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特許7486957構造的破壊および崩壊が可能な特徴を含む単一本体のタービンシュラウド
(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】
(24)【登録日】2024-05-10
(45)【発行日】2024-05-20
(54)【発明の名称】構造的破壊および崩壊が可能な特徴を含む単一本体のタービンシュラウド
(51)【国際特許分類】
F01D 11/08 20060101AFI20240513BHJP
【ＦＩ】
F01D11/08
【請求項の数】
13
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2020008506
(22)【出願日】2020-01-22
(65)【公開番号】P2020125753
(43)【公開日】2020-08-20
【審査請求日】2022-11-25
(31)【優先権主張番号】16/263,430
(32)【優先日】2019-01-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【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】100129779
【弁理士】
【氏名又は名称】黒川 俊久
(74)【代理人】
【識別番号】100151286
【弁理士】
【氏名又は名称】澤木 亮一
(72)【発明者】
【氏名】ザカリー・ジョン スナイダー
【審査官】山崎 孔徳
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３４７３９１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２３８１８８（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１３／０３２３０３３（ＵＳ，Ａ１）
【文献】国際公開第２００７／０９９８９５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００５－１５５６２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３６３４９９（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特表２０１２－５０７６５８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１７－５２４０８９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００３－５１９７４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－０８１９０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－０４５７０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－２０５３８３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ０１Ｄ ９／０４
Ｆ０１Ｄ １１／０８
Ｆ０２Ｃ ７／２８
Ｆ０２Ｃ ７／１８
Ｆ０１Ｄ ２５／００
Ｆ０１Ｄ ２５／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
タービンシステム（１０）用のタービンシュラウド（１００）であって、前記タービンシュラウド（１００）が、前記タービンシステム（１０）のタービンケーシング（３６）に直接結合された支持部分（１０４）であって、前記支持部分（１０４）が、前方端部（１０６）、前記前方端部（１０６）と反対側に位置する後方端部（１０８）、第１の表面（１２６）及び第２の表面（１２８）を含んでおり、前記第１の表面（１２６）及び前記第２の表面（１２８）が、前記支持部分（１０４）の前記前方端部（１０６）と前記後方端部（１０８）との間に延びている、支持部分（１０４）と、
前記支持部分（１０４）と一体であってかつ前記支持部分（１０４）から離れて延びる中間部分（１３４）であって、前記支持部分（１０４）から離れて垂直に延びる後方セグメント（１３６）、及び前記後方セグメント（１３６）に隣接する、前記支持部分（１０４）の前記第２の表面（１２６）から離れて延びる非線形セグメント（１４２）を含む中間部分（１３４）と、
前記中間部分（１３４）と一体のシール部分（１５４）であって、前方端部（１５６）、前記前方端部（１５６）の反対側に位置する後方端部（１５８）、及び前記前方端部（１５６）と後方端部（１５８）との間に延びる高温ガス経路（ＨＧＰ）表面（１６０）を含むシール部分（１５４）と、
前記支持部分（１０４）と前記シール部分（１５４）に隣接してそれらの間に延びる２つの対向するスラッシュ面（１２０、１２２）と、
前記２つの対向するスラッシュ面（１２０、１２２）の間で、前記支持部分（１０４）、前記中間部分（１３４）、及び前記シール部分（１５４）の少なくとも一部を通って延びるプレナム（２００）であって、前記中間部分（１３４）の前記後方セグメント（１３６）と前記非線形セグメント（１４２）を分離するプレナム（２００）と、
前記中間部分（１３４）の前記後方セグメント（１３６）及び前記非線形セグメント（１４２）と一体に形成された少なくとも１つのブリッジ部材（３００、３０２）であって、前記プレナム（２００）を部分的に通って延びる少なくとも１つのブリッジ部材（３００、３０２）と、
前記中間部分（１３４）を通って延びる前記プレナム（２００）の部分内に形成された少なくとも１つの開口（３０６、３０８）であって、前記少なくとも１つのブリッジ部材（３００、３０２）によって少なくとも部分的に画定される少なくとも１つの開口（３０６、３０８）と
を含む単一本体（１０２）
を含む、タービンシュラウド（１００）。
【請求項2】
前記単一本体（１０２）の前記少なくとも１つのブリッジ部材（３００、３０２）が、前記２つの対向するスラッシュ面（１２０、１２２）の間に等距離に形成された前記プレナム（２００）の中央部分（３０４）を部分的に通って延びる、請求項１に記載のタービンシュラウド（１００）。
【請求項3】
前記単一本体（１０２）が、前記中間部分（１３４）の前記非線形セグメント（１４２）と前記シール部分（１５４）の前記高温ガス経路（ＨＧＰ）表面（１６０）との間に形成された空隙（３１０）であって、前記少なくとも１つのブリッジ部材（３００、３０２）によって少なくとも部分的に画定される空隙（３１０）
をさらに含む、請求項１に記載のタービンシュラウド（１００）。
【請求項4】
前記単一本体（１０２）が、前記シール部分（１５４）の前記後方端部（１５８）に隣接する前記単一本体（１０２）内に延びる少なくとも１つの冷却通路（２０２、２１８、２２６）
をさらに含む、請求項１に記載のタービンシュラウド（１００）。
【請求項5】
前記単一本体（１０２）の前記シール部分（１５４）が、前記シール部分（１５４）の前記後方端部（１５８）に隣接して延びる前記少なくとも１つの冷却通路（２０２、２１８、２２６）と前記シール部分（１５４）の前記後方端部（１５８）との間に形成された後方領域（３１２）であって、前記単一本体（１０２）の前記シール部分（１５４）に加えられる所定の力（Ｆ）に応じて前記後方領域（３１２）の破壊又は変形を促進する所定の寸法（Ｄ１、Ｄ２）を含む後方領域（３１２）
をさらに含む、請求項４に記載のタービンシュラウド（１００）。
【請求項6】
前記単一本体（１０２）が、前記シール部分（１５４）に形成された第１のリブ（２１０）であって、前記プレナム（２００）と、前記シール部分（１５４）の前記前方端部（１５６）と前記後方端部（１５８）との間で前記シール部分（１５４）に延びる第１の冷却通路（２０２）との間に位置してそれらを分離する第１のリブ（２１０）と、
前記シール部分（１５４）の前記前方端部（１５６）に隣接して形成された第２のリブ（２２０）であって、前記第１の冷却通路（２０２）と、前記シール部分（１５４）の前記前方端部（１５６）に隣接する前記シール部分（１５４）内に延びる第２の冷却通路（２１８）との間に位置してそれらを分離する第２のリブ（２２０）と、
前記シール部分（１５４）の前記後方端部（１５８）に隣接して形成された第３のリブ（２２８）であって、前記第１の冷却通路（２０２）と、前記シール部分（１５４）の前記後方端部（１５８）に隣接する前記シール部分（１５４）内に延びる第３の冷却通路（２２６）との間に位置してそれらを分離する第３のリブ（２２８）と
をさらに含み、
前記第１のリブ（２１０）、前記第２のリブ（２２０）、及び前記第３のリブ（２２８）の各々が、前記単一本体（１０２）の前記シール部分（１５４）に加えられる所定の力（Ｆ）に応じて前記第１のリブ（２１０）、前記第２のリブ（２２０）、又は前記第３のリブ（２２８）の少なくとも１つの破壊又は変形を促進する所定の寸法（Ｄ１、Ｄ２）を含む、請求項１に記載のタービンシュラウド（１００）。
【請求項7】
前記単一本体（１０２）の前記少なくとも１つのブリッジ部材（３００、３０２）が、前記支持部分（１０４）と前記シール部分（１５４）との間で、前記中間部分（１３４）の前記後方セグメント（１３６）及び前記非線形セグメント（１４２）と一体に形成された第１のブリッジ部材（３００）であって、前記プレナム（２００）を部分的に通って延びる第１のブリッジ部材（３００）と、
前記第１のブリッジ部材（３００）と前記シール部分（１５４）との間で、前記中間部分（１３４）の前記後方セグメント（１３６）及び前記非線形セグメント（１４２）と一体に形成された第２のブリッジ部材（３０２）であって、前記プレナム（２００）を部分的に通って延びる第２のブリッジ部材（３０２）と
をさらに含む、請求項１に記載のタービンシュラウド（１００）。
【請求項8】
前記第２のブリッジ部材（３０２）が、前記支持部分（１０４）と前記シール部分（１５４）との間で前記第１のブリッジ部材（３００）と整列される、請求項７に記載のタービンシュラウド（１００）。
【請求項9】
前記単一本体（１０２）の前記少なくとも１つの開口（３０６、３０８）が、前記第１のブリッジ部材（３００）と前記支持部分（１０４）との間に形成され、それらによって少なくとも部分的に画定された第１の開口（３０６）であって、前記プレナム（２００）と流体連通する第１の開口（３０６）と、
前記第１のブリッジ部材（３００）と前記第２のブリッジ部材（３０２）との間に形成され、それらによって少なくとも部分的に画定された第２の開口（３０８）であって、前記プレナム（２００）と流体連通する第２の開口（３０８）と
をさらに含む、請求項７に記載のタービンシュラウド（１００）。
【請求項10】
前記中間部分（１３４）の前記非線形セグメント（１４２）が、第１の端部（１４４）及び前記第１の端部（１４４）と反対側に位置する第２の端部（１４６）を含んでおり、前記非線形セグメント（１４２）の前記第１の端部（１４４）が、前記支持部分（１３４）の前記前方端部（１０６）と前記後方端部（１０８）との間で前記支持部分（１３４）の前記第２の表面（１２８）と一体に形成されており、前記非線形セグメント（１４２）の前記第２の端部（１４６）が、前記非線形セグメント（１４２）の前記第１の端部（１４４）の軸方向上流に位置する、請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載のタービンシュラウド（１００）。
【請求項11】
前記非線形セグメント（１４２）の前記第２の端部（１４６）が、前記支持部分（１３４）の前記前方端部（１０６）の軸方向上流に位置する、請求項１０に記載のタービンシュラウド（１００）。
【請求項12】
前記中間部分（１３４）の前記非線形セグメント（１４２）が、前記非線形セグメント（１４２）の前記第１の端部（１４４）と前記第２の端部（１４６）との間に延びる湾曲セクション（１４８）を含んでいる、請求項１０又は請求項１１に記載のタービンシュラウド（１００）。
【請求項13】
タービンシステム（１０）であって、タービンケーシング（３６）と、
前記タービンケーシング（３６）を通って軸方向に延びるロータ（３０）と、
前記ロータ（３０）の周りに円周方向に位置決めされ、前記ロータ（３０）から半径方向に延びる複数のタービンブレード（３８）と、
前記タービンケーシング（３６）に直接結合され、前記タービンケーシング（３６）と前記複数のタービンブレード（３８）との間に半径方向に位置する複数のタービンシュラウド（１００）であって、前記複数のタービンシュラウド（１００）の各々が、請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載のタービンシュラウド（１００）である、複数のタービンシュラウド（１００）と
を含む、タービンシステム（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、一般に、タービンシステム構成要素に関し、より具体的には、内部に形成された構造的破壊および崩壊が可能な特徴を含むタービンシステム用の単一本体のタービンシュラウドに関する。
【背景技術】
【0002】
ガスタービンシステムなどの従来のターボ機械は、発電機のための動力を生成する。一般に、ガスタービンシステムは、ガスタービンシステムのタービン構成要素に流体（例えば、高温ガス）を通すことによって動力を生成する。より具体的には、入口空気が圧縮機に引き込まれて圧縮され得る。圧縮されると、入口空気は燃料と混合されて燃焼生成物を形成し、燃焼生成物はガスタービンシステムの燃焼器によって反応してガスタービンシステムの動作流体（例えば、高温ガス）を形成し得る。次に流体は、動力を生成するために、タービン構成要素の複数の回転ブレードおよびロータまたはシャフトを回転させるために流体流路を通って流れることができる。流体は、複数の回転ブレードと、回転ブレードの間に位置決めされた複数の静止ノズルまたはベーンとを介してタービン構成要素を通して導かれ得る。複数の回転ブレードがガスタービンシステムのロータを回転させると、ロータに結合された発電機は、ロータの回転から動力を生成することができる。
【0003】
動作効率を改善するために、タービン構成要素は、タービンシュラウドおよび／またはノズルバンドのような高温ガス経路構成要素を含み、動作流体の流路をさらに画定することができる。タービンシュラウドは、例えば、タービン構成要素の回転ブレードに半径方向に隣接して位置決めすることができ、タービン構成要素内に動作流体を導き、かつ／または動作流体の流体流路の外側境界を画定することができる。動作中、タービンシュラウドは、タービン構成要素を通って流れる高温の動作流体に曝される場合がある。時間の経過および／または曝露中、タービンシュラウドは、望ましくない熱膨張を受ける可能性がある。タービンシュラウドの熱膨張により、シュラウドが損傷する可能性があり、かつ／またはシュラウドが動作流体の流体流路を画定するためにタービン構成要素内でシールを維持することができない場合がある。タービンシュラウドが損傷したり、タービン構成要素内で十分なシールが形成されなくなったりすると、動作流体が流路から漏れることがあり、したがってタービン構成要素およびタービンシステム全体の動作効率が低下する。
【0004】
加えて、従来のタービンシュラウドは、停止事象中にそれ自体またはタービン構成要素の他の部分（例えば、ケーシング）を保護しない。例えば、停止事象が発生し、不所望に構成要素または構成要素の一部（例えば、ブレード翼形部）がタービン構成要素を通って移動する発射物になると、発射物は、典型的には、タービンシュラウドに接触またはぶつかって損傷を引き起こす。具体的には、発射物にぶつかったタービンシュラウドが損傷する場合があり、タービン構成要素の動作効率が減少する可能性がある。さらに、タービンシュラウドが損傷すると、損傷したタービンシュラウドがタービンケーシングから外れる危険性が高まる。タービン構成要素内の動作効率をさらに減少させることに加えて、外れた損傷したタービンシュラウド自体が、タービン構成要素の動作または状態にさらに影響を及ぼす可能性のある望ましくない発射物になることがある。さらに、タービンシュラウドがケーシングから外れると、ケーシングは、タービン構成要素内で不所望に露出する場合がある。タービンケーシングが損傷した場合、タービン構成要素は、典型的には、損傷したケーシングを修理または交換するために長時間シャットダウンする必要がある。タービン構成要素がシャットダウンしている間に動力を生成する能力を失うことに加えて、ケーシングの修理または交換は時間がかかり、困難であり、かつ高価であることが多い。
【発明の概要】
【0005】
本開示の第１の態様は、タービンシステム用のタービンシュラウドを提供する。タービンシュラウドは、タービンシステムのタービンケーシングに直接結合された支持部分と、支持部分と一体であり、支持部分から離れて延びる中間部分であって、支持部分から離れて垂直に延びる後方セグメント、および後方セグメントに隣接する、支持部分から離れて延びる非線形セグメントを含む中間部分と、中間部分と一体のシール部分であって、前方端部、前方端部の反対側に位置決めされた後方端部、および前方端部と後方端部との間に延びる高温ガス経路（ＨＧＰ）表面を含むシール部分と、支持部分とシール部分に隣接してそれらの間に延びる２つの対向するスラッシュ面と、２つの対向するスラッシュ面の間で、支持部分、中間部分、およびシール部分の少なくとも一部を通って延びるプレナムであって、中間部分の後方セグメントと非線形セグメントを分離するプレナムと、中間部分の後方セグメントおよび非線形セグメントと一体に形成された少なくとも１つのブリッジ部材であって、プレナムを部分的に通って延びる少なくとも１つのブリッジ部材と、中間部分を通って延びるプレナムの部分内に形成された少なくとも１つの開口であって、少なくとも１つのブリッジ部材によって少なくとも部分的に画定される少なくとも１つの開口とを含む単一本体を含む。
【0006】
