JP2011196179A - Method and apparatus for structural outlet guide vane - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide outlet guide vanes (62, 100) for a gas turbine engine.SOLUTION: This outlet guide vanes (62, 100) include: a first flange (64); a second flange (66) arranged radially inward of the first flange; an airfoil (102) extending between the first flange and the second flange, coupled to the first flange and second flange, and having a leading edge portion (130) and a trailing edge portion (132) fabricated from a first material; a filler (150) coupled in a gap formed by the leading edge portion and the trailing edge portion, composed of a first side (203) and a second side (204), and fabricated from a second material different from the first material; a first skin coupled to a first side, and fabricated from a composite material; and a second skin coupled to a second side, and fabricated from the composite material.

Description

本発明は、ガスタービンエンジンに関し、具体的には、ガスタービンエンジン翼及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a gas turbine engine, and more particularly, to a gas turbine engine blade and a manufacturing method thereof.

少なくとも1つの公知のガスタービンエンジンアセンブリは、コアガスタービンエンジンの上流に取付けられたファンアセンブリを含む。運転時に、ファンアセンブリからの吐出空気流が下流方向にコアガスタービンエンジンに送られ、コアガスタービンエンジンにおいて、空気流はさらに加圧される。加圧空気流は次に、燃焼器内に送られ、燃料と混合されて点火燃焼されて、高温燃焼ガスを発生させる。高温燃焼ガスは次に、タービンに送られ、タービンは、燃焼ガスからエネルギーを取出して、圧縮機に動力を供給すると同時に飛行中の航空機を推進するような有用な仕事を行なうようにする。   At least one known gas turbine engine assembly includes a fan assembly mounted upstream of the core gas turbine engine. In operation, the discharge airflow from the fan assembly is sent downstream to the core gas turbine engine where the airflow is further pressurized. The pressurized air stream is then sent into the combustor where it is mixed with fuel and ignited to generate hot combustion gases. The hot combustion gas is then sent to the turbine, which extracts energy from the combustion gas to provide useful work such as powering the compressor while propelling the aircraft in flight.

ファンアセンブリからコアガスタービンエンジンに空気流を送るのを可能にするために、少なくとも1つの公知のガスタービンエンジンアセンブリは、出口案内翼アセンブリを含む。出口案内翼アセンブリは、ファンアセンブリから吐出された円周方向に流れる空気を、該空気流をコアガスタービンエンジン内に送るのに先立ってほぼ軸方向に向け直すように構成される。ファン空気流を向け直すことに加えて、出口案内翼アセンブリはまた、ファンフレームに対して構造的剛性を与える。具体的には、出口案内翼アセンブリは一般的に、ファンフレームに結合した複数の出口案内翼を含む。ファンフレームに必要な構造的剛性を与えるために、公知の出口案内翼は、金属材料を使用して実質的に中実翼として鍛造される。   In order to allow air flow from the fan assembly to the core gas turbine engine, at least one known gas turbine engine assembly includes an outlet guide vane assembly. The outlet guide vane assembly is configured to redirect circumferentially flowing air discharged from the fan assembly substantially axially prior to sending the air flow into the core gas turbine engine. In addition to redirecting the fan airflow, the outlet guide vane assembly also provides structural rigidity to the fan frame. Specifically, the outlet guide vane assembly typically includes a plurality of outlet guide vanes coupled to a fan frame. In order to provide the necessary structural rigidity to the fan frame, the known outlet guide vanes are forged as substantially solid vanes using a metallic material.

しかしながら、幾つかの公知の出口案内翼は、実質的に中実であるのでそれら案内翼はガスタービンエンジンアセンブリの全体重量を増加させ、また燃料効率の低下を引起す可能性がある。他の公知の案内翼は、金属部分によって囲まれたより軽量の充填材料を使用することを試みているが、それら翼は軽量化されているとはいえ依然として重過ぎる。   However, some known outlet guide vanes are substantially solid so that they can increase the overall weight of the gas turbine engine assembly and cause a reduction in fuel efficiency. Other known guide vanes attempt to use lighter filler material surrounded by metal parts, but they are still too heavy, although they are lighter.

