JP2002201908A - タービン動翼保持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 タービン動翼及びディスクにおいて高温の燃
焼ガスがディスクの二次空気側へ漏れないようにするタ
ービン動翼保持構造を提供する。 【解決手段】 回転自在なディスク５と、ディスク５の
外周に取付けられる複数のタービン動翼８とを備え、デ
ィスク５は、周方向に沿って所定の間隔で設けられる複
数の嵌合溝６と、隣接する嵌合溝６の間に形成される支
持部７とを備え、タービン動翼８は、ディスク５の嵌合
溝６に嵌合されるプラットフォーム９，１０と、プラッ
トフォーム９，１０からディスク径方向外方へ突出した
タービン動翼本体とを備え、ディスク５の支持部７とタ
ービン動翼８のプラットフォーム９，１０との隙間１３
には、断熱材２０を充填する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ジェットエンジン
のタービンにおいてタービン動翼を保持するタービン動
翼保持構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ジェットエンジンに用いられるタービン
は、図４〜図６に示す如く、外側ケーシング１と内側ケ
ーシング２との間に燃焼器（図示せず）より生じた高温
の燃焼ガス３の流路を形成し、内側ケーシング２の内部
には圧縮器（図示せず）より生じた二次空気４の流路を
形成している。

【０００３】内側ケーシング２の内部には、エンジンの
回転軸（図示せず）に支持されるディスク５が回転軸方
向に沿って所定の間隔で複数備えられており、ディスク
５は、ディスク回転軸方向と略平行に延在する複数の嵌
合溝６を周方向に沿って所定の間隔で形成し、且つ隣接
する嵌合溝６の間には支持部７を備えている。ここで、
嵌合溝６は、夫々、ディスク回転軸方向より見て、ディ
スク５の径方向内側から外周縁部に向かって開口が狭く
なるよう楕円の曲面より形成され、支持部７は、ディス
ク回転軸方向より見て、ディスク５の径方向内側から外
周縁部に向かってキノコ状の楕円の曲面より形成されて
いる。又、ディスク５の軸心側には二次空気が上流から
下流に流下するよう流路を備えている。

【０００４】ディスク５の嵌合溝６にはタービン動翼８
が備えられており、タービン動翼８は、遠心力が作用し
た際にディスク５の径方向へ抜けないよう、ディスク５
の嵌合溝６に嵌合されると共に支持部７により支持され
るプラットフォームのシャンク部９を備え、シャンク部
９の上部には、内側ケーシング２近傍で周方向に延在し
て支持部７の上側に位置するプラットフォームの段部１
０を形成し、プラットフォームの段部１０上方には、外
側ケーシング１と内側ケーシング２の間に位置して高温
の燃焼ガス３を受けるようディスク径方向外方へ突出す
るタービン動翼本体１１を設けている。

【０００５】ここで、タービン動翼８をディスク５に備
えた際のプラットフォームの段部１０は、隣接するプラ
ットフォームの段部１０と併せてディスク５の支持部７
を覆うよう略円環状に形成されており、円周方向へ隣接
する段部１０同士の間には、所定の隙間１２を、段部１
０へ延在するシャンク部９とディスク５の支持部７との
間には、発生モーメントを吸収し得る隙間１３を、段部
１０と内側ケーシング２との間には、図４に示す如く、
ディスク５が回転し得る所定の隙間１４を備えている。
又、タービン動翼８のシャンク部９をディスク５の嵌合
溝６に嵌入した際の嵌合溝６のディスク径方向内側に
は、図５に示す如く、所定の隙間１５を備え、隙間１５
には折り曲げることによりタービン動翼８を固定するリ
テイナ１６を配置している。

【０００６】一方、外側ケーシング１と内側ケーシング
２の間に燃焼ガス３の上流から下流に向かって所定の間
隔で配置されるタービン動翼８の間には、図４に示す如
く、外側ケーシング１の内周方向に沿って配置されるタ
ービン静翼１７を備えている。

