JP2000045707A - タ―ビン・エンジン用の高圧タ―ビン・ステ―タ・リング - Google Patents

タ―ビン・エンジン用の高圧タ―ビン・ステ―タ・リング

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、漏れを最小に制限する固定手段に
よってステータに固定されるターボエンジンの高圧ター
ビン・ステータ・リングを提供する。 【解決手段】 これらの手段は主として、各リング・セ
クション（２０）の湾曲した下流フランジ（２３Ｖ）に
よってステータのタービン・ケーシング（１）に固定さ
れる各スペーサ・セクション（３０）の下流脚（３５
Ｖ）の湾曲セクションをグリップする固定グリップ（４
０）を含む。ターボエンジンの高圧タービン・ステータ
・リングの固定に適用される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、タービンエンジン
内の高圧タービンのステータに関する。本発明は特に、
高圧タービンの第１段の動翼（ロータブレード）に対向
して位置するステータの各セクション（部分品）に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図１を参照すれば、タービンエンジンの
多くの例において、ステータのケーシング１は、燃焼室
５の高圧タービン下流部への入口にロータ４のブレード
３に対向して位置する環状セクション２を含んでいる。
したがってタービン・ケーシング１のこれらの環状セク
ション２は、ロータ４のブレード３の先端によって遊び
を形成し、それによってタービンエンジンの効率が決定
する。
【０００３】しかしながら、これらの環状セクション２
には、これらのブレード３とこれらの環状セクション２
との間に存在する遊びを絶対的最小限にまで減少させ、
これによってタービンエンジンの効率を向上させるため
に、これらを膨張あるいは収縮させ得る温度でガスが供
給される。このガスは一般に、ガスの温度あるいはロー
タの速度にしたがってタービンエンジンの他の領域から
引き出される。
【０００４】図２を参照すれば、ステータの環状セクシ
ョンは、単一片の内輪からなることもあるが、ロータの
ブレード３の先端に対向する一連のリング・セクション
６からなることが多い。これらは、タービン・ケーシン
グ１に固定されていて、少なくとも１個の空洞１１を備
えており、且つリング・セクション６になされるべき熱
調節を行うために前記リング・セクション６に接触して
いるスペーサ・セクション１０によって支持されてい
る。これらのリング・セクション６は、リング・セクシ
ョン６とスペーサ・セクション１０のそれぞれの下流フ
ランジ８、９上に位置するグリップ７を使って、ステー
タのスペーサ・セクション１０に固定（締結）されてお
り、またこれら２個のフランジ８、９は当接している。
上流部の固定は、各リング・セクション６の上流溝１３
内に挿入された各スペーサ・セクション１０の上流フラ
ンジ１２によって達成される。
【０００５】このタイプの高圧タービンエンジンは、こ
の種の数段と、これに続くリング・セクションとスペー
サ・セクションの数段とを含むことができる。リング・
セクション６は、温度が１５００°Ｃに達し得るゾーン
内の高圧タービンへの入口に位置している。したがって
リング・セクションは、冷却しなくてはならない。また
これらのリング・セクション６とスペーサ・セクション
１０との間の耐漏れ（封密）性は、タービンエンジンか
らの空気流のいかなる損失をも避けるために、可能な限
り厳重でなくてはならない。部分的にはこの固定グリッ
プ７が、この耐漏れ性の達成を可能にする。しかしなが
ら運転中の温度差による膨張を想定すると、空気漏れは
発生し、リング・セクション６を冷却するために必要と
するエンジンからの空気流の量は、かなりの量になり得
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ター
ビンエンジンの高度の効率を維持するために、漏れとエ
ンジンから受け取る空気流とを最小にすることによっ
て、この欠点を克服することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】これが達成されるため