米国特許第7402022号明細書US Pat. No. 7,402,202

1つの態様では、出口案内翼を組立てる方法は、第1の側面及び第2の側面を有する出口案内翼フレームを準備するステップを含む。出口案内翼は、前縁で半径方向外側フランジに結合した半径方向内側フランジを含む。後縁が、前縁の後方で半径方向内側フランジ及び半径方向外側フランジに結合しる。半径方向内側フランジ、半径方向外側フランジ、前縁と後縁の間に、空洞が形成される。第1及び第2の合せ面が、それぞれ第1及び第2の側面上で空洞を囲む。本方法はさらに、第3の側面及び第4の側面を有する充填材部分を空洞内に結合するステップと、第3の側面及び第1の合せ面に対して第1のスキンを結合するステップと、第4の側面及び第2の合せ面に対して第2のスキンを結合するステップとを含み、ここで、第1のスキン及び第2のスキンの少なくとも1つは、複合材料で製造される。   In one aspect, a method for assembling an outlet guide vane includes providing an outlet guide vane frame having a first side and a second side. The outlet guide vane includes a radially inner flange coupled to a radially outer flange at a leading edge. A trailing edge joins the radially inner flange and the radially outer flange behind the leading edge. A cavity is formed between the radially inner flange, the radially outer flange, and the leading and trailing edges. First and second mating surfaces surround the cavity on the first and second sides, respectively. The method further includes coupling a filler portion having a third side and a fourth side into the cavity, and coupling a first skin to the third side and the first mating surface. Bonding a second skin to the fourth side and the second mating surface, wherein at least one of the first skin and the second skin is made of a composite material .

別の態様では、ガスタービンエンジン用の出口案内翼は、第1のフランジと、第1のフランジの半径方向内側に配置された第2のフランジと、第1のフランジと第2のフランジの間に延在して第1及び第2のフランジに結合した翼形部とを含む。翼形部は、前縁部及び後縁部を含む。前縁部及び後縁部は、第1の材料で製造される。充填材部分が、前縁部と後縁部とで形成される間隙内に結合される。充填材部分は、第1の側面及び第2の側面を備え、第1の材料とは異なる第2の材料で製造される。第1のスキンが、第1の側面に結合され、また第2のスキンが、第2の側面に結合される。第1及び第2のスキンは、複合材料で製造される。   In another aspect, an outlet guide vane for a gas turbine engine includes a first flange, a second flange disposed radially inward of the first flange, and between the first flange and the second flange. And an airfoil extending to and coupled to the first and second flanges. The airfoil includes a leading edge and a trailing edge. The leading edge and the trailing edge are made of a first material. A filler portion is coupled into a gap formed by the leading edge and the trailing edge. The filler portion has a first side and a second side and is made of a second material different from the first material. A first skin is coupled to the first side and a second skin is coupled to the second side. The first and second skins are made of a composite material.

さらに別の態様では、ガスタービンエンジンアセンブリは、コアガスタービンエンジンと、コアガスタービンエンジンの上流に配置されたたファンアセンブリと、複数の出口案内翼を有する出口案内翼アセンブリとを含む。出口案内翼アセンブリは、ファンアセンブリの下流に配置される。複数の出口案内翼の少なくとも1つは、その各々が第1の材料からなる前縁構造及び後縁構造を有する翼形部と、第1の側面及び第2の側面を有する充填材部分とを含み、充填材部分は、前縁部と後縁部の間に配置され、第1の材料とは異なる第2の材料で製造される。翼形部はさらに、第1の側面に結合された第1のスキンと、第2の側面に結合された第2のスキンとを含む。第1及び第2のスキンは、複合材料で製造される。   In yet another aspect, a gas turbine engine assembly includes a core gas turbine engine, a fan assembly disposed upstream of the core gas turbine engine, and an outlet guide vane assembly having a plurality of outlet guide vanes. The outlet guide vane assembly is disposed downstream of the fan assembly. At least one of the plurality of outlet guide vanes includes an airfoil portion having a leading edge structure and a trailing edge structure each made of a first material, and a filler portion having a first side surface and a second side surface. The filler portion is disposed between the leading edge and the trailing edge and is made of a second material that is different from the first material. The airfoil further includes a first skin coupled to the first side and a second skin coupled to the second side. The first and second skins are made of a composite material.

図1〜図5に、本明細書に説明する方法及び装置の例示的な実施形態を示している。   1-5 illustrate exemplary embodiments of the methods and apparatus described herein.