本開示の第２の態様は、タービンケーシングと、タービンケーシングを通って軸方向に延びるロータと、ロータの周りに円周方向に位置決めされ、ロータから半径方向に延びる複数のタービンブレードと、タービンケーシングに直接結合され、タービンケーシングと複数のタービンブレードとの間に半径方向に位置決めされた複数のタービンシュラウドであって、複数のタービンシュラウドの各々は、タービンシステムのタービンケーシングに直接結合された支持部分と、支持部分と一体であり、支持部分から離れて延びる中間部分であって、支持部分から離れて垂直に延びる後方セグメント、および後方セグメントに隣接する、支持部分から離れて延びる非線形セグメントを含む中間部分と、中間部分と一体のシール部分であって、前方端部、前方端部の反対側に位置決めされた後方端部、および前方端部と後方端部との間に延びる高温ガス経路（ＨＧＰ）表面を含むシール部分と、支持部分とシール部分に隣接してそれらの間に延びる２つの対向するスラッシュ面と、２つの対向するスラッシュ面の間で、支持部分、中間部分、およびシール部分の少なくとも一部を通って延びるプレナムであって、中間部分の後方セグメントと非線形セグメントを分離するプレナムと、中間部分の後方セグメントおよび非線形セグメントと一体に形成された少なくとも１つのブリッジ部材であって、プレナムを部分的に通って延びる少なくとも１つのブリッジ部材と、中間部分を通って延びるプレナムの部分内に形成された少なくとも１つの開口であって、少なくとも１つのブリッジ部材によって少なくとも部分的に画定される少なくとも１つの開口とを含む単一本体を含む複数のタービンシュラウドとを含む、タービンシステムを提供する。
【0007】
本開示の例示的な態様は、本明細書で説明される問題および／または検討されていない他の問題を解決するように設計されている。
【0008】
本開示のこれらおよび他の特徴は、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に関する以下の詳細な説明から、さらに容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本開示の実施形態による、ガスタービンシステムの概略図である。
【図15】本開示の実施形態による、タービンシュラウドを表すコードを記憶する非一時的コンピュータ可読記憶媒体を含む付加製造プロセスのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
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考えるべきではない。図面では、図面間で類似する符号は、類似する要素を表す。
【0011】
最初の問題として、本開示を明確に説明するために、本開示の範囲内の関連する機械構成要素を参照して説明する際に、特定の専門用語を選択することが必要になる。これを行う場合、可能な限り、一般的な工業専門用語が、その受け入れられた意味と同じ意味で使用および利用される。別途記載のない限り、このような専門用語は、本出願の文脈および添付の特許請求の範囲と一致する広義の解釈を与えられるべきである。当業者であれば、多くの場合、特定の構成要素がいくつかの異なるまたは重複する用語を使用して参照されることがあることを理解するであろう。単一の部品であるとして本明細書に記載され得るものは、複数の構成要素からなるものとして別の文脈を含み、かつ別の文脈で参照されてもよい。あるいは、複数の構成要素を含むものとして本明細書に記載され得るものは、単一の部品として他の場所で参照されてもよい。
【0012】
加えて、本明細書ではいくつかの記述的用語を規則通りに使用することができ、このセクションの開始時にこれらの用語を定義することが有用であることがわかる。これらの用語およびその定義は、別途記載のない限り、以下の通りである。本明細書で使用する場合、「下流」および「上流」とは、タービンエンジンを通る作動流体、または例えば、燃焼器を通る空気の流れ、もしくはタービンの構成要素システムの１つを通る冷却剤などの流体の流れに対する方向を示す用語である。「下流」という用語は、流体の流れの方向に対応し、「上流」という用語は、流れの反対の方向を指す。「前方」および「後方」という用語は、別途指定のない限り、方向を指し、「前方」はエンジンの前方または圧縮機端部を指し、「後方」はエンジンの後部またはタービン端部を指す。加えて、「先導する」および「後続する」という用語は、それぞれ、「前方」および「後方」という用語と同様の記述で使用され、および／または理解することができる。多くの場合、異なる半径方向、軸方向および／または円周方向の位置にある部品を説明することが要求される。「Ａ」軸は、軸方向の配向を表す。本明細書で使用する場合、「軸方向の」および／または「軸方向に」という用語は、タービンシステム（特に、ロータセクション）の回転軸と実質的に平行な軸Ａに沿った物体の相対的な位置／方向を指す。さらに本明細書で使用する場合、「半径方向の」および／または「半径方向に」という用語は、軸Ａと実質的に垂直でありかつただ１つの場所において軸Ａと交差する方向「Ｒ」（図１および図２参照）に沿った物体の相対的な位置／方向を指す。最後に、「円周方向の」という用語は、軸Ａの周囲の移動または位置を指す（例えば、方向「Ｃ」）。
【0013】
上述のように、本開示は、一般に、タービンシステム構成要素に関し、より具体的には、内部に形成された構造的破壊および崩壊が可能な特徴を含むタービンシステム用の単一本体のタービンシュラウドに関する。
【0014】
これらおよび他の実施形態は、図１～図１５を参照して以下に説明される。しかしながら、当業者であれば、これらの図に関して本明細書に与えられた詳細な説明は説明の目的のためのものに過ぎず、限定するものとして解釈すべきではないことを容易に理解するであろう。
【0015】
図１は、例示的なガスタービンシステム１０の概略図を示す。ガスタービンシステム１０は、圧縮機１２を含むことができる。圧縮機１２は、流入する空気１８の流れを圧縮する。圧縮機１２は、圧縮空気２０の流れを燃焼器２２に送達する。燃焼器２２は、圧縮空気２０の流れを加圧された燃料２４の流れと混合し、この混合物に点火して燃焼ガス２６の流れを生成する。単一の燃焼器２２のみが示されているが、ガスタービンシステム１０は、任意の数の燃焼器２２を含んでもよい。次いで、燃焼ガス２６の流れは、典型的には翼形部（図２参照）およびステータベーン（図２参照）を含む複数のタービンブレードを含むタービン２８に送達される。燃焼ガス２６の流れは、タービン２８、より具体的にはタービン２８の複数のタービンブレードを駆動し、機械的仕事を発生させる。タービン２８で発生された機械的仕事は、タービン２８を通って延びるロータ３０を介して圧縮機１２を駆動し、発電機などの外部負荷３２を駆動するために使用することができる。
【0016】
ガスタービンシステム１０はまた、排気フレーム３４を含むことができる。図１に示すように、排気フレーム３４は、ガスタービンシステム１０のタービン２８に隣接して位置決めされてもよい。より具体的には、排気フレーム３４は、タービン２８に隣接して位置決めすることができ、タービン２８の、および／または燃焼器２２からタービン２８に流れる燃焼ガス２６の流れの実質的に下流に位置決めすることができる。本明細書で説明するように、排気フレーム３４の一部（例えば、外側ケーシング）は、タービン２８のエンクロージャ、シェル、またはケーシング３６に直接結合されてもよい。
【0017】
燃焼ガス２６が流れてタービン２８を駆動した後、燃焼ガス２６は、流れ方向（Ｄ）に排気フレーム３４を通じて排気、流入および／または排出され得る。図１に示す非限定的な例では、燃焼ガス２６は、流れ方向（Ｄ）に排気フレーム３４を通って流れ得、ガスタービンシステム１０から（例えば、大気に）排出され得る。ガスタービンシステム１０が複合サイクル発電プラント（例えば、ガスタービンシステムおよび蒸気タービンシステムを含む）の一部である別の非限定的な例では、燃焼ガス２６は、排気フレーム３４から排出され得、流れ方向（Ｄ）で複合サイクル発電プラントの排熱回収ボイラに流入してもよい。
【0018】
図２を参照すると、タービン２８の一部が示されている。具体的には、図２は、タービンブレード３８の段（１つを示す）と、タービン２８のケーシング３６内に位置決めされたステータベーン４０の段（１つを示す）とを含むタービン２８の一部の側面図を示す。本明細書で説明するように、タービンブレード３８の各段（例えば、第１の段、第２の段（図示せず）、第３の段（図示せず））は、ロータ３０に結合され、その周囲または周りに円周方向に位置決めされ得、燃焼ガス２６によって駆動されてロータ３０を回転させ得る複数のタービンブレード３８を含んでもよい。示すように、複数のタービンブレード３８はまた、ロータ３０から半径方向に延びることができる。加えて、ステータベーン４０の各段（例えば、第１の段、第２の段（図示せず）、第３の段（図示せず））は、タービン２８のケーシング３６に結合され、かつ／またはその周りに円周方向に位置決めされ得る複数のステータベーンを含んでもよい。図２に示す非限定的な例では、ステータベーン４０は、外側プラットフォーム４２と、外側プラットフォーム４２の反対側に位置決めされた内側プラットフォーム４４とを含むおよび／またはそれらとして形成された複数の高温ガス経路（ＨＧＰ）構成要素を含むことができる。タービン２８のステータベーン４０はまた、外側プラットフォーム４２と内側プラットフォーム４４との間に位置決めされた翼形部４５を含んでもよい。ステータベーン４０の外側プラットフォーム４２および内側プラットフォーム４４は、ステータベーン４０上を流れる燃焼ガス２６の流路（ＦＰ）を画定することができる。本明細書で説明するように、ステータベーン４０は、タービン２８の隣接するおよび／または周囲のタービンシュラウドに結合することができる。
【0019】
タービン２８の各タービンブレード３８は、ロータ３０から半径方向に延び、タービン２８を通って流れる燃焼ガス２６の流路（ＦＰ）内に位置決めされた翼形部４６を含むことができる。各翼形部４６は、ロータ３０の半径方向反対側に位置決めされた先端部分４８を含むことができる。タービンブレード３８はまた、翼形部４６の先端部分４８の反対側に位置決めされたプラットフォーム５０を含むことができる。非限定的な例では、プラットフォーム５０は、タービンブレード３８の燃焼ガス２６の流路を部分的に画定してもよい。タービンブレード３８およびステータベーン４０はまた、ケーシング３６内で互いに軸方向に隣接して位置決めされてもよい。図２に示す非限定的な例では、ステータベーン４０は、タービンブレード３８に軸方向に隣接し、タービンブレード３８の下流に位置決めされてもよい。明確化のために、タービン２８のタービンブレード３８、ステータベーン４０および／またはロータ３０の全部が示されているわけではない。加えて、タービン２８の単一の段のタービンブレード３８およびステータベーン４０の一部のみが図２に示されているが、タービン２８は、タービン２８のケーシング３６全体にわたって軸方向に位置決めされた、複数の段のタービンブレードおよびステータベーンを含むことができる。
【0020】
ガスタービンシステム１０のタービン２８（図１参照）はまた、タービン２８内に含まれる複数のタービンシュラウド１００を含むことができる。タービン２８は、タービンシュラウド１００の段（１つを示す）を含むことができる。タービンシュラウド１００は、タービンブレード３８の段および／またはステータベーン４０の段に対応し得る。すなわち、本明細書で説明するように、タービンシュラウド１００の段は、タービンブレード３８の段および／またはステータベーン４０の段に隣接するタービン２８内に位置決めされ、タービン２８を通って流れる燃焼ガス２６の流路（ＦＰ）と相互作用してシールを提供し、かつ／または流路（ＦＰ）を画定することができる。図２に示す非限定的な例では、タービンシュラウド１００の段は、タービンブレード３８の段に半径方向に隣接して位置決めされてもよく、かつ／またはタービンブレード３８の段を実質的に取り囲むか包囲してもよい。タービンシュラウド１００は、タービンブレード３８の翼形部４６の先端部分４８に半径方向に隣接して位置決めすることができる。加えて、非限定的な例では、タービンシュラウド１００はまた、タービン２８のステータベーン４０の軸方向に隣接しておよび／または上流に位置決めされてもよい。本明細書で説明するように（図１４参照）、タービンシュラウド１００は、タービンブレードの単一の段の軸方向両側を取り囲むおよび／またはそこに位置決めすることができるステータベーンの２つの隣接する段の間に位置決めすることができる。
【0021】
タービンシュラウドの段は、タービン２８のケーシング３６に直接結合され、かつ／またはその周りに円周方向に位置決めされ得る複数のタービンシュラウド１００を含むことができる。図２に示す非限定的な例では、タービンシュラウド１００は、タービン２８のケーシング３６から半径方向内向きに（例えば、ロータ３０に向かって）延びる延長部５２を介してケーシング３６に直接結合され得る。本明細書で説明するように、延長部５２は、タービンシュラウド１００をタービン２８のケーシング３６に結合、位置決め、および／または固着するために、タービンシュラウド１００の締結具またはフック（図１４参照）に結合および／またはそれらを受容するように構成され得る開口部５４を含むことができる。非限定的な例では、延長部５２は、タービン２８のケーシング３６に結合および／または固定されてもよい。より具体的には、延長部５２は、ケーシング３６の周りに円周方向に配置されてもよく、タービンブレード３８に半径方向に隣接して位置決めされてもよい。別の非限定的な例では、延長部５２は、タービンシュラウド１００をケーシング３６に直接結合、位置決め、および／または固着するためにケーシング３６と一体に形成されてもよい。タービンブレード３８および／またはステータベーン４０と同様に、タービン２８のタービンシュラウド１００の段の一部のみが図２に示されているが、タービン２８は、タービン２８のケーシング３６全体にわたって軸方向に位置決めされ、延長部５２を使用してケーシング３６に結合されたタービンシュラウド１００の複数の段を含むことができる。
【0022】
図３～図７は、図１のガスタービンシステム１０のタービン２８のタービンシュラウド１００の様々な図を示す。具体的には、図３は、タービンシュラウド１００の等角図を示し、図４は、タービンシュラウド１００の正面図を示し、図５は、タービンシュラウド１００の第１の側面図を示し、図６は、タービンシュラウド１００の第２の図を示し、図７は、タービンシュラウド１００の上面図を示す。
【0023】
タービンシュラウド１００、およびその様々な構成要素の非限定的な例は、複数の構成要素の各々が適切かつ正確に説明および示されるようにするために、図３～図７のすべてを参照して本明細書で扱うことができる。適用可能な場合、タービンシュラウド１００の構成要素または特徴を説明するとき、図３～図７の集合図の特定の図を参照することができる。加えて、図１および図２に示すいくつかの基準線または方向は、図３および図７に関して本明細書で規則通りに使用され得る。例えば、図３～図７の各々において、本明細書で説明するように、「Ａ」は、軸方向の配向または軸を指すことができ、「Ｒ」は、軸Ａと実質的に垂直な半径方向軸を指すことができ、「Ｃ」は、軸「Ａ」を中心とした経路に沿った円周方向の方向、移動、および／または位置を指すことができる。
【0024】
タービンシュラウド１００は、本体１０２を含むことができる。図３～図７に示す非限定的な例では、タービンシュラウド１００は、タービンシュラウド１００が単一の連続した、および／または分離されていない構成要素または部品であるように、単一本体１０２を含む、かつ／または単一本体１０２として形成することができる。図３～図７に示す非限定的な例では、タービンシュラウド１００が単一本体１０２を含むため、タービンシュラウド１００は、タービンシュラウド１００を完全に形成するための様々な部分の構築、接合、結合、および／もしくは組み立てを必要としなくてもよく、かつ／またはタービンシュラウド１００がタービンシステム１０内に設置および／もしくは実装され得る前に様々な部分の構築、接合、結合、および／もしくは組み立てを必要としなくてもよい（図１参照）。むしろ、本明細書で説明するように、タービンシュラウド１００の単一の、連続した、および／または分離されていない単一本体１０２が構築されると、タービンシュラウド１００は、タービンシステム１０内にすぐに設置することができる。
【0025】
非限定的な例では、タービンシュラウド１００の単一本体１０２、ならびにタービンシュラウド１００の様々な構成要素および／または特徴は、任意の適切な付加製造プロセスおよび／または方法を使用して形成することができる。例えば、単一本体１０２を含むタービンシュラウド１００は、直接金属レーザ溶融（ＤＭＬＭ）（選択的レーザ溶融（ＳＬＭ）とも呼ばれる）、直接金属レーザ焼結（ＤＭＬＳ）、電子ビーム溶融（ＥＢＭ）、ステレオリソグラフィ（ＳＬＡ）、バインダジェッティング、または任意の他の適切な付加製造プロセスによって形成されてもよい。したがって、タービンシュラウド１００の単一本体１０２、ならびにタービンシュラウド１００の単一本体１０２の上および／または中に一体的に形成された様々な構成要素および／または特徴は、単一の付加製造プロセスおよび／または方法の間に形成され得る。加えて、タービンシュラウド１００の単一本体１０２は、タービンシュラウド１００を形成するために付加製造プロセスによって利用され得る、かつ／または動作中にガスタービンシステム１０内のタービンシュラウド１００が経験する動作特性（例えば、曝露温度、曝露圧力など）に耐えることが可能であり得る任意の材料から形成することができる。
【0026】
単一本体１０２から形成される結果として、タービンシュラウド１００は、各々がタービン２８（図２参照）を通って流れる燃焼ガス２６の流路（ＦＰ）をシールおよび／または画定することができる異なる特徴、構成要素、および／またはセグメントを含むことができる様々な一体的に形成された部分を含み得る。すなわち、タービンシュラウド１００が任意の適切な（単一の）付加製造プロセスおよび／または方法を使用して形成された単一本体１０２を含むため、タービンシュラウド１００の特徴、構成要素、および／またはセグメントは、単一本体１０２と一体的に形成され得る。「一体特徴」または「一体的に形成された特徴」という用語は、（単一の）付加製造プロセス中に単一本体１０２の上または中に形成された特徴、単一本体１０２と同じ材料から形成された特徴、および／または単一本体１０２の上または中に形成された特徴を指すことができ、したがって特徴は、別個のプロセスおよび／またはタービンシュラウド１００の単一本体１０２の上または中に別々に続いて構築、接合、結合、および／または組み立てられる原材料成分を使用して製作されない。
