエンジンであり、当該ノズルセグメントを第２のタービンエンジンに結合するとき、第２及び第３の周方向荷重面の少なくとも一方が第２のタービンエンジン内の回転防止エレメントと係合するが、第１の周方向荷重面は回転防止エレメントと係合しない、実施態様項１１に記載のノズルセグメント。
［実施態様項１３］
前記スロットの第１及び第２のものが、各々、前記スロットの第３のものよりも長い周方向距離を有する、実施態様項１０乃至実施態様項１２のいずれか１項に記載のノズルセグメント。
［実施態様項１４］
前記スロットの第１及び第２のものが実質的に等しい周方向距離を有する、実施態様項１３に記載のノズルセグメント。
［実施態様項１５］
第１のフックが、外側表面を横断して第１の周方向端部と第２の周方向端部の間の周方向距離を有しており、前記スロットの合計周方向距離が、第１のフックの周方向距離の約２５％未満である、実施態様項７乃至実施態様項１４のいずれか１項に記載のノズルセグメント。
［実施態様項１６］
タービンエンジンを組み立てる方法であって、当該方法が、タービンエンジン内の支持体にノズルセグメントを結合するステップを含んでおり、ノズルセグメントが、内側バンドと、外側バンドと、半径方向に内側バンドと外側バンドの間に延在する１以上のノズルベーンとを含んでおり、外側バンドが、外側表面と、外側表面から半径方向外側に延在し、かつ周方向に外側表面を横断して延在するフックとを含んでおり、フックが、該フックに画成されたスロットを含んでいて、前記スロットの第１のものが第１の周方向荷重面を含んでおり、前記スロットの第２のものが第２の周方向荷重面を含んでおり、支持体にノズルセグメントを結合するステップが、フックを用いて支持体にノズルセグメントを結合すること、並びに第１の周方向荷重面を支持体の回転防止エレメントと係合させるが、第２の周方向荷重面は支持体と係合しないことと、第２の周方向荷重面を支持体の回転防止エレメントと係合させるが、第１の周方向荷重面は支持体と係合しないこととの一方を含んでいる、方法。
［実施態様項１７］
前記フックが第１のフックであり、外側バンドが、外側表面から半径方向外側に延在し、かつ周方向に外側表面を横断して延在する第２のフックを含んでおり、支持体にノズルセグメントを結合するステップが、第１及び第２のフックを用いて支持体にノズルセグメントを結合することを含んでいる、実施態様項１６に記載の方法。
［実施態様項１８］
前記フックのスロットの第３のものが第３の周方向荷重面を含んでおり、支持体にノズルセグメントを結合するステップが、第１の周方向荷重面を支持体の回転防止エレメントと係合させるが、第２及び第３の周方向荷重面は支持体と係合しないことと、第２及び第３の周方向荷重面の少なくとも１つを支持体の回転防止エレメントと係合させるが、第１の周方向荷重面は支持体と係合しないこととの一方を含んでいる、実施態様項１６に記載の方法。
［実施態様項１９］
第１のタービンエンジン及び第２のタービンエンジン内でノズルセグメントを交換するためのキットであって、第１のタービンエンジンが、第２のタービンエンジンとは異なるモデルであり、当該キットが、内側バンド、外側バンド及び半径方向に内側バンドと外側バンドの間に延在する１以上のノズルベーンを含むノズルセグメントを含んでおり、外側バンドが、外側表面と、外側表面から半径方向外側に延在するフックとを含んでおり、フックが、第１のタービンエンジン内の支持体及び第２のタービンエンジン内の支持体に選択的に結合するように配向しており、フックが、周方向に外側表面を横断して延在しているとともに、該フックに画成された複数のスロットを備えており、前記スロットの第１のものが、ノズルセグメントを第１のタービンエンジンに結合できるようにし、前記スロットの第２のものが、ノズルセグメントを第２のタービンエンジンに結合できるようにする、キット。
［実施態様項２０］
第１のタービンエンジンが第１のエンジン製造業者によって製造され、第２のタービンエンジンが、第１のエンジン製造業者とは異なる第２のエンジン製造業者によって製造される、実施態様項１９に記載のキット。
［実施態様項１］
タービンエンジンで使用するためのノズルセグメントであって、当該ノズルセグメントが、内側バンドと、内側表面及び内側表面と反対側の外側表面を含む外側バンドと、外側表面から半径方向外側に延在し、かつ周方向に外側表面を横断して延在するフックと、半径方向に内側バンドと外側バンドの間に延在する１以上のノズルベーンとを備えており、フックが、第１のタービンエンジン内の第１の支持体及び第２のタービンエンジン内の第２の支持体に選択的に結合するように配向しており、フックが、該フックに画成された複数のスロットを含んでいて、前記スロットの第１のものが第１の周方向荷重面を含んでおり、前記スロットの第２のものが第２の周方向荷重面を含んでおり、ノズルセグメントを第１のタービンエンジンに結合する場合、第１の周方向荷重面は、第１のタービンエンジン内の回転防止エレメントと係合するが、第２の周方向荷重面は回転防止エレメントと係合せず、ノズルセグメントを第２のタービンエンジンに結合する場合、第２の周方向荷重面は、第２のタービンエンジン内の回転防止エレメントと係合するが、第１の周方向荷重面は回転防止エレメントと係合しない、ノズルセグメント。