例示的なガスタービンエンジンアセンブリの概略図。1 is a schematic diagram of an exemplary gas turbine engine assembly. FIG. 図1に示すガスタービンエンジンアセンブリで利用することができる複数の出口案内翼を含むファンフレームアセンブリの斜視図。FIG. 2 is a perspective view of a fan frame assembly including a plurality of outlet guide vanes that can be utilized in the gas turbine engine assembly shown in FIG. 1. 図2に示すファンフレームアセンブリで使用することができる出口案内翼の斜視図。FIG. 3 is a perspective view of an outlet guide vane that can be used with the fan frame assembly shown in FIG. 図3の出口案内翼の分解組立図。FIG. 4 is an exploded view of the outlet guide vane of FIG. 3. 図3に示す出口案内翼の断面図。Sectional drawing of the exit guide blade shown in FIG.

図1は、長手方向軸線11を有する例示的なガスタービンエンジンアセンブリ10の概略図である。ガスタービンエンジンアセンブリ10は、ファンアセンブリ12及びコアガスタービンエンジン13を含む。コアガスタービンエンジン13は、高圧圧縮機14、燃焼器16及び高圧タービン18を含む。この例示的な実施形態では、ガスタービンエンジンアセンブリ10はまた、低圧タービン20及び複数段ブースタ圧縮機22を含む。   FIG. 1 is a schematic diagram of an exemplary gas turbine engine assembly 10 having a longitudinal axis 11. The gas turbine engine assembly 10 includes a fan assembly 12 and a core gas turbine engine 13. The core gas turbine engine 13 includes a high pressure compressor 14, a combustor 16 and a high pressure turbine 18. In the exemplary embodiment, gas turbine engine assembly 10 also includes a low pressure turbine 20 and a multi-stage booster compressor 22.

ファンアセンブリ12は、ロータディスク26から半径方向外向きに延在するファンブレード24の配列を含む。ガスタービンエンジンアセンブリ10は、吸気側28及び排気側30を含む。ファンアセンブリ12、ブースタ22及びタービン20は、第1のロータシャフト31によって互いに結合され、また圧縮機14及びタービン18は、第2のロータシャフト32によって互いに結合される。   The fan assembly 12 includes an array of fan blades 24 extending radially outward from the rotor disk 26. The gas turbine engine assembly 10 includes an intake side 28 and an exhaust side 30. The fan assembly 12, the booster 22 and the turbine 20 are coupled to each other by a first rotor shaft 31, and the compressor 14 and the turbine 18 are coupled to each other by a second rotor shaft 32.

運転中に、空気はファンアセンブリ12を通って流れ、その空気流の第1の部分はブースタ22内に送られる。ブースタ22から吐出された加圧空気は、圧縮機14内に送られ、圧縮機14において、空気流は、さらに加圧され、燃焼器16に送給される。燃焼器16からの高温燃焼生成物(図1には図示せず)は、タービン18及び20を駆動するために利用され、タービン20は、シャフト11によってファンアセンブリ12及びブースタ22を駆動するために利用される。ガスタービンエンジンアセンブリ10は、設計運転条件及び設計外運転条件間の運転条件の範囲で運転可能である。   During operation, air flows through the fan assembly 12 and a first portion of the air flow is routed into the booster 22. The pressurized air discharged from the booster 22 is sent into the compressor 14, and the air flow is further pressurized in the compressor 14 and supplied to the combustor 16. Hot combustion products (not shown in FIG. 1) from the combustor 16 are utilized to drive turbines 18 and 20, which are used to drive the fan assembly 12 and booster 22 by the shaft 11. Used. The gas turbine engine assembly 10 is operable in a range of operating conditions between designed operating conditions and off-design operating conditions.

ファンアセンブリ12から吐出された空気流の第2の部分は、バイパスダクト40を通して送られて、ファンアセンブリ12からの空気流の一部分がコアガスタービンエンジン13を迂回する。具体的には、バイパスダクト40はファンケーシング又はシュラウド42とスプリッタ44の間に延在する。従って、ファンアセンブリ12からの空気流の第1の部分50は、上記のようにブースタ22を通して送られ、次に圧縮機14内に送られ、またファンアセンブリ12からの空気流の第2の部分52は、バイパスダクト40を通して送られて例えば航空機に対して推力を与える。ガスタービンエンジンアセンブリ10はまた、ファンアセンブリ12に対して構造的支持を与えるファンフレームアセンブリ60を含み、ファンフレームアセンブリ60はまた、ファンアセンブリ12をコアガスタービンエンジン13に結合するために利用される。   A second portion of the air flow discharged from the fan assembly 12 is routed through the bypass duct 40 so that a portion of the air flow from the fan assembly 12 bypasses the core gas turbine engine 13. Specifically, the bypass duct 40 extends between the fan casing or shroud 42 and the splitter 44. Accordingly, the first portion 50 of the air flow from the fan assembly 12 is routed through the booster 22 as described above and then into the compressor 14 and the second portion of the air flow from the fan assembly 12. 52 is sent through the bypass duct 40 to provide thrust to the aircraft, for example. The gas turbine engine assembly 10 also includes a fan frame assembly 60 that provides structural support to the fan assembly 12, which is also utilized to couple the fan assembly 12 to the core gas turbine engine 13. .