【0027】
例えば、タービンシュラウド１００は、支持部分１０４を含むことができる。本明細書で説明するように、支持部分１０４、およびその上に形成された特徴は、タービンシュラウド１００に直接結合されてもよいし、かつ／またはタービンケーシング３６および／もしくは延長部５２へのタービンシュラウド１００の結合を支援してもよい（図１４参照）。単一本体１０２の支持部分１０４は、前方端部１０６と、前方端部１０６に位置決めされた後方端部１０８とを含むことができる。前方端部１０６は、後方端部１０８の軸方向上流に位置決めすることができる。
【0028】
図３、図４、および図７に示す非限定的な例では、前方端部１０６は、突出および／もしくは収束する形状、配向、ならびに／または構成１１０（以下、「構成１１０」）を含み得る。すなわち、非限定的な例に示すように、支持部分１０４の前方端部１０６は、単一本体１０２の対向する側面またはスラッシュ面１２０、１２２から軸方向に延び、中央壁１２４に収束する対向する角および／または湾曲壁１１２、１１８を含み得る構成１１０を有するおよび／または含むように形成され得る。前方端部１０６の中央壁１２４は、壁１１２、１１８の上流に位置決めおよび／または形成されてもよく、かつ／または単一本体１０２の支持部分１０４の残りの部分の軸方向前方に位置決めされてもよい。すなわち、中央壁１２４は、単一本体１０２の支持部分１０４の前方端部１０６の軸方向最前方部分であってもよい。
【0029】
加えて、支持部分１０４はまた、第１の表面１２６と、第２の表面１２８とを含むことができる。第１の表面１２６および第２の表面１２８は、前方端部１０６と後方端部１０８との間で（軸方向に）延びてもよい。加えて、第１の表面１２６および第２の表面１２８は、支持部分１０４の前方端部１０６および／または後方端部１０８に実質的に垂直に形成または延びることができる。非限定的な例に示すように、支持部分１０４の第２の表面１２８は、第１の表面１２６の反対側に（半径方向に）位置決めおよび／または形成され得る。
【0030】
タービンシュラウド１００用の単一本体１０２はまた、タービンシュラウド１００をタービンケーシング３６および／または延長部５２に結合するための複数のフックを含むことができる（図１４参照）。図３～図７に示すように、単一本体１０２は、少なくとも１つの前方フック１３０と、少なくとも１つの後方フック１３２とを含み得る。前方フック１３０および後方フック１３２は、単一本体１０２の支持部分１０４と一体に形成されてもよい。より具体的には、前方フック１３０は、支持部分１０４の前方端部１０６と一体に形成することができ、後方フック１３２は、前方フック１３０の反対側で（軸方向に）、支持部分１０４の後方端部１０８と一体に形成することができる。加えて、図３～図６に示すように、前方フック１３０および後方フック１３２はまた、支持部分１０４の第１の表面１２６に隣接して（半径方向に）延びることができる。すなわち、前方端部１０６および後方端部１０８とそれぞれ一体に形成された前方フック１３０および後方フック１３２は、支持部分１０４の第１の表面１２６に半径方向に隣接して、より具体的には半径方向外向きに延び得る。
【0031】
図３～図７に示す非限定的な例では、タービンシュラウド１００の単一本体１０２は、２つの前方フック１３０Ａ、１３０Ｂを含むことができる。２つの前方フック１３０Ａ、１３０Ｂは、単一本体１０２の第１のスラッシュ面１２０と第２のスラッシュ面１２２との間で、支持部分１０４の前方端部１０６と一体に形成され、中央に位置決めされ得る。より具体的には、２つの前方フック１３０Ａ、１３０Ｂは、支持部分１０４の前方端部１０６の中央壁１２４と一体的に形成されてもよい。加えて、非限定的な例に示すように、２つの前方フック１３０Ａ、１３０Ｂは、支持部分１０４の前方端部１０６の壁１１２、１１８の間に（円周方向に）形成されてもよい。
【0032】
加えて図３～図７に示す非限定的な例では、タービンシュラウド１００の単一本体１０２は、３つの別個の後方フック１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃを含むことができる。３つの後方フック１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃは、単一本体１０２の第１のスラッシュ面１２０と第２のスラッシュ面１２２との間で、支持部分１０４の後方端部１０８と一体に形成され得る。例えば、第１の後方フック１３２Ａは、単一本体１０２の第１のスラッシュ面１２０と第２のスラッシュ面１２２との間で、支持部分１０４の後方端部１０８と一体に形成され、中央に位置決めされ得る。非限定的な例では、第１の後方フック１３２Ａは、支持部分１０４の第１の端部１０６に形成された２つの前方フック１３０Ａ、１３０Ｂと軸対称におよび／または軸方向に整列して、支持部分１０４の後方端部１０８に形成されてもよい。加えて、第２の後方フック１３２Ｂは、単一本体１０２の第１のスラッシュ面１２０に直接隣接して、支持部分１０４の後方端部１０８と一体に形成され得る。第３の後方フック１３２Ｃは、単一本体１０２の第２のスラッシュ面１２２に直接隣接して、支持部分１０４の後方端部１０８と一体に形成され得る。第３の後方フック１３２Ｃは、第２の後方フック１３２Ｂの円周方向反対側の支持部分１０４に形成されてもよい。
【0033】
図３～図７に示すように、タービンシュラウド１００に含まれるフック１３０、１３２のサイズ、形状、および／または数は、単なる例示であることが理解される。したがって、タービンシュラウド１００は、内部に形成されたより多くのまたはより少ない、より大きいまたはより小さい、および／または別個に成形されたフック１３０、１３２を含むことができる。タービンシュラウド１００に含まれるフック１３０、１３２のサイズ、形状、および／または数は、動作中のガスタービンシステム１０の様々なパラメータ（例えば、曝露温度、曝露圧力、タービンケーシング３６内の位置、関連するタービンブレード３８の段、延長部５２のサイズまたは形状、開口部５４のサイズまたは形状など）に少なくとも部分的に依存し得る。追加的または代替的に、タービンシュラウド１００に含まれるフック１３０、１３２のサイズ、形状、および／または数は、タービンシュラウド１００の特性（例えば、支持部分１０４のサイズまたは形状）に少なくとも部分的に依存し得る。
【0034】
図３～図７に示す非限定的な例では、タービンシュラウド１００の単一本体１０２はまた、中間部分１３４を含むことができる。中間部分１３４は、支持部分１０４と一体に形成され、そこから延びることができる。より具体的には、単一本体１０２の中間部分１３４は、支持部分１０４の第２の表面１２８と一体に形成することができ、そこから離れて半径方向に延びることができる。非限定的な例では、タービンシュラウド１００の中間部分１３４は、単一本体１０２の支持部分１０４とタービン２８のタービンブレード３８との間に半径方向に位置決めされてもよい（図１４参照）。
【0035】
中間部分１３４は、タービンシュラウド１００用の単一本体１０２の様々な特徴および／またはセグメントを含むことができる。本明細書で説明される様々な特徴および／またはセグメントは、単一本体１０２の対向するスラッシュ面１２０、１２２の間に延びるおよび／または形成され得る。例えば、中間部分１３４は、支持部分１０４の第２の表面１２８から離れて垂直および／または半径方向に延びる後方セグメント１３６を含むことができる。加えて図３、図５、および図６に示すように、中間部分１３４の後方セグメント１３６は、支持部分１０４の後方端部１０８および／または単一本体１０２の後方フック１３２に実質的に隣接する第２の表面１２８から延びることができる。非限定的な例では、中間部分１３４の後方セグメント１３６の少なくとも一部は、支持部分１０４の後方端部１０８および／または単一本体１０２の後方フック１３２の軸方向上流に位置決めされてもよい。
【0036】
中間部分１３４の後方セグメント１３６は、追加の特徴および／または構成要素も同様に含むことができる。例えば、図３、および図５～図７に示すように、単一本体１０２は、中間部分１３４の後方セグメント１３６と一体に形成され、そこから延びる少なくとも１つのフランジ１３８、１４０を含むことができる。非限定的な例では、フランジ１３８、１４０は、単一本体１０２の対向するスラッシュ面１２０、１２２の間で、中間部分１３４の後方セグメント１３６を横切って延びることができる。加えて図５および図６に示すように、後方セグメント１３６と一体に形成されたフランジ１３８、１４０は、単一本体１０２の支持部分１０４および／または後方フック１３２の後方端部１０８を越えておよび／または少なくとも部分的に下流に軸方向に延びることができる。本明細書で説明するように、フランジ１３８、１４０を使用して、タービン２８内にシールを形成し、タービン２８を通って流れる燃焼ガス２６の流路（ＦＰ）を画定することができ、かつ／またはタービン２８のケーシング３６内にステータベーン４０を固着することができる（図１４参照）。
【0037】
中間部分１３４はまた、支持部分１０４の第２の表面１２８から離れて延びる非線形セグメント１４２を含むことができる。図３、図５、および図６に示すように、中間部分１３４の非線形セグメント１４２は、単一本体１０２の支持部分１０４の前方端部１０６と後方端部１０８との間で、後方セグメント１３６に軸方向に隣接して第２の表面１２８から実質的に半径方向に延びることができる。中間部分１３４の非線形セグメント１４２は、前方端部１０６と後方端部１０８との間で支持部分１０４の第２の表面１２８と一体に形成された第１の端部１４４を含み得る。加えて、非線形セグメント１４２は、第１の端部１４４の反対側に位置決めされた第２の端部１４６を含むことができる。非線形セグメント１４２の第２の端部１４６は、第１の端部１４４の半径方向に隣接して軸方向上流に位置決めされてもよい。加えて、中間部分１３４の非線形セグメント１４２の第２の端部１４６はまた、支持部分１０４の前方端部１０６、ならびに支持部分１０４の前方端部１０６と一体に形成された前方フック１３０の軸方向上流に位置決めすることができる。湾曲セクション１４８は、非線形セグメント１４２の第１の端部１４４と第２の端部１４６との間に延びることができる。すなわち、非線形セグメント１４２はまた、第１の端部１４４と第２の端部１４６との間に延びる湾曲セクション１４８を含んでもよい。図３、図５、および図６に示す非限定的な例では、第１の端部１４４と第２の端部１４６との間に延びる湾曲セクション１４８は、タービンシュラウド１００の中間部分１３４および／または単一本体１０２の側面図が後方「Ｃ」であるように見えることができるように、実質的に凹形の形状または構成を含むことができる。第１の端部１４４と第２の端部１４６との間に延びる結果として、湾曲セクション１４８の少なくとも一部はまた、支持部分１０４の前方端部１０６の軸方向上流に位置決めまたは延び得る。加えて、湾曲セクション１４８の少なくとも一部は、支持部分１０４の前方端部１０６と一体に形成された前方フック１３０の軸方向上流に位置決めまたは延びることができる。
【0038】
図３～図７に示す非限定的な例では、単一本体１０２の中間部分１３４はまた、前方セグメント１５０を含むことができる。中間部分１３４の前方セグメント１５０は、非線形セグメント１４２の第２の端部１４６と一体に形成されてもよい。加えて、前方セグメント１５０は、非線形セグメント１４２の第２の端部１４６に実質的に隣接し、垂直に、および／または軸方向上流に形成されてもよい。示すように、中間部分１３４の前方セグメント１５０はまた、支持部分１０４の前方端部１０６、ならびに支持部分１０４の前方端部１０６と一体に形成された前方フック１３０の軸方向上流に位置決めすることができる。中間部分１３４の前方セグメント１５０は、単一本体１０２の第１のスラッシュ面１２０と第２のスラッシュ面１２２との間に少なくとも部分的に延びるチャネルまたは棚１５２（以下、「棚１５２」）を含むことができる。棚１５２は、前方セグメント１５０内に形成および／または軸方向に延びることができる。本明細書で説明するように、前方セグメント１５０および棚１５２を使用して、タービン２８内にシールを形成し、タービン２８を通って流れる燃焼ガス２６の流路（ＦＰ）を画定し、かつ／またはタービン２８のケーシング３６内にステータベーン４０を固着することができる（図１４参照）。
【0039】
タービンシュラウド１００の単一本体１０２はまた、シール部分１５４を含むことができる。シール部分１５４は、中間部分１３４と一体に形成され得る。すなわち、単一本体１０２のシール部分１５４は、中間部分１３４と一体に形成されてもよく、支持部分１０４の半径方向反対側に位置決めされてもよい。非限定的な例では、本明細書で説明するように、タービンシュラウド１００のシール部分１５４は、単一本体１０２の中間部分１３４とタービン２８のタービンブレード３８との間に半径方向に位置決めすることができ、タービン２８を通って流れる燃焼ガス２６の流路（ＦＰ）を少なくとも部分的に画定することができる（図１４参照）。
【0040】
非限定的な例では、シール部分１５４は、前方端部１５６を含むことができる。シール部分１５４の前方端部１５６は、単一本体１０２の対向するスラッシュ面１２０、１２２の間に形成および／または延びることができる。加えて、前方端部１５６は、中間部分１３４の前方セグメント１５０と一体に形成され、半径方向に隣接し、および／または半径方向に整列されてもよい。その結果、前方端部１５６は、非線形セグメント１４２の第２の端部１４６に実質的に隣接し、垂直に、および／または軸方向上流に形成されてもよい。シール部分１５４の前方端部１５６はまた、支持部分１０４の前方端部１０６、ならびに支持部分１０４の前方端部１０６と一体に形成された前方フック１３０の軸方向上流に位置決めすることができる。本明細書で説明するように、単一本体１０２が支持部分１０４と、非線形セグメント１４２を有する中間部分１３４とを含むため、シール部分１５４の前方端部１５６は、支持部分１０４に直接結合もしくは接続、および／または一体に形成されることなく、実質的に片持ち状または片持ち様式で支持部分１０４の軸方向上流に位置決めされ得る。その結果、前方端部１５６、ならびにシール部分１５４の他の部分は、タービンシュラウド１００の他の部分（例えば、支持部分１０４、中間部分１３４）に望ましくない機械的応力または歪みを引き起こすことなく、タービン２８の動作中に熱膨張し得る。
【0041】
シール部分１５４はまた、前方端部１５６の反対側に位置決めおよび／または形成された後方端部１５８を含むことができる。後方端部１５８はまた、タービン２８内に画定された流路（ＦＰ）を通って流れる燃焼ガス２６がタービンシュラウド１００の単一本体１０２用のシール部分１５４の隣接する後方端部１５８を流れる前に隣接する前方端部１５６を流れることができるように、前方端部１５６の下流に位置決めすることができる。シール部分１５４の後方端部１５８は、中間部分１３４の後方セグメント１３６と一体に形成され、半径方向に隣接し、および／または半径方向に整列されてもよい。
【0042】
図３～図７に示す非限定的な例では、シール部分１５４はまた、高温ガス経路（ＨＧＰ）表面１６０を含むことができる。シール部分１５４のＨＧＰ表面１６０は、前方端部１５６と後方端部１５８との間で一体的に形成され、かつ／または軸方向に延びることができる。加えて、シール部分１５４のＨＧＰ表面１６０は、単一本体１０２の対向するスラッシュ面１２０、１２２の間に一体的に形成され、かつ／または円周方向に延びることができる。ＨＧＰ表面１６０はまた、単一本体１０２の支持部分１０４の第１の表面１２６の半径方向反対側に形成されてもよい。本明細書で説明するように、ＨＧＰ表面１６０は、タービン２８の燃焼ガス２６の高温ガス流路（ＦＰ）に隣接して位置決めすることができる。すなわち、図１４に関して本明細書で説明するように、ＨＧＰ表面１６０は、ガスタービンシステム１０用のタービン２８（図２参照）のタービンケーシング３６を通って流れる燃焼ガス２６の高温ガス流路（ＦＰ）に位置決め、形成、対面および／または直接露出されてもよい。加えて、タービンケーシング３６に含まれるとき、タービンシュラウド１００用の単一本体１０２のＨＧＰ表面１６０は、翼形部４６の先端部分４８に半径方向に隣接して位置決めすることができる（図１４参照）。
【0043】
本明細書で説明するように、タービンシュラウド１００の単一本体１０２は、第１のスラッシュ面１２０と、第２のスラッシュ面１２２とを含むことができる。図５および図６の非限定的な例に示すように、単一本体１０２の対向するスラッシュ面１２０、１２２は、タービンシュラウド１００の単一本体１０２上に半径方向に延びる側壁を形成し得る。より具体的には、第１のスラッシュ面１２０は、支持部分１０４の第１の表面１２６とシール部分１５４のＨＧＰ表面１６０との間に隣接して半径方向に延びることができ、第２のスラッシュ面１２２は、第１のスラッシュ面１２０の円周方向反対側に、支持部分１０４の第１の表面１２６とシール部分１５４のＨＧＰ表面１６０との間に隣接して半径方向に延びることができる。したがって、スラッシュ面１２０、１２２は、単一本体１０２を形成する様々な部分の上に延び得る。スラッシュ面１２０、１２２は、具体的には、支持部分１０４、中間部分１３４、および／またはシール部分１５４上に延び、単一本体１０２の円周方向境界、側壁および／または側面を形成することができる。
【0044】
タービンシュラウド１００はまた、複数の特徴を含み、全体の重量および／または単一本体１０２からタービンシュラウド１００を形成するための材料要件を低減し得る。例えば、少なくとも１つの空洞１６２は、単一本体１０２の第１のスラッシュ面１２０および／または第２のスラッシュ面１２２に形成されてもよい。より具体的には、図３、図５、および図６に示すように、少なくとも１つの空洞１６２は、支持部分１０４の第１の表面１２６とシール部分１５４のＨＧＰ表面１６０との間で、スラッシュ面１２０、１２２の少なくとも一部の上に形成および／または延びることができる。非限定的な例では、空洞１６２は、支持部分１０４、中間部分１３４、およびシール部分１５４の少なくとも一部と円周方向および／または半径方向に整列してスラッシュ面１２０、１２２上に形成および／または延びてもよい。加えて、示すように、空洞１６２は、単一本体１０２の追加の特徴、例えば中間部分１３４の後方セグメント１３６と一体に形成されたフランジ１３８上に形成および／または延び得る。スラッシュ面１２０、１２２に形成された少なくとも１つの空洞１６２は、タービンシュラウド１００用の単一本体１０２の部分を通って延びていなくてもよく、かつ／またはタービンシュラウド１００に形成された内部特徴（例えば、冷却回路）と流体連通していなくてもよい。むしろ、少なくとも１つの空洞１６２は、スラッシュ面１２０、１２２の中空、空隙、窪み、ディンプル、および／または凹部として形成されてもよい。スラッシュ面１２０、１２２に空洞１６２を含めることにより、タービンシュラウド１００の重量を軽減し、タービンシュラウド１００に柔軟性を追加し、かつ／またはタービンシュラウド１００を構築または付加製造するのに必要な材料（および製造コスト）を低減することができる。
