JP2003514182A - タービンをタービン構造に縁取りするリングの接合 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、一方の側において嵌め込まれるフック３２、３５のアセンブリによってタービンの支柱１０２に組み込まれるリング１０３、ならびに、もう一方の側における、リムロッキングストップ３８、３９およびほぞ穴とほぞとの接合４１、４２に関する。本発明は、ほぞ穴とほぞとの接合４１、４２が、機械的抵抗を改善し、そして、製造を簡素化するために、構造あるいは熱膨張によって生成される軸方向におけるクリアランスを制限するようにリムロッキングストップ３８、３９から分離されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、ガスフロー流れの境界を画定することによってタービンを縁取りす
る機能を有するタービンリングと、タービンの構造に属するスペーサと呼ばれる
部分との間の特定の接合に関する。

【０００２】 （発明の背景） 最新の接合は、米国特許第５、１９７、８５３号に記述され、そして、図４に
示されている。タービン本体１は、スペーサ２を支承し、スペーサ自体は、リン
グ３を支承している。スペーサ２とのリング３の接合部分は、上流側に、互いに
嵌め合わされるスペーサフック４とリングフック５とを備え、リング３の取り付
けは、リングフック５の終端をスペーサフック４の凹部に押し込み、次に、下流
側に位置される反対側の終端をスペーサ２の終端に近接するように、リング３を
旋回することによって行われ、他の接合部分６は、これらの下流側終端に位置さ
れている。

【０００３】 それは、最初に、径方向内側に、次に、下流側に向けられるスペーサリム７と
径方向外側に、次に、軸方向下流側に向けられるリングリム８とに関し、リング
リム８は、スペーサリム７の一部を収容する径方向外側に開口するほぞ穴９を形
成する環状溝として形成され、そのスペーサリム７は、したがって、径方向内側
に延伸するリブとして形成されるほぞの役割を果たしている。ほぞの終端は、２
つの平行するフランジ１０、１１を有し、そしてそれらは、ほぞ穴９の底に達し
て、当接している。クリップ１２は、それから、リム７、８の平行する終端に被
さって取り付けられ、それによって、その脚部１３、１４が、それらを締めつけ
て、それらがばらばらになるのを防止する。スペーサ２とリング３との間の分離
は、さらに、別の側のフック４、５の互いの嵌め合いによって防止され、リング
３は、可動域内でスペーサ２に対し軸方向にわずかに遊びがあって、その長さは
、参照番号１５、１６によって示される位置において、フランジ１０、１１の側
面とほぞ穴９の側面との間の全体的な遊びによって画定されている。これらのス
リップ移動は、タービンの中心部のガスの流れによって生じる熱膨張と下流側の
空気力学的な力とによって発生する。

【０００４】 したがって、スペーサ３によって取り囲まれるチャンバ１７と外部との間の密
封は、フランジ１０、１１の終端とほぞ穴９の底とにより形成される円筒形表面
の接触によって下流側で確立され、そして、スペーサ２の中でのリング３の移動
に関する軸方向の遊びは、ほぞ穴９の側面間において、スペーサリム７の周りに
残っている。軸方向の遊びは、システムから下流側への空気漏洩を生じるが、そ
れは、揺働移動によってリングの取り付けを維持するために残しておく必要があ
る。

【０００５】 米国特許第５、６６９、７５７号は、このレイアウトの改良に関し、ほぞ穴が
、スペーサリムに位置され、そしてその下流側の側面は、着脱自在の環状アング
ルによって支承され、ほぞは、リングリムに位置され、リングの取り付けは、単
に軸方向移動によって行われ、そして、リングの上流側終端と、隣接したリング
との間の間隔は、揺働移動がこの位置においてブロッキングを生じることが不可
能なときに減少されることができる。そのアングルは、次に、ほぞ穴を閉じるた
めに、径方向移動でスペーササポートの溝に挿入され、そして、締め付けクリッ
プは、適所にアングルを維持するために、最後に、リムとアングルとの下に導入
される。