図2は、ファンフレームアセンブリ60の前面斜視図である。ファンフレームアセンブリ60は、半径方向外側取付けフランジ64と半径方向内側取付けフランジ66の間にほぼ半径方向に延在し、バイパスダクト40内の周りで円周方向に離隔して配置された複数の出口案内翼62を含む。ファンフレームアセンブリ60はまた、半径方向外側取付けフランジ64と半径方向内側取付けフランジ66の間に結合した複数のストラット68を含む。1つの実施形態では、ファンフレームアセンブリ60は、その中でフランジ64及びフランジ66が出口案内翼62及びストラット68に結合された弓形セグメントの形態で製造される。この例示的な実施形態では、出口案内翼62及びストラット68は、バイパスダクト40内で同軸に結合される。具体的には、出口案内翼62及びストラット68は各々、図2に示すように同じ軸方向位置でフランジ64とフランジ66の間に結合される。任意選択的に、出口案内翼62は、バイパスダクト40内でストラット68の下流に結合することができる。   FIG. 2 is a front perspective view of the fan frame assembly 60. The fan frame assembly 60 includes a plurality of outlets extending generally radially between the radially outer mounting flange 64 and the radially inner mounting flange 66 and circumferentially spaced around the bypass duct 40. A guide vane 62 is included. The fan frame assembly 60 also includes a plurality of struts 68 coupled between the radially outer mounting flange 64 and the radially inner mounting flange 66. In one embodiment, fan frame assembly 60 is manufactured in the form of an arcuate segment in which flange 64 and flange 66 are coupled to outlet guide vanes 62 and struts 68. In the exemplary embodiment, outlet guide vanes 62 and struts 68 are coupled coaxially within bypass duct 40. Specifically, the outlet guide vanes 62 and struts 68 are each coupled between the flange 64 and the flange 66 at the same axial position as shown in FIG. Optionally, the outlet guide vanes 62 can be coupled downstream of the strut 68 within the bypass duct 40.

ファンフレームアセンブリ60は、ガスタービンエンジンアセンブリ10内で様々な構成要素の配向を維持するのを可能にするために使用するガスタービンエンジンアセンブリ10の様々なフレーム及び支持体アセンブリの1つである。具体的には、そのようなフレーム及び支持体アセンブリは、固定構成要素を相互連結し、ロータ軸受支持体を構成する。ファンフレームアセンブリ60は、出口案内翼62及びストラット68がファンアセンブリ12の出口の周りで円周方向に離隔して配置され、ファンアセンブリ12から吐出した空気流路を横切って延在するようにファンアセンブリ12の下流でバイバスダクト40内に結合される。   The fan frame assembly 60 is one of the various frames and support assemblies of the gas turbine engine assembly 10 that are used to allow the orientation of the various components within the gas turbine engine assembly 10 to be maintained. Specifically, such a frame and support assembly interconnects stationary components to form a rotor bearing support. The fan frame assembly 60 is configured such that the outlet guide vanes 62 and the struts 68 are spaced circumferentially around the outlet of the fan assembly 12 and extend across the air flow path discharged from the fan assembly 12. Coupled into the bypass duct 40 downstream of the assembly 12.

この例示的な実施形態では、出口案内翼100は、半径方向外側フランジ104と半径方向内側フランジ106の間で結合した翼形部102を含む。この例示的な実施形態では、翼形部102、半径方向外側フランジ104及び半径方向内側フランジ106は、単体構造出口案内翼100として鋳造されるか又は鍛造される。任意選択的に、半径方向外側フランジ104及び半径方向内側フランジ106は、例えば溶接又はロウ付け法を使用して翼形部102に結合することができる。この例示的な実施形態では、半径方向外側及び半径方向内側フランジ104及び106は、金属で製造され、他の実施形態では半径方向外側及び半径方向内側フランジ104及び106は、複合材料で製造することができる。さらに他の実施形態では、翼形部102は複合材料で部分的に又はその全体を製造することができ、また翼形部102に取付けた金属補強材を有することができる。   In the exemplary embodiment, outlet guide vane 100 includes an airfoil 102 coupled between a radially outer flange 104 and a radially inner flange 106. In this exemplary embodiment, airfoil 102, radial outer flange 104 and radial inner flange 106 are cast or forged as a unitary outlet guide vane 100. Optionally, the radially outer flange 104 and the radially inner flange 106 can be coupled to the airfoil 102 using, for example, a welding or brazing method. In this exemplary embodiment, radially outer and radially inner flanges 104 and 106 are made of metal, and in other embodiments, radially outer and radially inner flanges 104 and 106 are made of composite material. Can do. In still other embodiments, the airfoil 102 may be partially or wholly made of composite material and may have a metal reinforcement attached to the airfoil 102.