に、本発明の主な目的は、タービン・ケーシングを含む
ターボエンジン用の高圧タービン・ステータ・リングで
あって、該リングは、３６０度の角度で閉じたリング状
スペーサを構成し、前記タービン・ケーシングの内面に
固定され、上流脚と下流脚とを有する円弧状の複数のス
ペーサ・セクションと、内面が、回転高圧タービンのブ
レード先端によって構成される包絡面（エンベロープ）
に対向している、３６０度の角度で閉じたリング状スペ
ーサを構成する円弧状のリング・セクションであって、
両方の種類のセクションをこれらの下流脚と下流フラン
ジとで互いにグリップする固定グリップによって前記ス
ペーサ・セクションの下流脚に固定される下流フランジ
により、前記スペーサ・セクションの下流脚に固定され
るリング・セクションとを含むことを特徴とする高圧タ
ービン・ステータ・リングである。
【０００８】本発明によれば、前記スペーサ・セクショ
ンの下流脚とリング・セクションの下流フランジとは、
湾曲して、スペーサ・セクションの下流脚の外側面と前
記リング・セクションの下流脚の固定フランジの内側面
とを延長する径方向接合面で当接している。これは、漏
れ防止に関して付加的な作用部を構成する９０度の径方
向エッジを作ることを可能にしている。更に前記固定グ
リップは、前記スペーサ・セクションとリング・セクシ
ョンとの前記湾曲した下流脚と下流フランジとによって
作られた組立て部の下流セクションの周りに位置してい
る。
【０００９】主要な実施態様において前記リング・セク
ションは、リング・セクションを上流側のスペーサ・セ
クションに固定するために、スペーサ・セクションの上
流脚の対応する溝に挿入されるように意図されている上
流フランジを含む。
【００１０】前記固定グリップの第１の利用では、前記
固定面は、スペーサ・セクションの下流脚の外側面の湾
曲セクションとリング・セクションの下流フランジの外
側面の湾曲セクションとを押圧する。
【００１１】前記固定グリップの第２の利用では、前記
固定面は、スペーサ・セクションの下流脚の外側面の湾
曲セクション、並びにリング・セクションの下流フラン
ジの外側面の湾曲セクションおよび非湾曲セクションを
押圧する。
【００１２】本発明とその種々の技術的特徴は、本発明
の実施態様の下記の詳細な説明から更によく理解される
であろう。この説明には多数の添付図面が含まれる。
【００１３】
【発明の実施の形態】図３は、本発明による高圧タービ
ン・ステータ・リングの第１の実施態様の詳細図であ
る。図３は、タービン・ケーシング１によってステータ
に固定されたリング・セクション２０の内面２１に対向
して回転するロータのブレード３の先端を示す。この固
定は、それら自身が各々、タービン・ケーシング１に固
定されているスペーサ・セクション３０によって達成さ
れる。これらのスペーサ・セクション３０は、図２に示
す従来技術の実施形態と同様に、１つの決められた固定
リングを構成する。更に図４は明らかに、タービン・ケ
ーシング１に固定されるスペーサ・セクション３０のこ
のリングを示す。比較的多数のセクションが存在する。
スペーサ・セクション３０のこのリングは、タービンエ
ンジンの他のセクションから引き込まれたガスがリング
・セクション２０に接触することを可能にし、リング・
セクションの温度に影響を与えることを可能にするリン
グ状の溝を構成する。
【００１４】再び図３を参照すれば、このガス流は、第
１の開口部３３を通ってスペーサ・セクション内に侵入
して第１の空洞３１に侵入し、第２の開口部３４を通っ
て第２の空洞３２に侵入する。したがってタービンエン
ジン内の上流で引き込まれたガス流は、リング・セクシ
ョン２０に直接接触してそれらの温度に影響を与えるこ
とがあり得る。
【００１５】このスペーサ・セクション３０は、環状溝
１５Ｍに挿入された上流部固定ヘッド３７Ｍと、タービ
ン・ケーシング１の下流部溝１５Ｖに挿入された下流部
固定ヘッド３７Ｖとによってタービン・ケーシング１に
固定されている。
【００１６】各リング・セクション２０の上流側２２Ｍ
は、各スペーサ・セクション３０の上流脚３５Ｍの環状
溝３８に挿入された上流フランジ２３Ｍによって、スペ
ーサ・セクション３０に対して固定される。