【０００６】 この改良は、ほぞ穴におけるほぞの軸方向の遊びが、設計によるか、あるいは
比較的可撓性のあるアングルによって受ける変形の結果としてのいずれかで残る
ので、下流側におけるシールを増強する効果がなく、そして、アングルがそれを
下流側に押すとき、容易に揺動する。クリップは、そのうえ、アングルの移動を
妨害する特別の機能を有し、そしてクリップが、その機能を完全に行うことがで
きない場合、この場合、クリップが完全な回転の環状の延長部を与えられること
を必要とする。余分の部分であるアングルの実際の存在が、接合の機械的な強度
を減少し、そして、製造を複雑にさせる。

【０００７】 本発明は、タービンリングとタービンスペーサとの間の改良された接合に関し
、この従来の接合の原理が、実質上、復元されている（一方の側面で互いに嵌め
合わされるフックによる、そして、もう一方の側面で同軸リムの当接面による径
方向の嵌め合い、そして、このもう一方の側面でほぞ穴とほぞとのシステムによ
る軸方向移動の制限）が、嵌め合い結合の点で、過度の加熱および機械的な強度
に対するスペーサの保護は、優れている。

【０００８】 それは、様々な改良からなり、その最も顕著なことは、ほぞおよびほぞ穴が当
接リムから上流側に位置されていることであり、それは、シールおよび軸方向保
持がスペーサとリングとから分離される異なる部分によって設けられることを意
味している。

【０００９】 ほぞおよびほぞ穴が一般に新鮮なガスによって換気される内側チャンバ（図４
の１７）に与えられるという利点は、ここで得られ、したがって、加熱と膨張と
に露呈されることが少ない。リムのシール表面に課されるスリップが、その場合
、減少される。ほぞおよびほぞ穴には、ほぞ穴がほぞを挿入する際に変形する可
撓性のあるタブによって一方の側に制限される場合に得られることができる軸方
向に遊びがなく接合される場合、スリップは実質的にはいっそう抑制されること
ができる。ほぞおよびほぞ穴は、次に、内側チャンバとフロー流れとの間のガス
漏れに追加ののシールを設け、これが平面表面の接触によって達成されることが
最もよい。次に、スペーサリムとリングリムとの間の接触幅を減少することが可
能になり、それは、リング３からスペーサ２への熱伝導を低下する利点を与える
。

【００１０】 別の改良がここでは可能であり、リムをクランプで締めつけるクリップが、こ
れらのリムのノッチ内に収容されるそれらのコア部を有し、そのコア部は、リム
がノッチの位置で分離されるときに、どのような方法においても接合のシールを
もたらさないが、クリップのコア部をノッチの方に押すことによって、リムの外
側へのそれらの突出が防止され、そして、全体の体積サイズが、それによって減
少され、そのうえ、クリップが、ノッチの側面に当接することによって、スペー
サのリングの角スリップ移動を制限するために今後は使用される。それゆえ、か
なりの応力集中の中心部である従来の具現形のピンおよびそれらの孔は、その結
果抑制されることができる。ノッチは、さらに、それらの大きさともっと規則的
な形状のために、かなり少ない応力集中の原因となる。

【００１１】 リングのほぞの存在は、一般にリングが機械加工することが比較的難しい単結
晶材料で作られるときにさらに有利である。ほぞ穴よりほぞを作製することは難
しくないことが分かる。スペーサは、一般に、機械加工することが容易である材
料で作られ、そのため、ほぞ穴が、たとえば、そのうえにタブを形成することに
よって容易に生成されることができ、それは、スペーサの隣接した部分に関して
ほぞ穴を取り囲むのに寄与する。