翼形部102は、第1の側壁110及び第2の側壁112を含む。1つの実施形態では、第1及び/又は第2の側壁110及び/又は112のいずれか又は両方は、空気力学的性能を高めるように成形することができる。この例示的な実施形態では、第1の側壁110は凸面形であり、翼形部102の負圧側面を形成し、また第2の側壁112は凹面形であり、翼形部102の正圧側面を形成する。側壁110及び112は、翼形部102の前縁114及び軸方向に離隔した後縁116でつながる。具体的には、翼形部後縁116は、翼形部前縁114から翼弦方向に下流方向に離隔して位置する。第1及び第2の側壁110及び112は、それぞれ半径方向内側フランジ106から半径方向外側フランジ104まで翼長にわたって長手方向又は半径方向外向きに延在する。この例示的な実施形態では、出口案内翼100の少なくとも一部分は、特に限定されないがチタン、アルミニウム及び/又は金属マトリックス複合材(MMC)材料のような金属材料を利用して製造される。   The airfoil 102 includes a first sidewall 110 and a second sidewall 112. In one embodiment, either or both of the first and / or second sidewalls 110 and / or 112 can be shaped to enhance aerodynamic performance. In this exemplary embodiment, the first sidewall 110 is convex and forms the suction side of the airfoil 102, and the second sidewall 112 is concave and the positive pressure of the airfoil 102. Form the side. The side walls 110 and 112 are joined by a leading edge 114 of the airfoil 102 and an axially spaced trailing edge 116. Specifically, the airfoil trailing edge 116 is spaced from the airfoil leading edge 114 downstream in the chord direction. The first and second sidewalls 110 and 112 extend longitudinally or radially outwardly over the wing length from the radially inner flange 106 to the radially outer flange 104, respectively. In this exemplary embodiment, at least a portion of the outlet guide vane 100 is manufactured utilizing a metal material such as, but not limited to, titanium, aluminum and / or metal matrix composite (MMC) material.

図3に示すように、翼形部102は、第1の組立面120、第2の組立面121、前縁部又はスパー130及び後縁部又はスパー132を含む。具体的には、翼形部102は、前縁114から少なくとも部分的に後縁116に向かって外向きにテーパし、さらに後縁116から少なくとも部分的に前縁114に向かって外向きにテーパしたプロフィールを有する。このプロフィールは次に、前縁部130からまた後縁部132から内向きにテーパして、第1及び第2の組立面120及び121を形成する。このプロフィールは次に、さらに内向きにテーパして、翼形部の一方の側面上の第1の組立面120によって囲まれ、翼形部の他方の側面上の第2の組立面121によって囲まれた空洞140を形成する。   As shown in FIG. 3, the airfoil 102 includes a first assembly surface 120, a second assembly surface 121, a leading edge or spar 130 and a trailing edge or spar 132. Specifically, the airfoil 102 tapers outwardly from the leading edge 114 at least partially toward the trailing edge 116, and further tapers outwardly from the trailing edge 116 at least partially toward the leading edge 114. Have a profile. This profile then tapers inwardly from the leading edge 130 and from the trailing edge 132 to form first and second assembly surfaces 120 and 121. This profile then tapers further inwardly and is surrounded by a first assembly surface 120 on one side of the airfoil and a second assembly surface 121 on the other side of the airfoil. A cavity 140 is formed.