【０００７】このため、燃焼器（図示せず）で発生した
燃焼ガス３は、外側ケーシング１と内側ケーシング２の
間を流下してタービン動翼８を回転駆動させることによ
り回転軸（図示せず）にトルクを発生させており、同時
に、内側ケーシング２内においては、圧縮器（図示せ
ず）よりディスク５の流路を流下する二次空気４が、燃
焼ガス３の高温による劣化を防止するようディスク５を
冷却している。又、二次空気４の一部は、パージエア１
８として段部１０と内側ケーシング２との間の隙間１４
から燃焼ガス３側へ吹出し、燃焼ガス３が内側ケーシン
グ２内におけるディスク５の二次空気４側へ入り込まな
いようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、二次空
気４が流れる内側ケーシング２内には圧力勾配等により
低圧の部分を生じるため、外側ケーシング１と内側ケー
シング２の間を流れる高温の燃焼ガス３の一部１９は、
円周方向へ隣接するプラットフォームの段部１０同士の
隙間１２、及び段部１０へ延在するシャンク部９とディ
スク５の支持部７との間の隙間１３から内側ケーシング
２内におけるディスク５の二次空気４側に流れ込み、燃
焼ガス３側へ吹出すパージエア１８が減少すると共に、
ディスク５が加熱されて急速に劣化するという問題があ
った。

【０００９】本発明のタービン動翼保持構造は上述した
実情に鑑みてなしたもので、タービン動翼及びディスク
において高温の燃焼ガスがディスクの二次空気側へ漏れ
ないようにするタービン動翼保持構造を提供することを
目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のタービン動翼保
持構造は、回転自在なディスクと、該ディスクの外周に
取付けられる複数のタービン動翼とを備え、前記ディス
クは、周方向に沿って所定の間隔で設けられ且つディス
ク回転軸方向と略平行に延在する複数の嵌合溝と、隣接
する嵌合溝の間に形成される支持部とを備え、前記ター
ビン動翼は、前記ディスクの嵌合溝に嵌合されるプラッ
トフォームと、該プラットフォームからディスク径方向
外方へ突出したタービン動翼本体とを備え、前記ディス
クの支持部とタービン動翼のプラットフォームとの隙間
に、断熱材を充填したものである。

【００１１】又、本発明のタービン動翼保持構造は、断
熱材を、耐火物をメタル箔で包んだもので構成してもよ
い。

【００１２】このように、ディスクの支持部とタービン
動翼のプラットホームとの間の隙間には断熱材を充填し
たので、燃焼器より流下する燃焼ガスは、前記隙間から
ディスクの二次空気側へ流れ込むことがなく、結果的に
燃焼ガス側へ吹出すパージエアの減少を防止すると共に
ディスクの加熱を予防し、ディスクの耐久性を向上させ
ることができる。又、前記隙間に充填された断熱材は、
燃焼ガスにより加熱されたタービン動翼のプラットホー
ムからディスクへの輻射熱を断熱することができる。

【００１３】更に、断熱材を、耐火物をメタル箔で包ん
だもので構成すると、ディスクの支持部とタービン動翼
のプラットホームとの間の隙間から燃焼ガスがディスク
の二次空気側へ流れ込むことを適確に防止すると共に、
燃焼ガスにより加熱されたタービン動翼のプラットホー
ムからディスクへの輻射熱を確実に断熱することができ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
と共に説明する。

【００１５】図１〜図３は本発明のタービン動翼保持機
構を実施する形態例であり、図中、図４〜図６と同一の
符号を付した部分は同一物を表している。

【００１６】タービン動翼８をディスク５に備えた際に
は、円周方向へ隣接するプラットフォームの段部１０同
士の隙間１２、及び段部１０へ延在するシャンク部９と
ディスク５の支持部７との間の隙間１３において、全て
断熱材２０を充填しており、断熱材２０はディスク５の
回転によりディスク回転軸方向及びディスク５の径方向
に抜けないように配置されている。

【００１７】ここで、断熱材２０は、石綿、ガラス綿、
スラグウール、ケイソウ土、炭酸マグネシウム粉、酸化
マグネシウム粉等から選択された少くとも一つの耐火材
２１をＮｉ系メタル箔２２により包んで構成されてい
る。なお、耐火材２１は石綿が好ましい。