［実施態様項２］
当該ノズルセグメントが、内側バンドと外側バンドの間に延在する２以上のノズルベーンを含む、実施態様項１に記載のノズルセグメント。
［実施態様項３］
ノズルベーンが外側バンド及び内側バンドと一体に形成されている、実施態様項２に記載のノズルセグメント。
［実施態様項４］
当該ノズルセグメントを第１及び第２のタービンエンジンの各々に結合するとき、フックが前方に配向する、実施態様項１乃至実施態様項３のいずれか１項に記載のノズルセグメント。
［実施態様項５］
前記フックが第１のフックであり、当該ノズルセグメントが、外側表面から半径方向外側に延在する第２のフックを備えており、第２のフックが、第１のタービンエンジン内の第１の支持体及び第２のタービンエンジン内の第２の支持体に結合するように配向している、実施態様項１乃至実施態様項４のいずれか１項に記載のノズルセグメント。
［実施態様項６］
当該ノズルセグメントを第１及び第２のタービンエンジンの各々に結合するときに、第１のフックが前方に配向し、第２のフックが後方に配向する、実施態様項５に記載のノズルセグメント。
［実施態様項７］
タービンエンジンで使用するためのノズルセグメントであって、当該ノズルセグメントが、内側バンドと、内側表面及び内側表面と反対側の外側表面を含む外側バンドと、外側表面から半径方向外側に延在し、かつ周方向に外側表面を横断して延在する第１のフックと、半径方向に内側バンドと外側バンドの間に延在する一対のノズルベーンとを備えており、第１のフックが、タービンエンジン内の支持体に結合するように配向しており、複数のスロットが第１のフックに画成されていて、前記スロットの第１のものが第１の周方向荷重面を含んでおり、前記スロットの第２のものが第２の周方向荷重面を含んでおり、前記スロットの第３のものが第３の周方向荷重面を含んでおり、当該ノズルセグメントをタービンエンジンに結合するとき、第１の周方向荷重面、第２の周方向荷重面及び第３の周方向荷重面の少なくとも１つが回転防止エレメントと係合する、ノズルセグメント。
［実施態様項８］
前記タービンエンジンが、第１の回転防止エレメント構成を有する第１のタービンエンジンであり、当該ノズルセグメントを第１のタービンエンジンに結合するとき、第１の周方向荷重面は第１のタービンエンジン内の回転防止エレメントと係合するが、第２及び第３の周方向荷重面は回転防止エレメントと係合しない、実施態様項７に記載のノズルセグメント。
［実施態様項９］
前記タービンエンジンが、第１の回転防止エレメント構成とは異なる第２の回転防止エレメント構成を有する第２のタービンエンジンであり、当該ノズルセグメントを第２のタービンエンジンに結合するとき、第２及び第３の周方向荷重面の少なくとも一方が第２のタービンエンジン内の回転防止エレメントと係合するが、第１の周方向荷重面は回転防止エレメントと係合しない、実施態様項８に記載のノズルセグメント。
［実施態様項１０］
前記スロットの第２及び第３のものが前記スロットの第１のものの両側にある、実施態様項７乃至実施態様項９のいずれか１項に記載のノズルセグメント。
［実施態様項１１］
前記タービンエンジンが、第１の回転防止エレメント構成を有する第１のタービンエンジンであり、当該ノズルセグメントを第１のタービンエンジンに結合するとき、第１の周方向荷重面は第１のタービンエンジン内の回転防止エレメントと係合するが、第２及び第３の周方向荷重面は回転防止エレメントと係合しない、実施態様項１０に記載のノズルセグメント。
［実施態様項１２］
前記タービンエンジンが、第１の回転防止エレメント構成とは異なる第２の回転防止エレメント構成を有する第２のタービンエンジンであり、当該ノズルセグメントを第２のタービンエンジンに結合するとき、第２及び第３の周方向荷重面の少なくとも一方が第２のタービンエンジン内の回転防止エレメントと係合するが、第１の周方向荷重面は回転防止エレメントと係合しない、実施態様項１１に記載のノズルセグメント。
［実施態様項１３］
前記スロットの第１及び第２のものが、各々、前記スロットの第３のものよりも長い周方向距離を有する、実施態様項１０乃至実施態様項１２のいずれか１項に記載のノズルセグメント。
［実施態様項１４］
前記スロットの第１及び第２のものが実質的に等しい周方向距離を有する、実施態様項１３に記載のノズルセグメント。
［実施態様項１５］
第１のフックが、外側表面を横断して第１の周方向端部と第２の周方向端部の間の周方向距離を有しており、前記スロットの合計周方向距離が、第１のフックの周方向距離の約２５％未満である、実施態様項７乃至実施態様項１４のいずれか１項に記載のノズルセグメント。
［実施態様項１６］