【0045】
図３、図５、および図６に示すように、タービンシュラウド１００に含まれる空洞１６２のサイズ、形状、および／または数は、単なる例示であることが理解される。したがって、タービンシュラウド１００は、内部に形成されたより多くのまたはより少ない、より大きいまたはより小さい、および／または別個に成形された空洞１６２を含むことができる。タービンシュラウド１００に含まれる空洞１６２のサイズ、形状、および／または数は、動作中のガスタービンシステム１０の様々なパラメータ（例えば、曝露温度、曝露圧力、タービンケーシング３６内の位置、関連するタービンブレード３８の段、延長部５２のサイズまたは形状、開口部５４のサイズまたは形状など）に少なくとも部分的に依存し得る。追加的または代替的に、タービンシュラウド１００に含まれる空洞１６２のサイズ、形状、および／または数は、タービンシュラウド１００の特性（例えば、単一本体１０２のサイズまたは形状）に少なくとも部分的に依存し得る。加えて、スラッシュ面１２０、１２２に形成されるものとして示されているが、タービンシュラウド１００用の単一本体１０２の別個の部分は、その上に形成された空洞１６２を含み得ることが理解される。例えば、図３に示すように、空洞１６２は、支持部分１０４の前方端部１０６の一部および／または前方端部１０６と一体に形成された前方フック１３０Ａ、１３０Ｂ上に形成および／または延びることができる。
【0046】
加えて、タービンシュラウド１００はまた、内部に形成された少なくとも１つの孔１６４を含み、全体の重量および／または単一本体１０２からタービンシュラウド１００を形成するための材料要件を低減し得る。図３および図７に示す非限定的な例では、複数の孔１６４が単一本体１０２の支持部分１０４を通して形成され得る。すなわち、単一本体１０２は、支持部分１０４の第１の表面１２６および第２の表面１２８を通して形成された孔１６４を含むことができる。孔１６４は、支持部分１０４の前方端部１０６に隣接して形成されてもよい。加えて、孔１６４はまた、中間部分１３４のための非線形セグメント１４２の湾曲セクション１４８に隣接するおよび／または半径方向上方の支持部分１０４を通して形成することができる。空洞１６２と同様に、タービンシュラウド１００の単一本体１０２に形成された孔１６４は、タービンシュラウド１００の重量を軽減し、タービンシュラウド１００に柔軟性を追加し、かつ／またはタービンシュラウド１００を構築または付加製造するのに必要な材料（および製造コスト）を低減することができる。
【0047】
単一本体１０２はまた、シールスロット１６６、１６７を含むことができる。シールスロット１６６、１６７は、それぞれ第１のスラッシュ面１２０および第２のスラッシュ面１２２の上および／または中に形成され得る。図５および図６に示すように、第１のスラッシュ面１２０および第２のスラッシュ面１２２の各々は、それぞれの面または表面上に形成されたおよび／または延びる複数のシールスロット１６６、１６７を含むことができる。例えば、第１のスラッシュ面１２０および第２のスラッシュ面１２２の各々は、高温ガス経路（ＨＧＰ）シールスロット１６６と、二次シールスロット１６７とを含むことができる。ＨＧＰシールスロット１６６は、二次シールスロット１６７とシール部分１５４のＨＧＰ表面１６０との間で半径方向に対向するスラッシュ面１２０、１２２に形成され得る。複数のシールスロット１６６、１６７の各々は、タービン２８（図２参照）内で使用される円周方向に隣接するタービンシュラウド１００のシール構成要素と相互作用するシール構成要素（図示せず）を受容することができる。タービンシュラウド１００用の単一本体１０２のシールスロット１６６、１６７内に位置決めされたシール構成要素は、タービン２８内にシールを形成し、タービン２８を通って流れる燃焼ガス２６の流路（ＦＰ）を画定し、かつ／またはタービンシュラウド１００の冷却流体排出エリアへの燃焼ガス２６の漏れを防止することができる。非限定的な例では、ＨＧＰシールスロット１６６は、タービン２８を通って流れる燃焼ガス２６の流路を画定し、かつ／または燃焼ガス流路を冷却流体排出エリアから分離することができるシール構成要素を受容し得る。したがって、ＨＧＰシールスロット１６６は、タービンシュラウド１００の冷却流体排出エリアへの燃焼ガス２６の漏れを防止することができ、逆も同様である。
【0048】
図３および図７に示す非限定的な例では、タービンシュラウド１００用の単一本体１０２はまた、少なくとも１つの入口開口部１６８を含むことができる。入口開口部１６８は、前方端部１０６と後方端部１０８との間で、支持部分１０４の第１の表面１２６におよび／または第１の表面１２６を通して形成され得る。加えて、入口開口部１６８は、第１の表面１２６におよび／または中間部分１３４の非線形セグメント１４２の軸方向下流の支持部分１０４を通して形成されてもよい。非限定的な例では、入口開口部１６８は、単一本体１０２を通して形成された冷却回路（図示せず）と流体連通してもよい。より具体的には、第１の表面１２６に形成された入口開口部１６８は、支持部分１０４の少なくとも一部を通って延びることができ、単一本体１０２の支持部分１０４、中間部分１３４、および／またはシール部分１５４を通して形成された、かつ／またはそれらの中に含まれる冷却回路と流体連通することができる。
【0049】
図７を参照すると、タービンシュラウド１００はまた、例えば、支持部分１０４の第１の表面１２６に結合されたメータプレート１７０を含むことができる。メータプレート１７０は、第１の表面１２６に取り付けられ、入口開口部１６８を覆っておよび／または少なくとも部分的に覆い、入口開口部１６８を通ってタービンシュラウド１００内に形成された冷却回路（図示せず）に流れ得る冷却流体を調節することができる（例えば、量、圧力）。メータプレート１７０は、任意の適切な接合および／または結合技術および／またはプロセスを使用して、支持部分１０４の第１の表面１２６に取り付けおよび／または結合されてもよい。タービンシュラウド１００がメータプレート１７０を含む非限定的な例では、メータプレート１７０を第１の表面１２６に結合して入口開口部１６８を少なくとも部分的に覆うことは、タービンシュラウド１００がタービン２８内に設置および／または使用される準備ができる前にタービンシュラウド１００で実行する必要がある唯一の後付加製造プロセスであり得る。したがって、本明細書で説明するように、単一本体１０２を含むようにタービンシュラウド１００を形成し、かつ本明細書で説明する様々な特徴により、タービン２８内にタービンシュラウド１００を構築および設置するためのコスト、時間、および／またはプロセスを削減することができる。
【0050】
タービンシュラウド１００はまた、ガスタービンシステム１０のタービン２８の動作中にタービンシュラウド１００を冷却するための内部に形成されたプレナムおよび／または冷却通路を含むことができる。引き続き図３～図７を参照しながら図８～図１１を参照すると、タービンシュラウド１００の様々なプレナムおよび／または冷却通路が説明されている。図８は、図７の線ＣＳ１－ＣＳ１に沿ったタービンシュラウド１００の側面断面図を示し、図９は、図８に示すタービンシュラウド１００の斜視断面図を示し、図１０は、図７の線ＣＳ２－ＣＳ２に沿ったタービンシュラウド１００の正面断面図を示し、図１１は、図７の線ＣＳ３－ＣＳ３に沿ったタービンシュラウド１００の正面断面図を示す。
【0051】
図８～図１１に示すように、タービンシュラウド１００は、少なくとも１つのプレナム２００を含むことができる。プレナム２００は、タービンシュラウド１００の単一本体１０２の一部を通って形成および／または延びることができる。より具体的には、プレナム２００は、単一本体１０２の支持部分１０４、中間部分１３４、およびシール部分１５４の少なくとも一部を通って（半径方向に）延び得る。示される非限定的な例では、プレナム２００は、支持部分１０４、および中間部分１３４の全体を通って延び得るが、シール部分１５４の一部を通ってのみ延び得る。他の非限定的な例（図示せず）では、プレナム２００は、シール部分１５４内におよび／または（部分的に）通って延びていなくてもよく、むしろ中間部分１３４内で終了してもよい。図１０および図１１に示すように、中間部分１３４およびシール部分１５４内に形成されたプレナム２００の部分（仮想線で示す）は、対向するスラッシュ面１２０、１２２の間および／または隣接して延びることができる。図８～図１１には単一のプレナム２００のみが示されているが、タービンシュラウド１００はより多くのプレナムを含み得ることが理解される（図１４参照）。したがって、図に描かれているプレナム２００の数は、単なる例示である。
【0052】
非限定的な例では、プレナム２００は、支持部分１０４に形成された入口開口部１６８に流体結合および／または直接流体連通してもよい。すなわち、図７に簡単に戻ると、プレナム２００は、タービンシュラウド１００の支持部分１０４の第１の表面１２６に形成された各入口開口部１６８と流体連通することができる。本明細書で説明するように、プレナム２００は、入口開口部１６８を介して、タービン２８内を流れる冷却流体（ＣＦ）を受容することができ（図８、図１０、および図１１参照）、動作中にタービンシュラウド１００を冷却するためのタービンシュラウド１００に形成された別個の冷却通路に冷却流体（ＣＦ）を提供することができる。
【0053】
図８～図１１に示すように、タービンシュラウド１００は、タービンシュラウド１００の単一本体１０２内に形成、位置決め、および／または延びる第１の冷却通路２０２を含むことができる。より具体的には、タービンシュラウド１００の第１の冷却通路２０２は、前方端部１５６と後方端部１５８との間でおよび／または隣接して、単一本体１０２のシール部分１５４内に位置決めおよび／または通って延びることができる。加えて、図１０および図１１に示すように、第１の冷却通路２０２は、対向するスラッシュ面１２０、１２２の間でおよび／または隣接して単一本体１０２のシール部分１５４を通って延びることができる。第１の冷却通路２０２はまた、プレナム２００とシール部分１５４のＨＧＰ表面１６０との間で半径方向にシール部分１５４内に位置決めされ得る。図８および図９に示す非限定的な例では、本明細書で説明するように、第１の冷却通路２０２の少なくとも一部は、プレナム２００と半径方向に整列され得る。また、本明細書で説明するように、第１の冷却通路２０２は、プレナム２００と流体連通してもよい。
【0054】
第１の冷却通路２０２は、複数の別個のセグメント、セクション、および／または部分を含むことができる。例えば、第１の冷却通路２０２は、前方部２０６と、後方部２０８との間に位置決めおよび／または延びる中央部２０４を含んでもよい。図８および図９に示すように、第１の冷却通路２０２の中央部２０４は、単一本体１０２のシール部分１５４の前方端部１５６と後方端部１５８との間に中央に形成および／または位置決めすることができる。第１の冷却通路２０２の前方部２０６は、シール部分１５４の前方端部１５６に直接隣接して、かつ中央部２０４の軸方向に隣接しておよび／または軸方向上流に形成および／または位置決めされ得る。同様に、第１の冷却通路２０２の後方部２０８は、前方部２０６の反対側で、シール部分１５４の後方端部１５８に直接隣接して形成および／または位置決めすることができる。加えて、後方部２０８は、中央部２０４に軸方向に隣接しておよび／または軸方向下流に形成されてもよい。非限定的な例では、中央部２０４は、最も冷却を必要とする前方端部１５６と後方端部１５８との間の所定の軸方向位置でシール部分１５４に形成することができる。すなわち、中央部２０４は、本明細書で説明するように、タービン２８の動作効率および／またはタービン２８内のタービンシュラウド１００の動作寿命を改善するために、タービンシュラウド１００内で最も冷却を必要とし、かつ／または最大の熱交換を要求するシール部分１５４のＨＧＰ表面１６０の軸方向部分と半径方向に整列することができる。
【0055】
図８および図９に示す非限定的な例では、第１の冷却通路２０２の部分２０４、２０６、２０８の各々は、別個のサイズまたは寸法を含み得る。具体的には、第１の冷却通路２０２の中央部２０４は、第１の寸法を含むことができ、前方部２０６は、第２の寸法を含むことができ、後方部２０８は、第３の寸法を含むことができる。第１の冷却通路２０２の中央部２０４の第１の寸法は、後方部２０８の第３の寸法よりも大きくてもよいが、前方部２０６の第２の寸法よりも小さくてもよい。第１の冷却通路２０２、およびその様々な部分２０４、２０６、２０８の寸法は、限定はしないが、タービンシュラウド１００のサイズ、シール部分１５４を形成する様々な壁の厚さ、タービンシュラウド１００の冷却要求、前方部２０６／後方部２０８（および本明細書で説明する追加の冷却通路）への所望の冷却流量／速度、ならびに／またはタービンシュラウド１００の前方端部１５６および／もしくは後方端部１５８の幾何学的形状もしくは形状を含む様々な要因に依存し得る。
【0056】
タービンシュラウド１００の単一本体１０２に形成されたプレナム２００および第１の冷却通路２０２は、第１のリブ２１０によって分離され得る。すなわち、図８および図９に示すように、第１のリブ２１０は、第１の冷却通路２０２とプレナム２００との間で単一本体１０２のシール部分１５４に形成され得、それらを分離し得る。本明細書で説明する他の特徴と同様に、第１のリブ２１０は、タービンシュラウド１００の単一本体１０２と一体に形成され得、ＨＧＰ表面１６０から半径方向外向きのシール部分１５４内に形成され得る。加えて、第１のリブ２１０は、対向するスラッシュ面１２０、１２２の間で単一本体１０２内に延びることができ、対向するスラッシュ面１２０、１２２と一体に形成することができる。
【0057】
第１の冷却通路２０２に冷却流体を提供するために、タービンシュラウド１００の単一本体１０２はまた、全体を通して形成された第１の複数の衝突開口部２１２を含むことができる。すなわち、図８および図９に示すように、単一本体１０２は、第１のリブ２１０を通して形成された第１の複数の衝突開口部２１２を含むことができる。第１のリブ２１０を通して形成された第１の複数の衝突開口部２１２は、プレナム２００と第１の冷却通路２０２とを流体結合することができる。本明細書で説明するように、ガスタービンシステム１０（図１参照）の動作中、冷却流体は、プレナム２００から第１の複数の衝突開口部２１２を通って第１の冷却通路２０２に流れ、タービンシュラウド１００を実質的に冷却することができる。
【0058】
図８および図９に示すように、第１のリブ２１０を通して形成された衝突開口部２１２のサイズおよび／または数は、単なる例示であることが理解される。したがって、タービンシュラウド１００は、より大きいまたはより小さい衝突開口部２１２を含むことができ、かつ／または内部に形成されたより多くのまたはより少ない衝突開口部２１２を含むことができる。加えて、第１の複数の衝突開口部２１２がサイズおよび／または形状が実質的に均一であるように示されているが、タービンシュラウド１００に形成された第１の複数の衝突開口部２１２の各々は、別個のサイズおよび／または形状を含み得ることが理解される。タービンシュラウド１００の単一本体１０２に形成された衝突開口部２１２のサイズ、形状、および／または数は、動作中のガスタービンシステム１０の動作特性（例えば、曝露温度、曝露圧力、タービンケーシング３６内の位置など）に少なくとも部分的に依存し得る。追加的または代替的に、衝突開口部２１２のサイズ、形状、および／または数は、タービンシュラウド１００／第１の冷却通路２０２の特性（例えば、第１のリブ２１０の厚さ、第１の冷却通路２０２の寸法、第１の冷却通路２０２の容積、プレナム２００の寸法／容積など）に少なくとも部分的に依存し得る。
【0059】
第１の冷却通路２０２に加えて、タービンシュラウド１００はまた、第２の冷却通路２１８を含むことができる。第２の冷却通路２１８は、タービンシュラウド１００の単一本体１０２内に形成、位置決め、および／または延びることができる。すなわち、図８および図９に示すように、第２の冷却通路２１８は、シール部分１５４の前方端部１５６に隣接するタービンシュラウド１００の単一本体１０２内に延びてもよい。第２の冷却通路２１８はまた、対向するスラッシュ面１２０、１２２の間でおよび／または隣接して単一本体１０２のシール部分１５４内に形成および／または延びることができる。非限定的な例では、第２の冷却通路２１８は、第１の冷却通路２０２の中央部２０４および前方部２０６に隣接する単一本体１０２のシール部分１５４内に形成および／または延びてもよい。より具体的には、第２の冷却通路２１８は、第１の冷却通路２０２の中央部２０４に隣接してその上流に位置決めすることができ、第１の冷却通路２０２の前方部２０６から半径方向内向きに位置決めすることもできる。非限定的な例では、第２の冷却通路２１８は、第１の冷却通路２０２の前方部２０６とシール部分１５４のＨＧＰ表面１６０との間に形成または位置決めされてもよい。
【0060】
第２の冷却通路２１８はまた、第２のリブ２２０によって第１の冷却通路２０２の前方部２０６から分離されてもよい。すなわち、図８および図９に示すように、第２のリブ２２０は、第１の冷却通路２０２と第２の冷却通路２１８との間に形成され得、それらを分離し得る。第２のリブ２２０は、タービンシュラウド１００の単一本体１０２と一体に形成されてもよく、シール部分１５４の前方端部１５６に隣接して形成されてもよい。加えて、第２のリブ２２０は、単一本体１０２の対向するスラッシュ面１２０、１２２の間で単一本体１０２のシール部分内に延びることができ、対向するスラッシュ面１２０、１２２と一体に形成することができる。
【0061】