【００１７】リング・セクションの下流側は、内側下流
面２４Ｖが各スペーサ・セクション３０の下流脚３５Ｖ
の外側下流面３７Ｖに当接する各リング・セクション２
０の下流フランジ２３Ｖによって、固定されている。本
発明による固定の１つの主な特徴は、当接しているこれ
ら２つの面が上方に、すなわちタービンの回転軸の外方
に曲がっているということである。図３に示す実施態様
では、これら２つの表面は、この軸に対して垂直であ
る、すなわちこれらは、径方向の接合面を構成する。こ
れら２つの径方向接合面は、この組立て部の全周に亘っ
て位置する数個の固定グリップ４０を使って、この位置
に互いに接合あるいは当接保持される。第１のグリップ
足４１は、各スペーサ・セクション３０の外側下流面３
６Ｖに設けられた凹みに挿入されるが一方、第２のグリ
ップ足４２は、下流フランジ２３Ｖの外側下流面２５Ｖ
に当接している。言い換えれば、各リング・セクション
２０の内側下流面２４Ｖはタービンエンジンの軸に対し
て垂直方向に曲がるように伸びている。このことはま
た、下流脚３５Ｖの外側下流面３７Ｖにも当てはまり、
各スペーサ・セクション３０の下流脚の先端と各リング
・セクション２０の下流フランジ２３Ｖは厚さが薄くな
っている。
【００１８】図３に示すように固定グリップ４０は、位
置決めピン５０を使ってグリップ位置に保持されること
が好ましい。前記の位置決めピンは、両グリップ足４
１、４２と各スペーサ・セクション３０の下流脚３５Ｖ
の湾曲セクションと各リング・セクション２０の下流フ
ランジ２３Ｖの湾曲セクションとを貫通している。これ
は、固定グリップ４０を外方に、すなわちタービン・ケ
ーシング１の方に生じる遠心力に耐え得るようにしてい
る。
【００１９】図５を参照すれば、スペーサ・セクション
７０の下流脚７５Ｖとリング・セクション２０の下流フ
ランジとの固定の第２の実施態様は、第２の種類の固定
グリップ６０を使って達成できる。
【００２０】図５の実施態様に示すように、この固定グ
リップ６０は、スペーサ・セクション７０の外側下流面
７６Ｖを押圧するようになる第１のグリップ足６１を持
つことができる。これに対して第２のグリップ足６２
は、この下流面５５Ｖがターボエンジンの軸と同軸にな
る位置でこの下流フランジ５３Ｖの外側下流面５５Ｖを
押圧するようになる。言い換えれば、固定グリップ６０
は、前記下流フランジの湾曲セクションの前で第２のグ
リップ６２によって下流フランジ５３Ｖを押圧するよう
になる。この下流フランジ５３Ｖの湾曲セクションに対
向して位置する、グリップ６０の内側の凹所６３は、固
定グリップ６０がこの組立て部をより良くグリップする
ことを、特に各リング・セクション２０の下流脚をより
良くグリップすることを可能にする。
【００２１】したがってリング・セクション２０とスペ
ーサ・セクション７０との組立ての全周に亘って多数の
固定グリップが使われる。
【００２２】本発明の主要な利点は、リング・セクショ
ンを冷却するためにターボエンジンから引き込まれる空
気流を減らすことによってこの高圧タービン・リングの
周りで可能な最高レベルの耐漏れ性を達成し、それによ
ってこのターボエンジンの効率を最高レベルに維持する
ことである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明が適用可能なタービン・エンジンの断
面図。
【図２】 従来技術の高圧タービン・ステータ・リング
の断面図。
【図３】 第１の実施態様の本発明による高圧タービン
・ステータ・リングの断面図。
【図４】 図３の本発明による高圧タービン・ステータ
・リングの部分断面の斜視図。
【図５】 本発明による第２の実施態様の高圧タービン
・ステータ・リングの細部の部分断面図。
【符号の説明】
１ タービン・ケーシング ２ 環状セクション ３ ブレード先端 ２０、５０ リング・セクション ２２Ｍ 上流フランジ ２３Ｖ、５３Ｖ 下流フランジ ３０、７０ スペーサ・セクション ３５Ｍ 上流脚 ３５Ｖ、７５Ｖ 下流脚 ４０、６０ 固定グリップ ４１、６１ 第１のグリップ足 ４２、６２ 第２のグリップ足