タービンエンジンを組み立てる方法であって、当該方法が、タービンエンジン内の支持体にノズルセグメントを結合するステップを含んでおり、ノズルセグメントが、内側バンドと、外側バンドと、半径方向に内側バンドと外側バンドの間に延在する１以上のノズルベーンとを含んでおり、外側バンドが、外側表面と、外側表面から半径方向外側に延在し、かつ周方向に外側表面を横断して延在するフックとを含んでおり、フックが、該フックに画成されたスロットを含んでいて、前記スロットの第１のものが第１の周方向荷重面を含んでおり、前記スロットの第２のものが第２の周方向荷重面を含んでおり、支持体にノズルセグメントを結合するステップが、フックを用いて支持体にノズルセグメントを結合すること、並びに第１の周方向荷重面を支持体の回転防止エレメントと係合させるが、第２の周方向荷重面は支持体と係合しないことと、第２の周方向荷重面を支持体の回転防止エレメントと係合させるが、第１の周方向荷重面は支持体と係合しないこととの一方を含んでいる、方法。
［実施態様項１７］
前記フックが第１のフックであり、外側バンドが、外側表面から半径方向外側に延在し、かつ周方向に外側表面を横断して延在する第２のフックを含んでおり、支持体にノズルセグメントを結合するステップが、第１及び第２のフックを用いて支持体にノズルセグメントを結合することを含んでいる、実施態様項１６に記載の方法。
［実施態様項１８］
前記フックのスロットの第３のものが第３の周方向荷重面を含んでおり、支持体にノズルセグメントを結合するステップが、第１の周方向荷重面を支持体の回転防止エレメントと係合させるが、第２及び第３の周方向荷重面は支持体と係合しないことと、第２及び第３の周方向荷重面の少なくとも１つを支持体の回転防止エレメントと係合させるが、第１の周方向荷重面は支持体と係合しないこととの一方を含んでいる、実施態様項１６に記載の方法。
［実施態様項１９］
第１のタービンエンジン及び第２のタービンエンジン内でノズルセグメントを交換するためのキットであって、第１のタービンエンジンが、第２のタービンエンジンとは異なるモデルであり、当該キットが、内側バンド、外側バンド及び半径方向に内側バンドと外側バンドの間に延在する１以上のノズルベーンを含むノズルセグメントを含んでおり、外側バンドが、外側表面と、外側表面から半径方向外側に延在するフックとを含んでおり、フックが、第１のタービンエンジン内の支持体及び第２のタービンエンジン内の支持体に選択的に結合するように配向しており、フックが、周方向に外側表面を横断して延在しているとともに、該フックに画成された複数のスロットを備えており、前記スロットの第１のものが、ノズルセグメントを第１のタービンエンジンに結合できるようにし、前記スロットの第２のものが、ノズルセグメントを第２のタービンエンジンに結合できるようにする、キット。
［実施態様項２０］
第１のタービンエンジンが第１のエンジン製造業者によって製造され、第２のタービンエンジンが、第１のエンジン製造業者とは異なる第２のエンジン製造業者によって製造される、実施態様項１９に記載のキット。
【0046】
本開示技術の様々な実施形態の特定の特徴が、ある図面には記載され、他の図面には記載されていないこともあるが、これは便宜上のものにすぎない。開示の原則に則して、ある図面に記載された特徴は、他の図面に記載されたいかなる特徴との組合せとして参照及び／又は特許請求の範囲に記載することができる。
【0047】
本明細書では、本発明を最良の形態を含めて開示するとともに、装置又はシステムの製造・使用及び方法の実施を始め、本発明を当業者が実施できるようにするため、例を用いて説明してきた。本発明の特許性を有する範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者に自明な他の例も包含する。かかる他の例は、特許請求の範囲と文言上の差のない構成要素を有しているか、或いは特許請求の範囲の文言と非本質的な差しかない均等な構成要素を有していれば、特許請求の範囲に記載された技術的範囲に属する。
【符号の説明】
【0048】
１０ ガスタービンエンジン
１２ 圧縮機セクション
１７ 外側ケーシング
１８ 燃焼セクション
２２ タービンセクション
３８，４０ レール
４４，４６ レールのレッジ
４８ 回転防止エレメント
１００ ノズルセグメント
１０２ １０２
１０４ 内側バンド
１０６ 外側バンド
１２０ 外側バンドの内側表面
１２２ 外側バンドの外側表面
１２４ フックシステム
１２６ 第１のフック
１２８ 第２のフック
１３０ スロット
１３２ 周方向荷重面
１３４ 第１の周方向端部
１３６ 第２の周方向端部
１２ 圧縮機セクション
１７ 外側ケーシング
１８ 燃焼セクション
２２ タービンセクション
３８，４０ レール
４４，４６ レールのレッジ
４８ 回転防止エレメント
１００ ノズルセグメント
１０２ １０２
１０４ 内側バンド
１０６ 外側バンド
１２０ 外側バンドの内側表面
１２２ 外側バンドの外側表面
１２４ フックシステム
１２６ 第１のフック
１２８ 第２のフック
１３０ スロット
１３２ 周方向荷重面
１３４ 第１の周方向端部
１３６ 第２の周方向端部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【外国語明細書】