タービンシュラウド１００の第２の冷却通路２１８はまた、タービンシュラウド１００の第１の冷却通路２０２と流体連通および／または流体結合することができる。より具体的には、第２の冷却通路２１８は、第１の冷却通路２０２の前方部２０６と直接流体連通してもよい。図８および図９に示す非限定的な例では、単一本体１０２のシール部分１５４は、第２のリブ２２０を通して形成された第２の複数の衝突開口部２２２を含み得る。第２のリブ２２０を通して形成された第２の複数の衝突開口部２２２は、第１の冷却通路２０２、より具体的には前方部２０６と第２の冷却通路２１８とを流体結合し得る。本明細書で説明するように、ガスタービンシステム１０（図１参照）の動作中、第１の冷却通路２０２の前方部２０６を通って流れる冷却流体は、第２の複数の衝突開口部２２２を通過または流れて第２の冷却通路２１８に至り、タービンシュラウド１００を実質的に冷却することができる。
【0062】
第１の複数の衝突開口部２１２と同様に、図８および図９に示すように、第２のリブ２２０を通して形成された第２の複数の衝突開口部２２２のサイズ、形状、および／または数は、単なる例示である。したがって、タービンシュラウド１００は、より大きいまたはより小さい衝突開口部２２２、様々なサイズの衝突開口部２２２を含むことができ、かつ／または内部に形成されたより多くのまたはより少ない衝突開口部２２２を含むことができる。
【0063】
また、図８および図９に示すように、タービンシュラウド１００の単一本体１０２は、複数の前方排気孔２２４を含むことができる。複数の前方排気孔２２４は、第２の冷却通路２１８と流体連通することができる。より具体的には、複数の前方排気孔２２４の各々は、タービンシュラウド１００の第２の冷却通路２１８と流体連通してもよく、そこから軸方向に延びてもよい。図８および図９に示す非限定的な例では、複数の前方排気孔２２４は、第２の冷却通路２１８からシール部分１５４の前方端部１５６へと、単一本体１０２を通って延びることができる。すなわち、複数の前方排気孔２２４の各々は、シール部分１５４の前方端部１５６を通して形成され得、第２の冷却通路２１８に流体結合されるように単一本体１０２を通って軸方向に延び得る。動作中、本明細書で説明するように、複数の前方排気孔２２４は、シール部分１５４の前方端部１５６に隣接する第２の冷却通路２１８から、タービン２８を通って流れる燃焼ガス２６の高温ガス流路（ＦＰ）に冷却流体を排出してもよい。
【0064】
図８および図９の非限定的な例に示す前方排気孔２２４の数は、単なる例示であることが理解される。したがって、シール部分１５４の前方端部１５６は、図８および図９に示すものよりも多いかまたは少ない前方排気孔２２４を含むことができる。加えて、実質的に長方形および線形であるとして示されているが、前方排気孔２２４は、実質的に丸形および／または非線形の開口部、チャネルおよび／またはマニホルドであり得ることが理解される。
【0065】
また、図８および図９に示す非限定的な例では、タービンシュラウド１００の単一本体１０２はまた、第３の冷却通路２２６を含むことができる。第３の冷却通路２２６は、タービンシュラウド１００の単一本体１０２のシール部分１５４内に形成、位置決め、および／または延びることができる。すなわち、第３の冷却通路２２６は、シール部分１５４の後方端部１５８に隣接する単一本体１０２内に延びてもよい。第３の冷却通路２２６はまた、対向するスラッシュ面１２０、１２２の間でおよび／または隣接して単一本体１０２のシール部分１５４内に形成および／または延びることができる。非限定的な例では、第３の冷却通路２２６は、第１の冷却通路２０２の中央部２０４および後方部２０８に隣接するシール部分１５４内に形成および／または延びてもよい。より具体的には、第３の冷却通路２２６は、第１の冷却通路２０２の中央部２０４に隣接してその下流に位置決めすることができ、第１の冷却通路２０２の後方部２０８から半径方向内向きに位置決めすることもできる。非限定的な例では、第３の冷却通路２２６は、第１の冷却通路２０２の後方部２０８とシール部分１５４の内側ＨＧＰ表面１６０との間に形成または位置決めされてもよい。
【0066】
第３の冷却通路２２６はまた、第３のリブ２２８によって第１の冷却通路２０２の後方部２０８から分離されてもよい。すなわち、図８および図９に示すように、第３のリブ２２８は、第１の冷却通路２０２と第３の冷却通路２２６との間に形成され得、それらを分離し得る。第３のリブ２２８は、タービンシュラウド１００の単一本体１０２と一体に形成されてもよく、シール部分１５４の後方端部１５８に隣接して形成されてもよい。加えて、第３のリブ２２８は、単一本体１０２の対向するスラッシュ面１２０、１２２の間で単一本体１０２のシール部分１５４内に延びることができ、対向するスラッシュ面１２０、１２２と一体に形成することができる。
【0067】
タービンシュラウド１００の第３の冷却通路２２６はまた、タービンシュラウド１００の第１の冷却通路２０２と流体連通および／または流体結合することができる。より具体的には、第３の冷却通路２２６は、第１の冷却通路２０２の後方部２０８と直接流体連通してもよい。図８および図９に示す非限定的な例では、単一本体１０２のシール部分１５４は、第３のリブ２２８を通して形成された第３の複数の衝突開口部２３０を含み得る。第３のリブ２２８を通して形成された第３の複数の衝突開口部２３０は、第１の冷却通路２０２、より具体的には後方部２０８と第３の冷却通路２２６とを流体結合し得る。本明細書で説明するように、ガスタービンシステム１０（図１参照）の動作中、第１の冷却通路２０２の後方部２０８を通って流れる冷却流体は、第３の複数の衝突開口部２３０を通過または流れて第３の冷却通路２２６に至り、タービンシュラウド１００を実質的に冷却することができる。
【0068】
第２の複数の衝突開口部２２２と同様に、第３のリブ２２８を通して形成された第３の複数の衝突開口部２３０のサイズ、形状、および／または数は、単なる例示であり、動作中のガスタービンシステム１０の動作特性、および／またはタービンシュラウド１００／第３の冷却通路２２６の特性に少なくとも部分的に依存し得る。したがって、タービンシュラウド１００は、第３のリブ２２８を通して形成されたより多くのまたはより少ない衝突開口部２３０を含むことができる。
【0069】
また、図８および図９に示すように、タービンシュラウド１００は、複数の後方排気孔２３２を含むことができる。複数の後方排気孔２３２は、第３の冷却通路２２６と流体連通することができる。より具体的には、複数の後方排気孔２３２の各々は、タービンシュラウド１００の第３の冷却通路２２６と流体連通してもよく、そこから軸方向に延びてもよい。非限定的な例では、複数の後方排気孔２３２は、第３の冷却通路２２６からシール部分１５４の後方端部１５８へと、単一本体１０２を通って軸方向に延びることができる。すなわち、複数の後方排気孔２３２の各々は、シール部分１５４の後方端部１５８を通して形成され得、第３の冷却通路２２６に流体結合されるように単一本体１０２を通って軸方向に延び得る。本明細書で説明するように、複数の後方排気孔２３２は、シール部分１５４の後方端部１５８に隣接する第３の冷却通路２２６から、タービン２８を通って流れる燃焼ガス２６の高温ガス流路（ＦＰ）に冷却流体を排出してもよい。
【0070】
複数の前方排気孔２２４と同様に、図８および図９の非限定的な例に示す後方排気孔２３２の数は、単なる例示であることが理解される。したがって、シール部分１５４の後方端部１５８は、図８および図９に示すものよりも多いかまたは少ない後方排気孔２３２を含むことができる。加えて、後方排気孔２３２の形状（例えば、実質的に長方形および線形）は、単なる例示であり、単一本体１０２に含まれる複数の排気孔２３２の各々は、実質的に別個の形状（例えば、非線形の開口部、チャネルおよび／またはマニホルド）で形成され得る。
【0071】
シール部分１５４の前方端部１５６および後方端部１５８から冷却流体を排気することに加えて、タービンシュラウド１００は、タービンシュラウド１００用の単一本体１０２の対向するスラッシュ面１２０、１２２から冷却流体を排気する追加の特徴を含むことができる。図１０および図１１を参照し、先に図５および図６に示したように、タービンシュラウド１００の単一本体１０２は、２つの対向するスラッシュ面１２０、１２２の各々に形成された排気チャネル２３４を含むことができる。すなわち、単一本体１０２の第１のスラッシュ面１２０および第２のスラッシュ面１２２の各々は、内部に形成され、それぞれ第１のスラッシュ面１２０および第２のスラッシュ面１２２に実質的に露出する排気チャネル２３４を含み得る。各排気チャネル２３４は、対向するスラッシュ面１２０、１２２の少なくとも一部にわたって軸方向に延びることができる。図１０および図１１に示す非限定的な例では、排気チャネル２３４は、ＨＧＰシールスロット１６６から半径方向外向きに形成および／もしくは位置決めされ得、かつ／または単一本体１０２の支持部分１３４と対向するスラッシュ面１２０、１２２に形成されたＨＧＰシールスロット１６６との間に半径方向に形成および／もしくは位置決めされ得る。排気チャネル２３４は、第１の冷却通路２０２と流体連通することができる。図１０に示す非限定的な例では、排気チャネル２３４は、本明細書で説明される第２の冷却通路２１８、および導管２３６、２３８を介して第１の冷却通路２０２と流体連通し得る。ガスタービンシステム１０（図１参照）の動作中、冷却流体の少なくとも一部は、ＨＧＰシールスロット１６６から半径方向外向きにある排気チャネル２３４を通してタービンシュラウド１００から排出することができる。
【0072】
タービンシュラウド１００のために単一本体１０２に形成された導管２３６、２３８は、排気チャネル２３４を単一本体１０２のシール部分１５４内に形成された冷却通路に流体結合することができる。例えば、図１０に示すように、第１の導管２３６は、第２の冷却通路２１８と第１のスラッシュ面１２０に形成された排気チャネル２３４との間に延び、それらを流体結合することができる。第１の導管２３６は、第２の冷却通路２１８から第１のスラッシュ面１２０に向かって単一本体１０２のシール部分１５４を通して形成および／または延びてもよく、第２の冷却通路２１８と第１のスラッシュ面１２０に形成された排気チャネル２３４の両方と流体連通してもよい。加えて、図１０に示す非限定的な例では、第２の導管２３８は、第２の冷却通路２１８と第２のスラッシュ面１２２に形成された排気チャネル２３４との間に延び、それらを流体結合することができる。第２の導管２３８は、第１の導管２３６の円周方向反対側で、第２の冷却通路２１８から第２のスラッシュ面１２２に向かって単一本体１０２のシール部分１５４を通して形成および／または延びることができる。第２の導管２３８はまた、第２の冷却通路２１８と第２のスラッシュ面１２２に形成された排気チャネル２３４の両方と流体連通してもよい。第１の冷却通路２０２、より具体的には前方部２０６が第２の冷却通路２１８と流体連通しているため、非限定的な例の第１の冷却通路２０２はまた、本明細書で説明するように、排気チャネル２３４に冷却流体を提供するために導管２３６、２３８と流体連通してもよい。
【0073】
図５、図６、図１０および図１１に示す非限定的な例では、タービンシュラウド１００の単一本体１０２はまた、複数のスラッシュ面排気孔２４０（図１０に仮想線で示す）を含むことができる。複数のスラッシュ面排気孔２４０は、シール部分１５４の前方端部１５６と後方端部１５８との間で、単一本体１０２の２つの対向するスラッシュ面１２０、１２２の各々に形成されてもよい。すなわち、単一本体１０２の第１のスラッシュ面１２０および第２のスラッシュ面１２２の各々は、内部に形成された複数のスラッシュ面排気孔２４０を含み得、複数のスラッシュ面排気孔２４０は、それぞれ第１のスラッシュ面１２０および第２のスラッシュ面１２２で実質的に露出され得る。図５、図６、図１０、および図１１に示す非限定的な例では、複数のスラッシュ面排気孔２４０はまた、ＨＧＰシールスロット１６６から半径方向内向きに形成および／もしくは位置決めすることができ、かつ／または対向するスラッシュ面１２０、１２２に形成されたＨＧＰシールスロット１６６とシール部分１５４のＨＧＰ表面１６０との間に半径方向に形成および／もしくは位置決めすることができる。本明細書で説明するように、複数のスラッシュ面排気孔２４０は、排気チャネル２３４と流体連通することができる。ガスタービンシステム１０（図１参照）の動作中、冷却流体の少なくとも一部は、本明細書で説明するように、ＨＧＰシールスロット１６６から半径方向内向きに複数のスラッシュ面排気孔２４０を通ってタービンシュラウド１００から、燃焼ガス２６の流路に排出され得る。図５、図６、図１０、および図１１の非限定的な例に示すスラッシュ面排気孔２４０の数は、単なる例示であることが理解される。したがって、単一本体１０２の対向するスラッシュ面１２０、１２２は、図に示すものよりも多いかまたは少ないスラッシュ面排気孔２４０を含むことができる。
【0074】
複数のスラッシュ面排気孔２４０は、排気チャネル２３４と流体連通することができ、かつ／または排気チャネル２３４に流体結合することができる。図１０および図１１に示す非限定的な例では、単一本体１０２は、排気チャネル２３４と複数のスラッシュ面排気孔２４０とを流体結合する複数の接続導管２４２（図１０に仮想線で示す）を含むことができる。複数の接続導管２４２は、２つの対向するスラッシュ面１２０、１２２の各々に隣接して、単一本体１０２のシール部分１５４に形成されてもよい。すなわち、複数の接続導管２４２の各々は、単一本体１０２の第１のスラッシュ面１２０または第２のスラッシュ面１２２のいずれかに隣接して、シール部分１５４に形成され得る。複数の接続導管２４２の各々は、排気チャネル２３４と、対向するスラッシュ面１２０、１２２のいずれかに形成された複数のスラッシュ面排気孔２４０との間に半径方向に延びることができ、それらを流体結合することができる。本明細書で説明するように、ガスタービンシステム１０（図１参照）の動作中、導管２３６、２３８を介して排気チャネル２３４に提供される冷却流体の少なくとも一部は、複数の接続導管２４２を通って流れ、続いて複数のスラッシュ面排気孔２４０に提供されてそこから排気され得る。
【0075】
ガスタービンシステム１０（図１参照）の動作中、冷却流体は、単一本体１０２を通って流れてタービンシュラウド１００を冷却することができる。より具体的には、タービンシュラウド１００がガスタービンシステム１０の動作中にタービン２８（図２参照）の高温ガス流路を通って流れる燃焼ガス２６に曝されて温度が上昇するにつれて、冷却流体は、タービンシュラウド１００を冷却するために単一本体１０２を通して形成および／または延びる様々な特徴（例えば、プレナム２００、通路２０２、２１８、２２６、排気チャネル２３４など）に提供され得、かつ／またはそれらを通って流れ得る。非限定的な例では、冷却流体は、タービン２８の別個の部分、特徴および／またはエリアから単一本体１０２の支持部分１０４に隣接するタービンシュラウド１００に最初に提供されてもよい。冷却流体は、支持部分１０４の第１の表面１２６に形成された入口開口部１６８を通ってプレナム２００に流れることができる。単一本体１０２が単一のプレナム２００を含む図８～図１１に示す非限定的な例では、冷却流体は、各入口開口部１６８を通って半径方向に流れ得、プレナム２００内で収集および／または混合され得る。加えて、タービンシュラウド１００が入口開口部１６８（図７参照）を覆ったおよび／または少なくとも部分的に覆う第１の表面１２６に取り付けられたメータプレート１７０を含む場合、メータプレート１７０は、入口開口部１６８を通ってプレナム２００に流れる冷却流体の量、および／または冷却流体が入口開口部１６８を通ってプレナム２００に流れる圧力を調節することができる。
【0076】
冷却流体は、入口開口部１６８から、プレナム２００を通ってシール部分１５４のＨＧＰ表面１６０に向かって、および／またはシール部分１５４内に形成された冷却通路２０２、２１８、２２６に向かって半径方向に流れることができる。より具体的には、プレナム２００に提供される冷却流体は、第１のリブ２１０に向かって半径方向に流れ、続いて第１の複数の衝突開口部２１２を通って第１の冷却通路２０２に流れることができる。非限定的な例では、冷却流体は、第１のリブ２１０に形成された第１の複数の衝突開口部２１２を通って流れ得、第１の冷却通路２０２の中央部２０４に最初に入り得る。第１の冷却通路２０２の中央部２０４へと／を通って流れる冷却流体は、タービンシュラウド１００のシール部分１５４のＨＧＰ表面１６０から熱を冷却および／または受容することができる。本明細書で説明するように、中央部２０４を通って流れる冷却流体は、タービンシュラウド１００内で最も冷却を必要とし、かつ／または最大の熱交換を要求するシール部分１５４のＨＧＰ表面１６０の軸方向部分を冷却することができる。第１の冷却通路２０２内に入ると、冷却流体は、分散され得、かつ／またはシール部分１５４の前方端部１５６または後方端部１５８の一方に向かって軸方向に流れ得る。より具体的には、第１の冷却通路２０２の中央部２０４の冷却流体は、第１の冷却通路２０２の前方部２０６または第１の冷却通路２０２の後方部２０８に軸方向に流れることができる。冷却流体は、例えば、第１の冷却通路２０２内の内部圧力の結果として第１の冷却通路２０２のそれぞれの部分２０６、２０８および／または単一本体１０２のシール部分１５４の端部１５６、１５８に流れることができる。
【0077】
冷却流体が第１の冷却通路２０２のそれぞれの部分２０６、２０８および／またはシール部分１５４の端部１５６、１５８に流れた後、冷却流体は、タービンシュラウド１００の単一本体１０２内に形成および／または延びる別個の冷却通路２１８、２２６に流れ、タービンシュラウド１００の冷却および／または熱の受容を続けることができる。例えば、シール部分１５４の前方端部１５６および／または第１の冷却通路２０２の前方部２０６に流れる冷却流体の一部は、続いて第２の冷却通路２１８に流れてもよい。冷却流体は、単一本体１０２の第２のリブ２２０を通して形成された第２の複数の衝突開口部２２２を介して第１の冷却通路２０２の前方部２０６から第２の冷却通路２１８に流れることができる。第２の冷却通路２１８内に入ると、冷却流体は、タービンシュラウド１００の冷却および／またはタービンシュラウド１００からの熱の受容／放散を続けることができる。同時に、シール部分１５４の後方端部１５８および／または第１の冷却通路２０２の後方部２０８に流れる冷却流体の別個の部分は、続いて第３の冷却通路２２６に流れてもよい。冷却流体は、単一本体１０２の第３のリブ２２８を通して形成された第３の複数の衝突開口部２３０を介して第１の冷却通路２０２の後方部２０８から第３の冷却通路２２６に流れることができる。第３の冷却通路２２６内に入ると、冷却流体は、タービンシュラウド１００の冷却および／またはタービンシュラウド１００からの熱の受容／放散を続けることができる。