【００１８】以下、本発明の実施の形態例の作用を説明
する。

【００１９】燃焼ガス３が燃焼器（図示せず）より流下
する際には、燃焼ガス３は、断熱材２０により、円周方
向へ隣接するプラットフォームの段部１０同士の隙間１
２、及び段部１０へ延在するシャンク部９とディスク５
の支持部７との間の隙間１３から内側ケーシング２内に
おけるディスク５の二次空気４側へ流れ込むことがな
く、外側ケーシング１と内側ケーシング２の間を流下す
る。

【００２０】このため、隙間１２，１３に充填された断
熱材２０は、燃焼ガス３側へ吹出すパージエア１８の減
少を防止すると共にディスク５の加熱を予防し、ディス
ク５の耐久性を向上させることができる。又、断熱材２
０は、燃焼ガス３により加熱されたタービン動翼８にお
けるプラットホームのシャンク部９及び段部１０からデ
ィスク５への輻射熱を断熱することができる。

【００２１】更に、断熱材２０を、石綿等の耐火物をＮ
ｉ系メタル箔で包んだもので構成すると、円周方向へ隣
接するプラットフォームの段部１０同士の隙間１２、及
び段部１０へ延在するシャンク部９とディスク５の支持
部７との間の隙間１３から燃焼ガス３が内側ケーシング
２内の二次空気４側へ流れ込むことを適確に防止すると
共に、燃焼ガス３により加熱されたタービン動翼８にお
けるプラットホームのシャンク部９及び段部１０からデ
ィスク５への輻射熱を確実に断熱することができる。

【００２２】なお、本発明のタービン動翼保持構造は上
述した実施の形態のみに限定されるものではなく、断熱
材は、断熱作用があるならば他の材質、形状でもよいこ
と、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において
種々変更を加え得ることは勿論である。

【００２３】

【発明の効果】本発明のタービン動翼保持構造によれ
ば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。

【００２４】Ｉ）ディスクの支持部とタービン動翼のプ
ラットホームとの間の隙間には断熱材を充填したので、
燃焼器より流下する燃焼ガスは、前記隙間からディスク
の二次空気側へ流れ込むことがなく、結果的に燃焼ガス
側へ吹出すパージエアの減少を防止すると共にディスク
の加熱を予防し、ディスクの耐久性を向上させることが
できる。又、前記隙間に充填された断熱材は、燃焼ガス
により加熱されたタービン動翼のプラットホームからデ
ィスクへの輻射熱を断熱することができる。

【００２５】ＩＩ）断熱材を、耐火物をメタル箔で包ん
だもので構成すると、ディスクの支持部とタービン動翼
のプラットホームとの間の隙間から燃焼ガスがディスク
の二次空気側へ流れ込むことを適確に防止すると共に、
燃焼ガスにより加熱されたタービン動翼のプラットホー
ムからディスクへの輻射熱を確実に断熱することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のタービン動翼保持構造の実施の形態例
を示す縦断側面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ方向の矢視図である。

【図３】図２の一部を拡大した正面図である。

【図４】従来のタービン動翼保持構造の一例を示す概略
図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ方向の矢視図である。

【図６】図５の一部を拡大した正面図である。

【符号の説明】

５ ディスク ６ 嵌合溝 ７ 支持部 ８ タービン動翼 ９ シャンク部（プラットフォーム） １０ 段部（プラットフォーム） １１ タービン動翼本体 １３ 隙間 ２０ 断熱材 ２１ 耐火材 ２２ メタル箔（Ｎｉ系メタル箔）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転自在なディスクと、該ディスクの外
   周に取付けられる複数のタービン動翼とを備え、 前記ディスクは、周方向に沿って所定の間隔で設けられ
   且つディスク回転軸方向と略平行に延在する複数の嵌合
   溝と、隣接する嵌合溝の間に形成される支持部とを備
   え、 前記タービン動翼は、前記ディスクの嵌合溝に嵌合され
   るプラットフォームと、該プラットフォームからディス
   ク径方向外方へ突出したタービン動翼本体とを備え、 前記ディスクの支持部とタービン動翼のプラットフォー
   ムとの隙間に、断熱材を充填したことを特徴とするター
   ビン動翼保持構造。
2. 【請求項２】 断熱材を、耐火物をメタル箔で包んだも
   ので構成した請求項１記載のタービン動翼保持構造。