この例示的な実施形態では、空洞140は、ハニカム材料である第1の側面203及び第2の側面204を有する充填材150を受けるような寸法にされる。つまり、充填材150は、空洞140の厚さ144よりも小さい厚さ151を有して、充填材150が、空洞140内に配置された時に、前縁部130及び/又は後縁部132と同一平面にならないようにする。2つの積層部分201及び202は、前縁部130及び/又は後縁部132間で充填材150を覆うような寸法にされる。積層部分201は、第1の側面203及び第1の組立面120に対して結合されて、積層部分201は前縁部130及び/又は後縁部132の両方とほぼ同一面になり、また積層部分202は、第2の側面204及び第2の組立面121に対して結合されて、積層部分202はまた前縁部130及び/又は後縁部132の両方とほぼ同一面になる。幾つかの実施形態では、出口案内翼100に対してポリウレタンのような保護皮膜122を施工することができる。   In this exemplary embodiment, cavity 140 is dimensioned to receive a filler 150 having a first side 203 and a second side 204 that are honeycomb materials. That is, the filler 150 has a thickness 151 that is less than the thickness 144 of the cavity 140 such that when the filler 150 is disposed within the cavity 140, the leading edge 130 and / or the trailing edge 132. Avoid coplanarity. The two laminated portions 201 and 202 are dimensioned to cover the filler 150 between the leading edge 130 and / or the trailing edge 132. The laminated portion 201 is coupled to the first side surface 203 and the first assembly surface 120 so that the laminated portion 201 is substantially flush with both the leading edge 130 and / or the trailing edge 132 and is laminated. Portion 202 is coupled to second side 204 and second assembly surface 121 so that laminated portion 202 is also substantially flush with both leading edge 130 and / or trailing edge 132. In some embodiments, a protective coating 122 such as polyurethane can be applied to the outlet guide vanes 100.

出口案内翼100の製造時に、出口案内翼100は、前縁部130、後縁部132、並びに内側及び外側フランジ104及び106を備えるように鋳造又は鍛造される。充填材150は、次に上記のように空洞140内に結合される。次に、積層部分201が、第1の側面203に結合され、また積層部分202が第2の側面204に結合される。   During manufacture of the outlet guide vanes 100, the outlet guide vanes 100 are cast or forged to include a leading edge 130, a trailing edge 132, and inner and outer flanges 104 and 106. Filler 150 is then coupled into cavity 140 as described above. Next, the laminated portion 201 is bonded to the first side surface 203 and the laminated portion 202 is bonded to the second side surface 204.

本明細書に説明しているのは、比較的軽量材料で充填され、2つの積層シート間に挟まれたほぼ中空の内部部分を有する出口案内翼で、少なくとも幾つかの公知の出口案内翼を置換えたガスタービンエンジンである。従って、本明細書に説明した例示的な出口案内翼は、ガスタービンエンジンアセンブリの全体重量を低減しながら、依然として構造一体性を維持し、従って新規な用途のために非常に挑戦的なエンジン重量目標を達成する。   Described herein is an outlet guide vane having a generally hollow inner portion filled with a relatively lightweight material and sandwiched between two laminated sheets, at least some known outlet guide vanes. This is a replacement gas turbine engine. Thus, the exemplary outlet guide vanes described herein still maintain structural integrity while reducing the overall weight of the gas turbine engine assembly, and thus a very challenging engine weight for new applications. Achieve the goal.

具体的には、本明細書に説明した出口案内翼100は、出口案内翼100の翼形部部分を形成した2つのスパーを含む。スパー間の区域は、翼形部に剛性を付加するハニカム材料で充填され、次に2つの積層シート間に挟まれる。   Specifically, the outlet guide vane 100 described herein includes two spars that form the airfoil portion of the outlet guide vane 100. The area between the spar is filled with a honeycomb material that adds rigidity to the airfoil and then sandwiched between two laminated sheets.

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、特許請求の範囲の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実質的な差の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。   This specification discloses the invention, including the best mode, and is described by way of example to enable those skilled in the art to practice the invention, including making and using the device or system and implementing the method. I have done it. The patentable scope of the invention is defined by the claims, and may include other examples that occur to those skilled in the art. Such other examples have components that have no difference in the wording of the claims, or equivalent components that have no substantial difference from the language of the claims. It belongs to the technical scope described in the claims.