【0078】
第２の冷却通路２１８から、冷却流体の一部は、複数の前方排気孔２２４を通って流れ、シール部分１５４の前方端部１５６に隣接して排気され、タービン２８（図２参照）を通って流れる燃焼ガス２６の高温ガス流路に流れ得る。加えて、第３の冷却通路２２６に含まれる冷却流体の一部は、複数の後方排気孔２３２を通って流れ、シール部分１５４の後方端部１５８に隣接して排気され、タービン２８（図２参照）を通って流れる燃焼ガス２６の高温ガス流路に最終的に流れ得る。
【0079】
前方排気孔２２４または後方排気孔２３２から排気されない冷却流体の別個の部分は、タービンシュラウド１００の他の特徴に提供され得る。例えば、第２の冷却通路２１８に流れる冷却流体の別個の部分は、排気チャネル２３４に提供されてもよい。より具体的には、冷却流体の別個の部分は、第２の冷却通路２１８から導管２３６、２３８に流れることができ、続いてタービンシュラウド１００の単一本体１０２の対向するスラッシュ面１２０、１２２に形成された排気チャネル２３４に提供することができる。導管２３６、２３８は、冷却流体を排気チャネル２３４に流すことができ、排気チャネル２３４に提供される冷却流体の少なくとも一部は、ＨＧＰシールスロット１６６および内部に位置決めされたシール構成要素（図示せず）の半径方向外向きおよび／または上に排気チャネル２３４から排気されてもよい。排気チャネル２３４から排気された冷却流体は、ＨＧＰシールスロット１６６内に位置決めされたシール構成要素によって燃焼ガス２６の流路から分離される冷却流体排出エリアに排気され得る。
【0080】
加えて、非限定的な例では、排気チャネル２３４に提供される冷却流体の一部は、排気チャネル２３４と、対向するスラッシュ面１２０、１２２に形成された複数のスラッシュ面排気孔２４０との間に延び、それらを流体結合する複数の接続導管２４２に提供され得る。複数の接続導管２４２は、排気チャネル２３４から複数のスラッシュ面排気孔２４０の各々に冷却流体を流すことができ、次にＨＧＰシールスロット１６６および内部に位置決めされたシール構成要素（図示せず）の半径方向内向きおよび／または下に冷却流体を排気し得る。複数のスラッシュ面排気孔２４０から排気された冷却流体は、前方排気孔２２４および／または後方排気孔２３２から排出された冷却流体と同様に、タービン２８の燃焼ガス２６の流路に排気され得る。
【0081】
引き続き図７～図１１を参照しながら図１２を参照して、単一本体１０２を含むタービンシュラウド１００の追加の特徴を以下で説明する。具体的には、図１２は、図７の線ＣＳ１－ＣＳ１に沿ったタービンシュラウド１００の側面断面図を示す。図１０～図１２に関して本明細書で説明する追加の特徴は、衝撃または停止事象（例えば、タービンブレードの停止）中／後、タービンシュラウド１００の所定のエリアにおける崩れ、崩壊、破壊および／または変形の方向を促進、誘導、または場合によっては画定し、タービンシュラウド１００がケーシング３６から外れるのを防止し、かつ／またはケーシング３６自体への損傷を防止することができる。
【0082】
図１０～図１２に示すように、タービンシュラウド１００の単一本体１０２はまた、中間部分１３４と一体に形成された少なくとも１つのブリッジ部材３００、３０２を含むことができる。より具体的には、単一本体１０２は、中間部分１３４内に位置決めおよび／または中間部分１３４と整列され、中間部分１３４の後方セグメント１３６と非線形セグメント１４２と一体におよび／またはそれらの間で（軸方向に）形成されたブリッジ部材３００、３０２を含むことができる。例えば、図１０～図１２に示すように、単一本体１０２は、中間部分１３４の後方セグメント１３６および非線形セグメント１４２と一体に、単一本体１０２の支持部分１０４とシール部分１５４との間で半径方向に形成された第１のブリッジ部材３００（図１０および図１１に仮想線で示す）を含むことができる。加えて、図１０～図１２に示す非限定的な例では、単一本体１０２は、中間部分１３４の後方セグメント１３６および非線形セグメント１４２と一体に、単一本体１０２の第１のブリッジ部材３００とシール部分１５４との間で半径方向に形成された第２のブリッジ部材３０２（図１０および図１１に仮想線で示す）を含むことができる。第２のブリッジ部材３０２はまた、第１のブリッジ部材３００の上流および／または半径方向内向きに単一本体１０２に形成されてもよく、支持部分１０４とシール部分１５４との間で第１のブリッジ部材３００と（軸方向に）整列されてもよい。
【0083】
単一本体１０２のブリッジ部材３００、３０２はまた、タービンシュラウド１００のプレナム２００内に位置決めされ、形成され、かつ／または少なくとも部分的に通って延びることができる。図１０～図１２に示すように、ブリッジ部材３００、３０２は、第１のスラッシュ面１２０と第２のスラッシュ面１２２との間で、それらから分離されてプレナム２００内に形成され、かつ／または部分的に通って延びることができる。すなわち、ブリッジ部材３００、３０２は、プレナム２００を通して第１のスラッシュ面１２０と第２のスラッシュ面１２２との間を完全には延び得ないが、むしろ第１のブリッジ部材３００および第２のブリッジ部材３０２は、プレナム２００を部分的に通って延び得、それぞれ第１のスラッシュ面１２０および第２のスラッシュ面１２２から円周方向に分離または離間され得る。加えて、非限定的な例に示すように、単一本体１０２のブリッジ部材３００、３０２は、プレナム２００の中央部分３０４（図１０および図１１参照）を部分的に通って形成および／または延びてもよい。この例では、プレナム２００の中央部分３０４は、タービンシュラウド１００の単一本体１０２の第１のスラッシュ面１２０と第２のスラッシュ面１２２との間に等距離に位置するまたは形成することができる。本明細書で説明するように、ブリッジ部材３００、３０２は、力（例えば、タービンブレードの停止）がタービンシュラウド１００のシール部分１５４に加えられるとタービンシュラウド１００の所定のおよび／または所望の破壊および／または変形を促進し、タービンシュラウド１００がケーシング３６から外れるのを防止し、かつ／またはケーシング３６への損傷を防止することができる。
【0084】
２つのブリッジ部材３００、３０２が図１０～図１２に示されているが、タービンシュラウド１００は、より多くのまたはより少ないブリッジ部材を含み得ることが理解される（図１３参照）。したがって、図に描かれているブリッジ部材の数は、単なる例示である。加えて、本明細書で同様に説明されるように、ブリッジ部材３００、３０２は、任意の適切な付加製造プロセスおよび／または方法を使用して、タービンシュラウド１００の単一本体１０２内に一体的に形成され得る。
【0085】
ブリッジ部材３００、３０２が中間部分１３４の後方セグメント１３６および非線形セグメント１４２と一体的に形成される結果として、タービンシュラウド１００の単一本体１０２はまた、プレナム２００内に形成された少なくとも１つの開口３０６、３０８を含むことができる。より具体的には、図１０～図１２に示すように、単一本体１０２は、中間部分１３４を通って延びるプレナム２００の一部内に形成され、ブリッジ部材３００、３０２によって少なくとも部分的に画定された開口３０６、３０８を含むことができる。タービンシュラウド１００の単一本体１０２が第１のブリッジ部材３００および第２のブリッジ部材３０２を含む非限定的な例では、単一本体１０２はまた、第１の開口３０６および第２の開口３０８を含むことができる。第１の開口３０６は、それぞれ第１のブリッジ部材３００と支持部分１０４との間、ならびに中間部分１３４の後方セグメント１３６と非線形セグメント１４２との間で、それらによって少なくとも部分的に画定された単一本体１０２内に形成され得る。加えて、第１の開口３０６は、単一本体１０２の支持部分１０４とシール部分１５４との間で半径方向に、中間部分１３４内に少なくとも部分的に形成されてもよい。第２の開口３０８は、それぞれ第１のブリッジ部材３００と第２のブリッジ部材３０２との間、ならびに中間部分１３４の後方セグメント１３６と非線形セグメント１４２との間で、それらによって少なくとも部分的に画定された単一本体１０２内に形成され得る。第２の開口３０８は、第１の開口３０６とシール部分１５４との間で半径方向に、中間部分１３４内に少なくとも部分的に形成されてもよい。
【0086】
単一本体１０２の開口３０６、３０８では、プレナム２００と流体連通することができる。すなわち、図１０～図１２に示すように、第１の開口３０６および第２の開口３０８は各々、プレナム２００と流体連通することができる。非限定的な例では、第１の開口３０６および第２の開口３０８は、中央部分３０４の両側に形成されたプレナム２００の別個の部分を流体結合し得る。動作中、プレナム２００に提供されるおよび／またはプレナム２００を通って流れる冷却流体はまた、冷却流体が第１の冷却通路２０２に提供される前に、第１の開口３０６および第２の開口３０８を通って流れることができる。本明細書で説明するように、ブリッジ部材３００、３０２と共に開口３０６、３０８は、力（例えば、タービンブレードの停止）がタービンシュラウド１００のシール部分１５４に加えられるとタービンシュラウド１００の所定のおよび／または所望の破壊および／または変形を促進し、タービンシュラウド１００がケーシング３６から外れるのを防止し、かつ／またはケーシング３６への損傷を防止することができる。
【0087】
２つの開口３０６、３０８が図１０～図１２に示されているが、タービンシュラウド１００は、より多くのまたはより少ない開口を含み得ることが理解される（図１３参照）。したがって、図に描かれている開口の数は、単なる例示である。タービンシュラウド１００のプレナム２００内に形成される開口の数は、少なくとも部分的に、タービンシュラウド１００の単一本体１０２内にも含まれおよび／または形成されるブリッジ部材の数に依存し得る。加えて、本明細書で同様に説明されるように、開口３０６、３０８は、任意の適切な付加製造プロセスおよび／または方法を使用して、タービンシュラウド１００の単一本体１０２内に一体的に形成され得る。
【0088】
タービンシュラウド１００の単一本体１０２はまた、空隙３１０を含むことができる。空隙３１０は、単一本体１０２の中間部分１３４内に形成され得る。図１０～図１２に示すように、単一本体１０２は、中間部分１３４の非線形セグメント１４２とシール部分１５４との間に形成された空隙３１０を含み得る。より具体的には、空隙３１０は、中間部分１３４の非線形セグメント１４２とＨＧＰ表面１６０および／またはシール部分１５４の第１の冷却通路２０２／第２の冷却通路２１８との間に形成することができる。空隙３１０はまた、単一本体１０２の中間部分１３４の前方セグメント１５０の一部に隣接して、軸方向に整列して、および／または実質的に下流に形成することができる。非限定的な例では、空隙３１０は、単一本体１０２の中間部分１３４と一体的に形成されたブリッジ部材３００、３０２、より具体的には第２のブリッジ部材３０２によってさらに画定されてもよい。開口３０６、３０８とは異なり、空隙３１０は、タービンシュラウド１００の単一本体１０２内に形成されたプレナム２００および／または複数の通路２０２、２１８、２２６と流体連通していなくてもよい。むしろ、空隙３１０は、タービンシュラウド１００の単一本体１０２内の別々の空洞、ポケット、空間、および／または材料の欠如として形成されてもよい。開口３０６、３０８およびブリッジ部材３００、３０２と同様に、本明細書で説明するように、空隙３１０は、力（例えば、タービンブレードの停止）がタービンシュラウド１００のシール部分１５４に加えられるとタービンシュラウド１００の所定のおよび／または所望の破壊および／または変形を促進し、タービンシュラウド１００がケーシング３６から外れるのを防止し、かつ／またはケーシング３６への損傷を防止することができる。
【0089】
単一の空隙３１０が図１０～図１２に示されているが、タービンシュラウド１００は、中間部分１３４の前方セグメント１５０に隣接して形成されたより多くの空隙を含み得ることが理解される。したがって、図に描かれている空隙の数は、単なる例示である。加えて、本明細書で同様に説明されるように、空隙３１０は、任意の適切な付加製造プロセスおよび／または方法を使用して、タービンシュラウド１００の単一本体１０２内に一体的に形成され得る。
【0090】
図１２に示す非限定的な例では、単一本体１０２のシール部分１５４はまた、後方端部１５８に隣接して延びる少なくとも１つの冷却通路２０２、２２６とシール部分１５４の後方端部１５８の一部との間に形成された後方領域３１２を含み得る。より具体的には、単一本体１０２のシール部分１５４は、第１の冷却通路２０２、第３の冷却通路２２６および／または第３のリブ２２８の後方端部１５８と後方部２０８との間に一体的に形成された後方領域３１２を含むことができる。シール部分１５４の後方領域３１２は、ＨＧＰ表面１６０から半径方向外向きに位置決めされてもよく、かつ／またはＨＧＰ表面１６０と中間部分１３４の後方セグメント１３６との間に半径方向に形成されてもよい。後方領域３１２はまた、単一本体１０２の第１のスラッシュ面１２０と第２のスラッシュ面１２２との間に形成および／または円周方向に延びることができる。図１２に示すように、後方領域３１２は、単一本体１０２のシール部分１５４に加えられる所定の力に応じて後方領域３１２の破壊および／または変形（例えば、崩壊）を促進する所定の寸法（Ｄ１）を含むことができる。すなわち、本明細書で説明するように、後方領域３１２は、後方領域３１２の破壊および／または変形（例えば、崩壊）を促進する所定の寸法（Ｄ１）を含むことができ、これにより停止事象中にタービンシュラウド１００がケーシング３６から外れるのを防止し、かつ／またはケーシング３６への損傷を防止することができる（図１４参照）。
【0091】
後方領域３１２と同様に、シール部分１５４に形成されたリブ２１０、２２０、２２８はまた、同様に所定の寸法（Ｄ２）を含み得る。第１のリブ２１０、第２のリブ２２０、および／または第３のリブ２２８の所定の寸法（Ｄ２）は、単一本体１０２のシール部分１５４に加えられる所定の力に応じて各リブ２１０、２２０、２２８の破壊および／または変形（例えば、崩壊）を促進し得る。すなわち、本明細書で説明するように、リブ２１０、２２０、２２８は、後方領域３１２の破壊および／または変形（例えば、崩壊）を促進する所定の寸法（Ｄ２）を含むことができ、これにより停止事象中にタービンシュラウド１００がケーシング３６から外れるのを防止し、かつ／またはケーシング３６への損傷を防止することができる。非限定的な例では、本明細書で説明するように、シール部分１５４のリブ２１０、２２０、２２８は、力がシール部分１５４に加えられるときに破壊、変形、および／または崩壊して力を吸収、緩衝、および／または放散させることができ、それにより単一本体１０２の支持部分１０４は、加えられた力から影響を受けず、かつ／またはタービンシュラウド１００とケーシング３６との間の結合を維持する（図１４参照）。
【0092】
図１２に示す非限定的な例では、第１のリブ２１０、第２のリブ２２０、および第３のリブ２２８の所定の寸法（Ｄ２）は、同様および／または実質的に同一であり得る。別の非限定的な例では、第１のリブ２１０、第２のリブ２２０、および第３のリブ２２８の各々の所定の寸法（Ｄ２）は、異なっていてもよい。例えば、第１のリブ２１０の所定の寸法（Ｄ２）は、第３のリブ２２８の所定の寸法（Ｄ２）よりも大きくてもよいが、第２のリブ２２０の所定の寸法（Ｄ２）よりも小さくてもよい。この非限定的な例では、第１のリブ２１０は、第２のリブ２２０よりも破壊または変形する可能性が高いが、力がシール部分１５４に加えられたとき、第３のリブ２２８より破壊または変形する可能性は低くなり得る。別の非限定的な例では、タービンシュラウド１００は、停止事象中に最も衝撃を受けるかつ／または最も大きな力を受けるリブの最大の所定の寸法（Ｄ２）を含むことができる。例えば、第１の冷却通路２０２の中央部２０４と半径方向に整列したＨＧＰ表面１６０の部分が停止事象中に最も大きな力を受ける可能性が最も高い場合、第１のリブ２１０の所定の寸法（Ｄ２）は、それぞれ第２のリブ２２０および第３のリブ２２８の所定の寸法（Ｄ２）よりも大きくてもよい。
【0093】
図１３は、タービンシュラウド１００の追加の非限定的な例を示す。具体的には、図１３は、図７の線ＣＳ４－ＣＳ４に沿った図１２の断面図と同様の、タービンシュラウド１００の別の非限定的な例の側面断面図を示す。同様の符号および／または名称を付した構成要素は、実質的に同様の様式で機能し得ることが理解される。これらの構成要素の冗長な説明は、明確化のために省略されている。
【0094】
図１３に示すように、タービンシュラウド１００の単一本体１０２は、単一のブリッジ部材３００と、内部に形成された単一の開口３０６のみとを含むことができる。非限定的な例では、ブリッジ部材３００は、中間部分１３４内に位置決めおよび／または中間部分１３４と整列され、中間部分１３４の後方セグメント１３６と非線形セグメント１４２と一体におよび／またはそれらの間で（軸方向に）形成され得る。加えて、ブリッジ部材３００は、単一本体１０２の開口３０６とシール部分１５４との間に半径方向に形成されてもよい。ブリッジ部材３００はまた、軸方向下流に位置決めされてもよく、空隙３１０を少なくとも部分的に画定してもよい。開口３０６は、それぞれブリッジ部材３００と支持部分１０４との間、ならびに中間部分１３４の後方セグメント１３６と非線形セグメント１４２との間で、それらによって少なくとも部分的に画定された単一本体１０２内に形成され得る。加えて、開口３０６は、単一本体１０２の支持部分１０４とブリッジ部材３００との間で半径方向に、中間部分１３４内に少なくとも部分的に形成されてもよい。本明細書で説明する開口３０６、３０８、ブリッジ部材３００、３０２と同様に、図１３に示す単一のブリッジ部材３００および単一の開口３０６は、力（例えば、タービンブレードの停止）がタービンシュラウド１００のシール部分１５４に加えられるとタービンシュラウド１００の所定のおよび／または所望の破壊および／または変形を促進し、タービンシュラウド１００がケーシング３６から外れるのを防止し、かつ／またはケーシング３６への損傷を防止することができる。