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 レオポル・ジヤン・マリー・ドウ・ベルデ ユザン フランス国、77820・レゼクレンヌ、リ ユ・ドユ・ムラン・ルー・30 (72)発明者 ダニエル・ジヤン・マレー フランス国、91450・ソワジー・シユー ル・セーヌ、アレ・グビオン・サン・シー ル・１

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ステータがタービン・ケーシング（１）
    を含むターボエンジン用の高圧タービン・ステータ・リ
    ングであって、 前記ステータ・リングは各段ごとに、 ３６０度の角度で閉じたリング状スペーサを構成し、前
    記タービン・ケーシング（１）の内面に固定され、上流
    脚（３５Ｍ）と下流脚（３５Ｖ、７５Ｖ）とを有する円
    弧状の複数のスペーサ・セクション（３０、７０）と、 内面（２１）が、タービン翼車のブレード先端（３）に
    よって構成される包絡面に対向している、３６０度の角
    度で閉じた円弧状のリング・セクション（２０、５０）
    とを備えており、 該リング・セクション（２０、５０）は、両方の種類の
    セクション（２０、３０、５０、７０）をそれらの下流
    脚と下流フランジ（２３Ｖ、５３Ｖ）とで互いにグリッ
    プする固定グリップ（４０、６０）によって前記スペー
    サ・セクション（３０、７０）の下流脚に固定される下
    流フランジ（２３Ｖ、５３Ｖ）により、スペーサ・セク
    ション（３０、７０）の下流脚（３５Ｖ、７５Ｖ）に固
    定されており、且つ各スペーサ・セクション（３０、７
    ０）の下流脚の端部と各リング・セクション（２０、５
    ０）の下流フランジ（２３Ｖ、５３Ｖ）とは厚さが薄く
    なっており、 前記スペーサ・セクション（３０、７０）の下流脚（３
    ５Ｖ、７５Ｖ）と前記リング・セクション（２０、５
    ０）の下流フランジ（２３Ｖ、５３Ｖ）とは、湾曲し
    て、スペーサ・セクション（３０、７０）の下流脚（３
    ５Ｖ、７５Ｖ）の外側面（３７Ｖ）と前記リング・セク
    ション（２０、５０）の下流フランジ（２３Ｖ、５３
    Ｖ）の内側面（２４Ｖ）とを延長する径方向接合面で当
    接して、漏れ防止に関して付加的な作用部を構成する９
    ０度の径方向エッジを作り出しており、前記固定グリッ
    プ（４０、６０）は、前記スペーサ・セクション（３
    ０、７０）とリング・セクション（２０、５０）との前
    記湾曲している下流脚（３５Ｖ、７５Ｖ）と下流フラン
    ジ（２３Ｖ、５３Ｖ）とによって作られた組立て部の下
    流セクションの周りに位置していることを特徴とする高
    圧タービン・ステータ・リング。
  2. 【請求項２】 前記リング・セクション（２０）の上流
    フランジ（２３Ｍ）は、前記スペーサ・セクション（３
    ０）の上流脚（３５Ｍ）の対応する溝（３８）に挿入さ
    れるようになっていることを特徴とする、請求項１に記
    載のステータ・リング。
  3. 【請求項３】 前記固定グリップ（４０）のグリップ面
    は、前記スペーサ・セクション（３０）の下流脚（３５
    Ｖ）の外側面（３６Ｖ）の湾曲セクションと前記リング
    ・セクション（２０）の下流フランジ（２３Ｖ）の外側
    面（２５Ｖ）の湾曲セクションとを押圧することを特徴
    とする、請求項１に記載のステータ・リング。
  4. 【請求項４】 前記固定グリップ（６０）のグリップ面
    は、前記スペーサ・セクション（７０）の下流脚（７５
    Ｖ）の外側面（７６Ｖ）の湾曲セクション、並びに前記
    リング・セクション（５０）の下流フランジ（５３Ｖ）
    の外側面（５５Ｖ）の湾曲セクションおよび非湾曲セク
    ションを押圧することを特徴とする、請求項１に記載の
    ステータ・リング。
JP16691499A 1998-06-25 1999-06-14 タービン・エンジン用の高圧タービン・ステータ・リング Expired - Lifetime JP3912935B2 (ja)

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