10 ガスタービンエンジンアセンブリ
11 長手方向軸線
12 ファンアセンブリ
13 コアガスタービンエンジン
14 圧縮機
16 燃焼器
18 高圧タービン
20 低圧タービン
22 ブースタ
24 ファンブレード
26 ロータディスク
28 吸気側
30 排気側
31 第1のロータシャフト
32 第2のロータシャフト
40 バイパスダクト
42 ファンケーシング又はシュラウド
44 スプリッタ
50 第1の部分
52 第2の部分
60 ファンフレームアセンブリ
62 出口案内翼
64 半径方向外側取付けフランジ
66 半径方向内側取付けフランジ
68 ストラット
100 出口案内翼
102 翼形部
104 半径方向外側フランジ
106 半径方向内側フランジ
110 第1の側壁
112 第2の側壁
114 翼形部前縁
116 翼形部後縁
120 第1の組立面
121 第2の組立面
122 保護皮膜
130 前縁部又はスパー
132 後縁部
140 空洞
144 厚さ
150 充填材
151 厚さ
201 積層部分
202 積層部分
203 第1の側面
204 第2の側面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Gas turbine engine assembly 11 Longitudinal axis 12 Fan assembly 13 Core gas turbine engine 14 Compressor 16 Combustor 18 High pressure turbine 20 Low pressure turbine 22 Booster 24 Fan blade 26 Rotor disk 28 Intake side 30 Exhaust side 31 1st rotor shaft 32 Second rotor shaft 40 Bypass duct 42 Fan casing or shroud 44 Splitter 50 First portion 52 Second portion 60 Fan frame assembly 62 Exit guide vanes 64 Radially outer mounting flange 66 Radial inner mounting flange 68 Strut 100 Exit guide Airfoil 102 Airfoil 104 Radial outer flange 106 Radial inner flange 110 First sidewall 112 Second sidewall 114 Airfoil leading edge 116 Airfoil trailing edge 120 First assembly surface 121 Second assembly surface 122 Protective coating 130 Front edge or spar 132 Rear edge 140 Cavity 144 Thickness 150 Filler 151 Thickness 201 Laminated portion 202 Laminated portion 203 First side surface 204 Second side surface

Claims (10)

ガスタービンエンジン用の出口案内翼(62、100)であって、
第1のフランジ(64)と、
第1のフランジの半径方向内側に配置された第2のフランジ(66)と、
第1のフランジと第2のフランジの間に延在して第1及び第2のフランジに結合した翼形部(102)であって、第1の材料からなる前縁部(130)及び後縁部(132)を有する翼形部(102)と、
前縁部と後縁部とで形成される間隙内に結合された充填材部分(150)であって、第1の側面及び第2の側面を有していて、第1の材料とは異なる第2の材料からなる充填材部分(150)と、
第1の側面(203)に結合し、複合材料からなる第1のスキンと、
第2の側面(204)に結合し、複合材料からなる第2のスキンと
を備える出口案内翼(62、100)。
Outlet guide vanes (62, 100) for a gas turbine engine,
A first flange (64);
A second flange (66) disposed radially inward of the first flange;
An airfoil (102) extending between the first flange and the second flange and coupled to the first and second flanges, the leading edge (130) and the rear of the first material. An airfoil (102) having an edge (132);
A filler portion (150) joined within a gap formed by a leading edge and a trailing edge, having a first side and a second side, different from the first material A filler portion (150) made of a second material;
A first skin bonded to the first side surface (203) and made of a composite material;
Outlet guide vanes (62, 100) coupled to the second side surface (204) and comprising a second skin made of composite material.
第1の材料が金属材料を含み、第2の材料がハニカム材料を含む、請求項1記載の出口案内翼(62、100)。   The outlet guide vane (62, 100) according to claim 1, wherein the first material comprises a metallic material and the second material comprises a honeycomb material. 半径方向内側フランジ(106)、半径方向外側フランジ(104)及び翼形部(102)の少なくともいずれかが複合材料を含む、請求項1記載の出口案内翼(62、100)。   The outlet guide vane (62, 100) of claim 1, wherein at least one of the radially inner flange (106), the radially outer flange (104), and the airfoil (102) comprises a composite material. 第1の材料がアルミニウムである、請求項1記載の出口案内翼(62、100)。   The outlet guide vane (62, 100) according to claim 1, wherein the first material is aluminum. 出口案内翼に設けられた保護皮膜(122)をさらに含む、請求項1乃至請求項4のいずれか1項記載の出口案内翼(62、100)。   The outlet guide vane (62, 100) according to any one of claims 1 to 4, further comprising a protective coating (122) provided on the outlet guide vane. 第1のフランジ(104)、第2のフランジ(106)及び翼形部(102)が、鋳造単体構造出口案内翼及び鍛造単体構造出口案内翼の少なくともいずれかを含む、請求項1記載の出口案内翼(62、100)。   The outlet of claim 1, wherein the first flange (104), the second flange (106) and the airfoil (102) comprise at least one of a cast unitary structure outlet guide vane and a forged unitary structure outlet guide vane. Guide vanes (62, 100). コアガスタービンエンジン(13)と、
コアガスタービンエンジンの上流に位置し、複数のファンブレードを備えるファンアセンブリ(12)と、
ファンアセンブリの下流に位置し、複数の出口案内翼(62、100)を備える出口案内翼アセンブリと
を備えるガスタービンエンジンアセンブリ(10)であって、複数の出口案内翼の少なくとも1つが、
各々第1の材料からなる前縁構造及び後縁構造を有する翼形部(102)と、
第1の側面及び第2の側面を備え、前縁部と後縁部の間に配置され、第1の材料とは異なる第2の材料からなる充填材部分(150)と、
第1の側面(203)に結合し、複合材料からなる第1のスキンと、
第2の側面(204)に結合し、複合材料からなる第2のスキンと
を備える、ガスタービンエンジンアセンブリ(10)。
A core gas turbine engine (13);
A fan assembly (12) located upstream of the core gas turbine engine and comprising a plurality of fan blades;
A gas turbine engine assembly (10) that is located downstream of the fan assembly and comprises an outlet guide vane assembly comprising a plurality of outlet guide vanes (62, 100), wherein at least one of the plurality of outlet guide vanes is
An airfoil (102) having a leading edge structure and a trailing edge structure, each consisting of a first material;
A filler portion (150) comprising a first material and a second side surface, the filler portion (150) comprising a second material different from the first material, disposed between the front edge and the rear edge;
A first skin bonded to the first side surface (203) and made of a composite material;
A gas turbine engine assembly (10) comprising a second skin coupled to the second side (204) and made of a composite material.
翼形部(102)が分離可能なアセンブリをさらに含む、請求項7記載のガスタービンエンジンアセンブリ(10)。   The gas turbine engine assembly (10) of claim 7, wherein the airfoil (102) further comprises a separable assembly. 第1の材料が金属材料を含み、第2の材料がハニカム材料を含む、請求項7記載のガスタービンエンジンアセンブリ(10)。   The gas turbine engine assembly (10) of claim 7, wherein the first material comprises a metallic material and the second material comprises a honeycomb material. 翼形部(102)の少なくとも一部分が複合材料で製造される、請求項7記載のガスタービンエンジンアセンブリ(10)。   The gas turbine engine assembly (10) of claim 7, wherein at least a portion of the airfoil (102) is made of a composite material.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014196489A1 (en) 2013-06-06 2014-12-11 株式会社Ihi Fan blade and fan
WO2015031106A1 (en) * 2013-08-29 2015-03-05 United Technologies Corporation Cmc airfoil with monolithic ceramic core
WO2016080025A1 (en) * 2014-11-17 2016-05-26 株式会社Ihi Axial-flow-machine blade