【0095】
図１４は、タービンブレード３８の単一の段、タービンブレード３８の単一の段を取り囲む２段のステータベーン４０Ａ、４０Ｂ、およびタービンシュラウド１００を含むタービン２８の拡大側面図を示す。同様の符号および／または名称を付した構成要素は、実質的に同様の様式で機能し得ることが理解される。これらの構成要素の冗長な説明は、明確化のために省略されている。
【0096】
図１４に示す非限定的な例では、タービンシュラウド１００は、タービン２８のケーシング３６に直接結合され得る。すなわち、タービンシュラウド１００は、タービンブレード３８の翼形部４６の先端部分４８から半径方向に隣接し、および／または外向きに、ケーシング３６および／またはケーシング３６の延長部５２に結合することができる。非限定的な例では、タービンシュラウド１００用の単一本体１０２の支持部分１０４は、延長部５２の開口部５４内に位置決めされ、かつ／または延長部５２によって受容されてもよい。加えて、前方端部１０６と一体に形成された前方フック１３０および支持部分１０４の後方端部１０８と一体に形成された後方フック１３２は、延長部５２の開口部５４内に位置決めされ得、延長部５２の一部と係合してタービンシュラウド１００をタービン２８のケーシング３６に固着、固定、および／または結合し得る。
【0097】
本明細書で説明するように、単一本体１０２の中間部分１３４の前方セグメント１５０は、ケーシング３６内にステータベーン４０Ａを固着するために利用することができる。例えば、前方セグメント１５０は、タービン２８内に含まれるステータベーン４０Ａの上流段に当接、接触、保持、および／または軸方向に隣接して位置決めすることができる。図１４に示す非限定的な例では、前方セグメント１５０は、棚１５２内に位置決めおよび／または固着された保持シール１７２と共に、固着構成要素５６に対して当接、接触、および／または圧縮力を提供し得、タービンシュラウド１００の上流に位置決めされたステータベーン４０Ａのプラットフォーム４２Ａに接触および／または結合され得る。
【0098】
加えて、本明細書で説明するように、中間部分１３４の後方セグメント１３６に形成された特徴はまた、ケーシング３６内にステータベーン４０Ｂを固着するのを支援および／または固着するために使用することができる。例えば、タービンシュラウド１００の軸方向下流に位置決めされたステータベーン４０Ｂのプラットフォーム４２Ｂの一部は、フランジ１３８に位置決めされ、かつ／または中間部分１３４の後方セクション１３６と一体に形成され、そこから（軸方向に）延びるフランジ１３８、１４０の間に固着され得る。非限定的な例では、ステータベーン４０Ｂのプラットフォーム４２Ｂの一部は、フランジ１３８、１４０の間に位置決めされ、かつ／またはフランジ１３８（またはロータ３０（図２参照）の下に半径方向に位置決めされたタービンシュラウドのフランジ１４０）に載置してタービン２８のタービンケーシング３６内にステータベーン４０Ｂを固着および／または固定することができる。ケーシング３６内のステータベーン４０Ｂの固着および／またはタービンシュラウド１００へのプラットフォーム４２Ｂの結合を支援するために、別の保持シール１７２をフランジ１３８、１４０の間に位置決めすることができ、タービンシュラウド１００のフランジ１３８、１４０の間に位置決めされたプラットフォーム４２Ｂの部分に接触させることができる。
【0099】
図３～図１３に関して本明細書で説明するように、中間部分１３４の前方セグメント１５０およびシール部分１５４の前方端部１５６は、タービンシュラウド１００の他の部分および／または単一本体１０２の特徴の軸方向上流に延びることができ、かつ／または単一本体１０２の軸方向最前方部分であってもよい。すなわち、図１４に示すように、単一本体１０２を含むタービンシュラウド１００がタービン２８のタービンケーシング３６内に位置決めされると、中間部分１３４の前方セグメント１５０およびシール部分１５４の前方端部１５６は、支持部分１０４の前方端部１０６、ならびに支持部分１０４の残りの部分／特徴の軸方向上流に位置決めされ得る。加えて、図１４に示すように、中間部分１３４の前方セグメント１５０およびシール部分１５４の前方端部１５６は、中間部分１３４の非線形セグメント１４２、ならびに中間部分１３４の残りの部分／特徴の軸方向上流に位置決めされ得る。中間部分１３４の前方セグメント１５０およびシール部分１５４の前方端部１５６はまた、シール部分１５４のすべての追加の部分／特徴（例えば、ＨＧＰ表面１６０）の軸方向上流に位置決めされてもよい。非限定的な例では、中間部分１３４の前方セグメント１５０およびシール部分１５４の前方端部１５６はまた、同様にタービンケーシング３６の延長部５２の軸方向上流に位置決めすることができる。単一本体１０２が支持部分１０４と、非線形セグメント１４２を有する中間部分１３４とを含むため、前方セグメント１５０および前方端部１５６は、支持部分１０４に直接結合もしくは接続、および／または一体に形成されることなく、実質的に片持ち状または片持ち様式で支持部分１０４の軸方向上流に位置決めされ得る。その結果、本明細書で説明するように、前方セグメントおよび前方端部１５６は、タービンシュラウド１００の他の部分（例えば、支持部分１０４、中間部分１３４）に望ましくない機械的応力または歪みを引き起こすことなく、タービン２８の動作中に熱膨張し得る。
【0100】
本明細書で説明するように、タービンシュラウド１００の様々な特徴は、力（Ｆ）（例えば、ブレードの停止）がシール部分１５４に加えられるとタービンシュラウド１００の所定のおよび／または所望の破壊および／または変形を促進または誘導することができる。例えば、停止事象中、タービンブレード３８または損傷したタービンブレード３８の一部は、ロータ３０から外れる場合があり、タービンシュラウド１００、より具体的にはタービン２８を通って流れる燃焼ガス２６の流路を画定するシール部分１５４に接触、ぶつかる、かつ／または力（Ｆ）を加え得る。タービンシュラウド１００がブリッジ部材３００、３０２、開口３０６、３０８、および／または内部に形成された空隙３１０を含む場合、タービンシュラウド１００は、タービンシュラウド１００のシール部分１５４に加えられる力（Ｆ）に応じて変形方向（ＤＤ）に変形、撓み、および／または屈曲し得る。より具体的には、図１４に示すように、図１２および図１３を参照すると、力（Ｆ）がシール部分１５４に加えられると、タービンシュラウド１００の中間部分１３４を通って延びるおよび／または内部に形成されたブリッジ部材３００、３０２、開口３０６、３０８、および空隙３１０は、変形方向（ＤＤ）でのタービンシュラウド１００の変形、撓み、および／または屈曲を可能にし、許容し、誘導し、かつ／または促進し得る。タービンシュラウド１００の変形は、タービンシュラウド１００がケーシング３６から外れるのを実質的に防止し、かつ／またはケーシング３６への損傷を防止することができる。
【0101】
非限定的な例では、前方端部１５６およびＨＧＰ表面１６０を含むシール部分１５４の前方部分、ならびに前方セグメント１５０、第２の端部１４６、および非線形セグメント１４２を含む中間部分１３４の前方部分は、ケーシング３６に向かって変形方向（ＤＤ）に変形、撓み、および／または屈曲し得る。変形方向（ＤＤ）での変形、撓み、および／または屈曲中、前方セグメント１５０は、棚１５２内に位置決めおよび／または固着された保持シール１７２と共に、固着構成要素５６に対して接触を維持し、かつ／または圧縮力を提供し続け、ケーシング３６内のステータベーン４０Ａのプラットフォーム４２Ａを維持することができる。加えて、シール部分１５４および中間部分１３４は、変形方向（ＤＤ）で変形、撓み、および／または屈曲するが、中間部分１３４の後方セグメント１３６は、所定の位置に留まるか、または変形方向（ＤＤ）でわずかに屈曲し得る。その結果、ステータベーン４０Ｂのプラットフォーム４２Ｂは、フランジ１３８に接触および／または位置決めされたまま、かつ／または中間部分１３４の後方セクション１３６と一体に形成されたフランジ１３８、１４０の間に固着され得る。加えて、非限定的な例では、フランジ１３８、１４０の間に位置決めされた保持シール１７２は、タービンシュラウド１００のフランジ１３８、１４０の間に位置決めされたプラットフォーム４２Ｂの部分との接触を維持し、タービンシュラウド１００が変形方向（ＤＤ）に変形、撓み、および／または屈曲した後にステータベーン４０Ｂをケーシング３６内に固着し、かつ／またはプラットフォーム４２Ｂをタービンシュラウド１００に結合することができる。
【0102】
別の非限定的な例では、タービンシュラウド１００内のブリッジ部材３００、３０２、開口３０６、３０８、および／または空隙３１０の形成に加えて、タービンシュラウド１００の形状はまた、変形方向（ＤＤ）におけるタービンシュラウド１００の変形、撓み、および／または屈曲を促進、誘導、および／または支援することができる。すなわち、シール部分１５４の第１の端部１５６および中間部分１３４の前方セグメント１５０は、支持部分１０４に直接接続されることなく、実質的に片持ち状に支持部分１０４の軸方向上流に延びるため、タービンシュラウド１００の一部は、ケーシング３６に向かって変形方向（ＤＤ）に変形、撓み、および／または屈曲し得る。加えて、単一本体１０２の中間部分１３４が非線形セグメント１４２、より具体的には湾曲セクション１４８を含むため、タービンシュラウド１００は、ケーシング３６に向かって変形方向（ＤＤ）に変形、撓み、および／または屈曲することができる。
【0103】
図１４に示すように変形方向（ＤＤ）での屈曲に加えて、またはそれとは別に、タービンシュラウド１００はまた、力（Ｆ）がシール部分１５４に加えられるときに破壊および／または崩壊を促進する特徴を含み得る。例えば、本明細書で説明するように、単一本体１０２のシール部分１５４は、所定の寸法（Ｄ１）を有する後方領域３１２を含むことができる。所定の寸法（Ｄ１）は、力（Ｆ）がシール部分１５４のＨＧＰ表面１６０に加えられるとき（例えば、ブレード停止事象）、後方領域３１２の破壊および／または崩壊／潰れを促進し得る。すなわち、タービンシュラウド１００の単一本体１０２は、タービン２８の所望の動作状態中にその構造的完全性を維持することができる所定の寸法（Ｄ１）を有する後方領域３１２を含むように形成することができる。しかしながら、停止事象の間、シール部分１５４に加えられる力（Ｆ）は、所定の寸法（Ｄ１）を含む後方領域３１２の結果として後方領域３１２を破壊および／または崩壊させ得る。
【0104】
後方領域３１２の破壊および／または崩壊の許容および／または促進により、力がタービンシュラウド１００のシール部分１５４を通して実質的に吸収および／または放散され得る。加えて、シール部分１５４の後方領域３１２が破壊および／または崩壊した後でも、タービンシュラウド１００の後方セグメント１３６への下流ステータベーン４０Ｂの結合は影響を受けず、かつ／または維持され得る。その結果、タービンシュラウド１００へのさらなる損傷が実質的に防止され得、タービンシュラウド１００はケーシング３６に結合されたままであり、ケーシング３６への損傷を防止することができる。加えて、シール部分１５４の後方領域３１２の破壊および／または崩壊を促進することによって、タービンシュラウド１００の動作効率の潜在的減少は、後方領域３１２の破壊および／または崩壊がシール部分１５４のＨＧＰ表面１６０によって（部分的に）画定された流路（ＦＰ）を実質的に変更しないため、停止事象中に実質的に最小化および／または排除され得る。したがって、本明細書で説明するように、タービンシュラウド１００が破壊／崩壊した後方領域３１２を含み、ケーシング３６内のステータベーン４０Ｂの結合および／または位置決めを維持し、流路を維持することができるので、ステータベーン４０Ｂに向かってＨＧＰ表面１６０上を流れる燃焼ガス２６が流路から逸脱（例えば、漏れ）することはない。
【0105】
後方領域３１２と同様に、単一本体１０２のシール部分１５４に形成された様々なリブ２１０、２２０、２２８は、力（Ｆ）がシール部分１５４に加えられるときに破壊および／または崩壊を促進し得る。すなわち、本明細書で説明するように、単一本体１０２の各リブ２１０、２２０、２２８は、力（Ｆ）がシール部分１５４のＨＧＰ表面１６０に加えられるとき（例えば、ブレード停止事象）、少なくとも１つのリブ２１０、２２０、２２８の破壊および／または崩壊／潰れを促進し得る所定の寸法（Ｄ２）を含むことができる。また、後方領域３１２と同様に、所定の寸法（Ｄ２）を有するリブ２１０、２２０、２２８は、タービン２８の所望の動作状態中に構造的完全性を維持し、プレナム２００および／またはシール部分１５４内に延びる様々な冷却通路２０２、２１８、２２６を画定／分離することができる。しかしながら、停止事象の間、シール部分１５４に加えられる力（Ｆ）は、少なくとも１つのリブ２１０、２２０、２２８を破壊および／または崩壊させ得る。リブ２１０、２２０、２２８が破壊および／または崩壊すると、各リブ２１０、２２０、２２８は、プレナム２００または第１の冷却通路２０２の対応する部分に押し込まれ得る。例えば、破壊および／または崩壊すると、第１のリブ２１０は、中間部分１３４に向かって半径方向外向きに押し出され得、プレナム２００内に少なくとも部分的に位置決めされてもよい。加えて、破壊および／または崩壊すると、第２のリブ２２０は、半径方向外向きに押し出され得、第１の冷却通路２０２の前方部２０６内に少なくとも部分的に位置決めされてもよく、第３のリブ２２８は、半径方向外向きに押し出され得、第１の冷却通路２０２の後方部２０８内に少なくとも部分的に位置決めされてもよい。
【0106】
リブ２１０、２２０、２２８の破壊および／または崩壊の許容および／または促進により、力がタービンシュラウド１００のシール部分１５４を通して実質的に吸収および／または放散され得る。すなわち、リブ２１０、２２０、２２８がロータ３０から半径方向外向きおよび／または中間部分１３４に向かって破壊および／または崩壊すると、ＨＧＰ表面１６０に加えられる力（Ｆ）は、シール部分１５４によって実質的に吸収および／または放散され得、それによりタービンシュラウド１００の中間部分１３４および／または支持部分１０４は、力（Ｆ）によって不所望に影響を受けない。加えて、シール部分１５４のリブ２１０、２２０、２２８が破壊および／または崩壊した後でも、タービンシュラウド１００への上流ステータベーン４０Ａおよび下流ステータベーン４０Ｂの結合は影響を受けず、かつ／または維持され得る。その結果、タービンシュラウド１００へのさらなる損傷が実質的に防止され得、タービンシュラウド１００はケーシング３６に結合されたままであり得る。また、リブ２１０、２２０、２２８の破壊および／または崩壊を促進することによって、タービンシュラウド１００の動作効率の潜在的減少は、リブ２１０、２２０、２２８の破壊および／または崩壊がシール部分１５４のＨＧＰ表面１６０によって（部分的に）画定された流路（ＦＰ）を実質的に変更しないため、停止事象中に実質的に最小化および／または排除され得る。すなわち、リブ２１０、２２０、２２８が破壊または崩壊する非限定的な例では、タービンシュラウドのシール部分１５４は、タービン２８のＨＧＰ表面１６０を維持し得る。したがって、リブ２１０、２２０、２２８が破壊／崩壊した後でも、タービンシュラウド１００がケーシング３６内でステータベーン４０Ｂの結合および／または位置決めを維持し、流路を維持することができるので、ステータベーン４０Ｂに向かってＨＧＰ表面１６０上を流れる燃焼ガス２６が流路から逸脱（例えば、漏れ）することはない。
【0107】
別の非限定的な例では、リブ２１０、２２０、２２８の破壊および／または崩壊により、シール部分１５４の一部が破壊され、および／またはタービンシュラウド１００から分離され得る。すなわち、リブ２１０、２２０、２２８が破壊および／または崩壊すると、ＨＧＰ表面１６０を含むシール部分１５４の一部、第１の冷却通路２０２の中央部２０４、第２の冷却通路２１８、第３の冷却通路２２６、およびリブ２１０、２２０、２２８は、タービンシュラウド１００の残りの部分から破壊および／または分離することができる。損傷した（例えば、ＨＧＰ表面１６０がない）タービンシュラウド１００は、燃焼ガス２６の流路を少なくとも部分的に画定し続け、タービンシュラウド１００がケーシング３６から外れるのを防止し、かつ／またはケーシング３６自体への損傷を防止することができる。この非限定的な例では、第１の冷却通路２０２の部分的な前方部２０６および後方部２０８、プレナム２００、ならびに中間部分１３４の後方セグメント１３６から延びるフランジ１３８を含むシール部分１５４の残りの部分は、流路を画定し得る。加えて、分離後、タービンシュラウド１００への上流ステータベーン４０Ａおよび下流ステータベーン４０Ｂの結合は影響を受けず、かつ／または維持され得る。その結果、依然としてケーシング３６に結合されたタービンシュラウド１００の残りの部分は、ケーシング３６の望ましくない露出を防止し、最終的にケーシング３６自体への損傷を防止することができる。
【0108】
タービンシュラウド１００内の位置および／または所定の寸法（Ｄ１、Ｄ２）を含むようにタービンシュラウド１００の各特徴を形成して破壊および／または変形を促進または誘導することに加えて、本明細書で説明されるタービンシュラウド１００の特徴は、力が加えられるときの破壊および／または変形を促進するために、別個の材料／構造的特性で形成されてもよい。すなわち、ブリッジ部材３００、３０２、後方領域３１２、および／またはリブ２１０、２２０、２２８は、単一本体１０２と一体に形成され得るが、タービンシュラウド１００の残りの特徴とは別個の材料／構造的特性を含み得る。例えば、ブリッジ部材３００、３０２、後方領域３１２、および／またはリブ２１０、２２０、２２８は、タービンシュラウド１００の残りの部分または特徴と同じ付加製造プロセスまたは技術を使用して形成することができる。しかしながら、これらの特徴を形成するための動作特性は、異なる場合がある。非限定的な例では、本明細書で説明するように、層状の粉末材料からブリッジ部材３００、３０２、後方領域３１２、および／またはリブ２１０、２２０、２２８を形成するレーザによる出力は、レーザが、例えば、中間部分１３４の後方セグメント１３６を形成するときのように、それほど強力でなく、強度が高くなく、かつ／または集中していなくてもよい。追加的または代替的に、ブリッジ部材３００、３０２、後方領域３１２、および／またはリブ２１０、２２０、２２８を形成するために使用される粉末材料の濃度または密度は、例えば、中間部分１３４の後方セグメント１３６を形成するために使用される粉末材料の濃度または密度よりも低くても小さくてもよい。その結果、タービンシュラウド１００に含まれるこれらの部分および／または特徴（例えば、ブリッジ部材３００、３０２、後方領域３１２、および／またはリブ２１０、２２０、２２８）は、本明細書で説明するように、力（Ｆ）が加えられるとタービンシュラウド１００の破壊および／または変形を促進し、タービンシュラウド１００がケーシング３６から外れるのを防止し、かつ／またはケーシング３６への損傷を防止することができる。
【0109】
タービンシュラウド１００は、いくつかの方法で形成することができる。一実施形態では、タービンシュラウド１００は、鋳造によって作製することができる。しかしながら、本明細書で述べるように、付加製造は、単一本体１０２を含むタービンシュラウド１００を製造するために特に適している。本明細書で使用する場合、付加製造（ＡＭ）は、従来のプロセスで行う材料の除去ではなく、材料の連続した層形成を通して物体を生成する任意のプロセスを含んでもよい。付加製造では、あらゆる種類の工具、金型または器具を使用することなく、かつ廃棄材料をほとんどまたは全く発生させずに複雑な幾何学的形状を作成することができる。その多くは切り取られ廃棄されることになるプラスチックまたは金属の固体ビレットから構成要素を機械加工する代わりに、付加製造に使用される材料は、部品を成形するために必要とされる材料のみである。付加製造プロセスは、限定はしないが、３Ｄ印刷、ラピッドプロトタイピング（ＲＰ）、直接デジタル製造（ＤＤＭ）、バインダジェッティング、選択的レーザ溶融（ＳＬＭ）および直接金属レーザ溶融（ＤＭＬＭ）を含むことができる。現在の設定では、ＤＭＬＭまたはＳＬＭが有利であることがわかっている。
【0110】
付加製造プロセスの例を説明するために、図１５は、物体９０２を生成するための例示のコンピュータ化された付加製造システム９００の概略／ブロック図を示す。この例では、システム９００は、ＤＭＬＭ用に構成される。本開示の一般的な教示は、他の形態の付加製造に同様に適用可能であることが理解される。物体９０２は、タービンシュラウド１００として示されている（図２～図１５参照）。ＡＭシステム９００は、一般に、コンピュータ化された付加製造（ＡＭ）制御システム９０４と、ＡＭプリンタ９０６とを含む。ＡＭシステム９００は、説明するように、ＡＭプリンタ９０６を使用して物体９０２を物理的に生成するためにタービンシュラウド１００を定義する一組のコンピュータ実行可能命令を含むコード９２０を実行する。各ＡＭプロセスは、例えば、細粒粉末、液体（例えば、ポリマー）、シートなどの形態の異なる原材料を使用することができ、そのストックは、ＡＭプリンタ９０６のチャンバ９１０に保持することができる。この場合、タービンシュラウド１００は、ガスタービンシステム１０（図１参照）の環境に耐えることができる金属または金属化合物から作製されてもよい。図示されているように、アプリケータ９１２は、ＡＭプリンタ９０６の構築プレート９１５上の空白キャンバスとして広がる原材料９１４の薄層を作成してもよく、これから最終物体の各連続スライスが作成される。他の場合では、アプリケータ９１２は、例えば金属バインダジェッティングプロセスが使用される場合、コード９２０によって定義されるように先の層上に次の層を直接適用または印刷してもよい。示されている例では、レーザまたは電子ビーム９１６は、コード９２０によって定義されるように、各スライスの粒子を融合するが、これは迅速に硬化する液体プラスチック／ポリマーが採用される場合には必要ではない。ＡＭプリンタ９０６の様々な部品は、各新しい層の追加に対応するように移動してもよく、例えば、各層の後で、構築プラットフォーム９１８は降下してもよく、および／またはチャンバ９１０および／またはアプリケータ９１２が上昇してもよい。
【0111】
ＡＭ制御システム９０４は、コンピュータプログラムコードとしてコンピュータ９３０に実装されて示されている。この点に関して、コンピュータ９３０は、メモリ９３２と、プロセッサ９３４と、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース９３６と、バス９３８とを含むものとして示されている。さらに、コンピュータ９３０は、外部Ｉ／Ｏデバイス／リソース９４０および記憶システム９４２と通信するように示されている。一般に、プロセッサ９３４は、本明細書に記載のタービンシュラウド１００を表すコード９２０からの命令の下で、メモリ９３２および／または記憶システム９４２に記憶されるＡＭ制御システム９０４などのコンピュータプログラムコードを実行する。コンピュータプログラムコードの実行時に、プロセッサ９３４は、メモリ９３２、記憶システム９４２、Ｉ／Ｏデバイス９４０および／またはＡＭプリンタ９０６からデータを読み出すことおよび／またはこれらにデータを書き込むことができる。バス９３８は、コンピュータ９３０の構成要素の各々の間の通信リンクを提供し、Ｉ／Ｏデバイス９４０は、ユーザのコンピュータとの相互作用を可能にする任意のデバイス９４０（例えば、キーボード、ポインティングデバイス、ディスプレイなど）を備えることができる。コンピュータ９３０は、ハードウェアおよびソフトウェアの考えられる様々な組合せの代表に過ぎない。例えば、プロセッサ９３４は、単一の処理ユニットを備えることができ、あるいは例えば、クライアントおよびサーバ上などの１つまたは複数の場所の１つまたは複数の処理ユニットに分散することができる。同様に、メモリ９３２および／または記憶システム９４２は、１つまたは複数の物理的な場所に存在していてもよい。メモリ９３２および／または記憶システム９４２は、磁気媒体、光学媒体、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）などを含む様々な種類の非一時的コンピュータ可読記憶媒体の任意の組合せを備えることができる。コンピュータ９３０は、ネットワークサーバ、デスクトップコンピュータ、ラップトップ、携帯デバイス、携帯電話機、ポケットベル、携帯情報端末などの任意の種類のコンピューティングデバイスを備えることができる。
【0112】
付加製造プロセスは、非一時的コンピュータ可読記憶媒体（例えば、メモリ９３２、記憶システム９４２など）にタービンシュラウド１００を表すコード９２０を記憶することによって始まる。前述のように、コード９２０は、外側電極を定義する一組のコンピュータ実行可能命令を含み、これはシステム９００によるコードの実行時に、先端を物理的に生成するために使用することができる。例えば、コード９２０は、タービンシュラウド１００の正確に定義された３Ｄモデルを含んでもよく、ＡｕｔｏＣＡＤ（登録商標）、ＴｕｒｂｏＣＡＤ（登録商標）、ＤｅｓｉｇｎＣＡＤ ３Ｄ Ｍａｘなどの多様な周知のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）ソフトウェアシステムのいずれかから生成することができる。この点に関し、コード９２０は、任意の現在知られているまたは後に開発されるファイルフォーマットとすることができる。例えば、コード９２０は、３Ｄ ＳｙｓｔｅｍｓのステレオリソグラフィＣＡＤプログラム用に生成された標準テッセレーション言語（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｓｅｌｌａｔｉｏｎ Ｌａｎｇｕａｇｅ、ＳＴＬ）によることができ、あるいは任意のＡＭプリンタ上で製作される任意の三次元物体の形状および構成の記述をあらゆるＣＡＤソフトウェアにとって可能にするように設計された拡張マークアップ言語（ＸＭＬ）ベースのフォーマットである米国機械学会（ＡＳＭＥ）規格の付加製造ファイル（ＡＭＦ）によることができる。コード９２０は、必要に応じて、異なるフォーマット間での転換、一組のデータ信号への変換および送信、一組のデータ信号としての受信およびコードへの変換、記憶などが可能である。コード９２０は、システム９００への入力であってよく、部品設計者、知的財産（ＩＰ）プロバイダ、設計会社、システム９００のオペレータもしくは所有者から、または他のソースからもたらされてもよい。いずれにしても、ＡＭ制御システム９０４は、コード９２０を実行して、タービンシュラウド１００を連続した薄いスライスに分割し、タービンシュラウド１００は、液体、粉末、シートまたは他の材料の連続した層でＡＭプリンタ９０６を使用して組み立てられる。ＤＭＬＭの例では、各層は、コード９２０によって定義された正確な幾何学的形状に溶融されて先行の層に融合される。その後、タービンシュラウド１００は、任意の様々な仕上げプロセス、例えば、再輪郭加工または他の小規模の機械加工、シーリング、研磨などのための本明細書に記載される仕上げプロセスを受けることができる。
【0113】
本開示の技術的効果は、例えば、タービンシュラウドがタービンケーシングから外れるのを防止し、かつ／またはケーシング自体への露出／損傷を防止するために、本体の所定のエリアでの破壊および／または変形を許容する単一本体から形成されたタービンシュラウドを提供することを含む。
【0114】
本明細書で使用される専門用語は、単に特定の実施形態を説明するためのものに過ぎず、本開示を限定するものではない。本明細書で使用する場合、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「この（ｔｈｅ）」は、特に明示しない限り、複数形も含むことが意図される。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」および／または「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、本明細書で使用する場合、記載した特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素が存在することを明示するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらの組が存在することまたは追加することを除外しないことがさらに理解されよう。「任意の（ｏｐｔｉｏｎａｌ）」または「任意により（ｏｐｔｉｏｎａｌｌｙ）」は、後で述べられる事象または状況が起こってもよいし、または起こらなくてもよいことを意味し、またこの説明が、その事象が起こる場合と、起こらない場合とを含むことを意味する。
【0115】
本明細書および特許請求の範囲を通してここで使用される、近似を表す文言は、関連する基本的機能に変化をもたらすことなく、差し支えない程度に変動できる任意の量的表現を修飾するために適用することができる。したがって、「およそ」、「約」および「実質的に」などの用語によって修飾された値は、明記された厳密な値に限定されるものではない。少なくともいくつかの例では、近似を表す文言は、値を測定するための機器の精度に対応することができる。ここで、ならびに本明細書および特許請求の範囲を通して、範囲の限定は組合せおよび／または置き換えが可能であり、文脈および文言が特に指示しない限り、このような範囲は識別され、それに包含されるすべての部分範囲を含む。範囲の特定の値に適用される「約」は、両方の値に適用され、値を測定する機器の精度に特に依存しない限り、記載された値の＋／－１０％を示すことができる。
【0116】
以下の特許請求の範囲におけるミーンズプラスファンクションまたはステッププラスファンクションの要素すべての、対応する構造、材料、動作および均等物は、具体的に請求された他の請求要素と組み合わせてその機能を遂行するための、一切の構造、材料または動作を包含することを意図している。本開示の記述は、例示および説明の目的で提示されており、網羅的であることも、または本開示を開示した形態に限定することも意図していない。当業者には、本開示の範囲および趣旨から逸脱することなく多くの変更および変形が明らかであろう。本開示の原理および実際の応用を最良に説明し、想定される特定の用途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、本実施形態を選択し、かつ説明した。
【符号の説明】
【0117】
１０ ガスタービンシステム
１２ 圧縮機
１８ 空気
２０ 圧縮空気
２２ 燃焼器
２４ 燃料
２６ 燃焼ガス
２８ タービン
３０ ロータ
３２ 外部負荷
３４ 排気フレーム
３６ タービンケーシング
３８ タービンブレード
４０ ステータベーン
４０Ａ 上流ステータベーン
４０Ｂ 下流ステータベーン
４２ 外側プラットフォーム
４２Ａ プラットフォーム
４２Ｂ プラットフォーム
４４ 内側プラットフォーム
４５ 翼形部
４６ 翼形部
４８ 先端部分
５０ プラットフォーム
５２ 延長部
５４ 開口部
５６ 固着構成要素
１００ タービンシュラウド
１０２ 単一本体
１０４ 支持部分
１０６ 前方端部、第１の端部
１０８ 後方端部
１１０ 構成
１１２ 湾曲壁
１１８ 湾曲壁
１２０ 第１のスラッシュ面
１２２ 第２のスラッシュ面
１２４ 中央壁
１２６ 第１の表面
１２８ 第２の表面
１３０ 前方フック
１３０Ａ 前方フック
１３０Ｂ 前方フック
１３２ 後方フック
１３２Ａ 第１の後方フック
１３２Ｂ 第２の後方フック
１３２Ｃ 第３の後方フック
１３４ 中間部分
１３６ 後方セグメント、後方セクション
１３８ フランジ
１４０ フランジ
１４２ 非線形セグメント
１４４ 第１の端部
１４６ 第２の端部
１４８ 湾曲セクション
１５０ 前方セグメント
１５２ 棚
１５４ シール部分
１５６ 前方端部、第１の端部
１５８ 後方端部
１６０ 高温ガス経路（ＨＧＰ）表面
１６２ 空洞
１６４ 孔
１６６ ＨＧＰシールスロット
１６７ 二次シールスロット
１６８ 入口開口部
１７０ メータプレート
１７２ 保持シール
２００ プレナム
２０２ 第１の冷却通路
２０４ 中央部
２０６ 前方部
２０８ 後方部
２１０ 第１のリブ
２１２ 第１の複数の衝突開口部
２１８ 第２の冷却通路
２２０ 第２のリブ
２２２ 第２の複数の衝突開口部
２２４ 前方排気孔
２２６ 第３の冷却通路
２２８ 第３のリブ
２３０ 第３の複数の衝突開口部
２３２ 後方排気孔
２３４ 排気チャネル
２３６ 第１の導管
２３８ 第２の導管
２４０ スラッシュ面排気孔
２４２ 接続導管
３００ 第１のブリッジ部材
３０２ 第２のブリッジ部材
３０４ 中央部分
３０６ 第１の開口
３０８ 第２の開口
３１０ 空隙
３１２ 後方領域
９００ 付加製造（ＡＭ）システム
９０２ 物体
９０４ ＡＭ制御システム
９０６ ＡＭプリンタ
９１０ チャンバ
９１２ アプリケータ
９１４ 原材料
９１５ 構築プレート
９１６ レーザ、電子ビーム
９１８ 構築プラットフォーム
９２０ コード
９３０ コンピュータ
９３２ メモリ
９３４ プロセッサ
９３６ 入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース
９３８ バス
９４０ 外部Ｉ／Ｏデバイス／リソース
９４２ 記憶システム
Ａ 軸
Ｃ 軸
Ｒ 軸
ＣＳ１ 線
ＣＳ２ 線
ＣＳ３ 線
ＣＳ４ 線
Ｄ 流れ方向
Ｄ１ 寸法
Ｄ２ 寸法
ＤＤ 変形方向
Ｆ 力
ＦＰ 流路
１２ 圧縮機
１８ 空気
２０ 圧縮空気
２２ 燃焼器
２４ 燃料
２６ 燃焼ガス
２８ タービン
３０ ロータ
３２ 外部負荷
３４ 排気フレーム
３６ タービンケーシング
３８ タービンブレード
４０ ステータベーン
４０Ａ 上流ステータベーン
４０Ｂ 下流ステータベーン
４２ 外側プラットフォーム
４２Ａ プラットフォーム
４２Ｂ プラットフォーム
４４ 内側プラットフォーム
４５ 翼形部
４６ 翼形部
４８ 先端部分
５０ プラットフォーム
５２ 延長部
５４ 開口部
５６ 固着構成要素
１００ タービンシュラウド
１０２ 単一本体
１０４ 支持部分
１０６ 前方端部、第１の端部
１０８ 後方端部
１１０ 構成
１１２ 湾曲壁
１１８ 湾曲壁
１２０ 第１のスラッシュ面
１２２ 第２のスラッシュ面
１２４ 中央壁
１２６ 第１の表面
１２８ 第２の表面
１３０ 前方フック
１３０Ａ 前方フック
１３０Ｂ 前方フック
１３２ 後方フック
１３２Ａ 第１の後方フック
１３２Ｂ 第２の後方フック
１３２Ｃ 第３の後方フック
１３４ 中間部分
１３６ 後方セグメント、後方セクション
１３８ フランジ
１４０ フランジ
１４２ 非線形セグメント
１４４ 第１の端部
１４６ 第２の端部
１４８ 湾曲セクション
１５０ 前方セグメント
１５２ 棚
１５４ シール部分
１５６ 前方端部、第１の端部
１５８ 後方端部
１６０ 高温ガス経路（ＨＧＰ）表面
１６２ 空洞
１６４ 孔
１６６ ＨＧＰシールスロット
１６７ 二次シールスロット
１６８ 入口開口部
１７０ メータプレート
１７２ 保持シール
２００ プレナム
２０２ 第１の冷却通路
２０４ 中央部
２０６ 前方部
２０８ 後方部
２１０ 第１のリブ
２１２ 第１の複数の衝突開口部
２１８ 第２の冷却通路
２２０ 第２のリブ
２２２ 第２の複数の衝突開口部
２２４ 前方排気孔
２２６ 第３の冷却通路
２２８ 第３のリブ
２３０ 第３の複数の衝突開口部
２３２ 後方排気孔
２３４ 排気チャネル
２３６ 第１の導管
２３８ 第２の導管
２４０ スラッシュ面排気孔
２４２ 接続導管
３００ 第１のブリッジ部材
３０２ 第２のブリッジ部材
３０４ 中央部分
３０６ 第１の開口
３０８ 第２の開口
３１０ 空隙
３１２ 後方領域
９００ 付加製造（ＡＭ）システム
９０２ 物体
９０４ ＡＭ制御システム
９０６ ＡＭプリンタ
９１０ チャンバ
９１２ アプリケータ
９１４ 原材料
９１５ 構築プレート
９１６ レーザ、電子ビーム
９１８ 構築プラットフォーム
９２０ コード
９３０ コンピュータ
９３２ メモリ
９３４ プロセッサ
９３６ 入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース
９３８ バス
９４０ 外部Ｉ／Ｏデバイス／リソース
９４２ 記憶システム
Ａ 軸
Ｃ 軸
Ｒ 軸
ＣＳ１ 線
ＣＳ２ 線
ＣＳ３ 線
ＣＳ４ 線
Ｄ 流れ方向
Ｄ１ 寸法
Ｄ２ 寸法
ＤＤ 変形方向
Ｆ 力
ＦＰ 流路
【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】
【図15】