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005325839A (en) * 2004-05-14 2005-11-24 General Electric Co <Ge> Hollow vane-shaped part joined by friction stirring and method for it
JP2008082337A (en) * 2006-09-27 2008-04-10 General Electric Co <Ge> Guide vane and method of fabricating gas turbine engine
JP2008163950A (en) * 2006-12-29 2008-07-17 General Electric Co <Ge> Guide vane and method of fabricating the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005325839A (en) * 2004-05-14 2005-11-24 General Electric Co <Ge> Hollow vane-shaped part joined by friction stirring and method for it
JP2008082337A (en) * 2006-09-27 2008-04-10 General Electric Co <Ge> Guide vane and method of fabricating gas turbine engine
JP2008163950A (en) * 2006-12-29 2008-07-17 General Electric Co <Ge> Guide vane and method of fabricating the same

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014196489A1 (en) 2013-06-06 2014-12-11 株式会社Ihi Fan blade and fan
US9976430B2 (en) 2013-06-06 2018-05-22 Ihi Corporation Blade in fan, and fan
WO2015031106A1 (en) * 2013-08-29 2015-03-05 United Technologies Corporation Cmc airfoil with monolithic ceramic core
US10787914B2 (en) 2013-08-29 2020-09-29 United Technologies Corporation CMC airfoil with monolithic ceramic core
WO2016080025A1 (en) * 2014-11-17 2016-05-26 株式会社Ihi Axial-flow-machine blade
JP2016094914A (en) * 2014-11-17 2016-05-26 株式会社Ihi Wing of axial flow machine
US10465555B2 (en) 2014-11-17 2019-11-05 Ihi Corporation Airfoil for axial flow machine

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