【００１２】 対向する側までフックを支承するものはなく、これは本発明により改良されて
おらず、リングフックは、従来の設計とは異なって、スペーサフックを覆うこと
ができ、そのことは、ここでは再度、さらに、スペーサが、流れによって生じる
加熱を局部的に防止する利点を有する。

【００１３】 本発明は、それの好ましい実施形態を図示する下記の図によって詳細に記述さ
れている。

【００１４】 （発明を実施するための最良の形態） 先ず図１について述べる。

【００１５】 個々の全体的形状が周知の具現形と同じままであるスペーサおよびリングは、
ここでは、それぞれに参照符号１０２、１０３がつけられている。それらは、従
来は、周囲に沿って端と端をくつけて接合されるセグメントで形成され、そして
、リング１０３のセグメントは、径方向と軸方向とにおけるガスフローを制限す
るため、セグメント間に設けられる薄板状のガスケット３０を支持している。チ
ャンバ１７に類似している通気内部チャンバ３１は、スペーサ１０２とリング１
０３とによって境界が画定されている。上流側において、スペーサ１０２は、フ
ック３２を支持し、そのステム３３が、径方向内側に延伸して、チャンバ３１内
に入り、そして、その終端３４が、上流側に延伸して、リング１０３のフック３
５は、リング１０３の外側に延伸し、そして、その終端３４の前方に達するステ
ム３６とステム３３の正面に達する終端３７とでそれを覆っており、フックは、
したがって、従来設計と比べてさかさまになっているが、互いの嵌め合いによる
接合は元のままである。

【００１６】 ここでは、接合の下流側と、そして、主として図２および図３とが参照されて
おり、スペーサ１０２およびリング１０３には、従来設計のリム７、８のように
、下流側に平行に延伸するリム３８、３９が設けられているが、ここでは、スペ
ーサ１０２のリム３８だけが、リム３９の同軸フランジと共に当接とシールとを
確立するフランジ４０を備え、リム３８、３９は、遊び５７によってそれらの長
さの大部分が分離されている。

【００１７】 軸方向におけるスペーサ１０２へのリング１０３のクランプは、通気チャンバ
３１の側方において、ほぞ４１により、リング１０３上に確立されて、スペーサ
１０２のリム３８から上流側に位置され、このほぞは、リム３８によって、特に
、リム３８の後面に形成される湾曲したタブ４３によって境界が画定されるほぞ
穴４２内に保持されている。タブ４３のエッジ４４は、可撓性であり、そのため
、リム３８とタブ４３との間のほぞ４１の軸方向における遊びを抑制するために
、取り付けが行われるときに曲げることができ、終端４４の低い剛性は、適度の
応力がその内部に導入される程度であり、そして、それは、作動中、判断が難し
い膨張および振動が接合部に影響を及ぼしたとき、度を越えない程度である。

【００１８】 各クリップ４５について、もう一度述べると、それらの脚部４６、４７は、フ
ランジ４０の当接を維持するために、リム３８、３９を互いに締めるのに使用さ
れている。とはいえ、リム３８、３９には、十分な幅で対面するノッチ４８、４
９が設けられ、そのため、クリップ４５の中央コア部５０が、それを上流側に押
すことによって、その中に滑らすことができる。コア部５０は、したがって、コ
ア部５０とノッチ４８、４９の両側面５１、５２、５３、５４との間の当接によ
って、スペーサ１０２上でのリング１０３の角度移動を制限する。他の手段は、
これらの移動を止めるのに要求されることはなく、以前に使用されて、リムの孔
に滑り込まされるピンは、不必要となり、省略されている。

【００１９】 密閉パッキング５５が、そこでのシールを高めるために、当接面の位置で、リ
ム３９の１つにおいて切り取られた溝５６に挿入されることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の全体図である。

【図２】 図１の詳細図である。

【図３】 図２の部分の斜視図である。

【図４】 既に記載した従来技術を示している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ドウブネ，ピエール フランス国、77930・サン・ソブール・シ ユール・エコール、リユ・デトルリ、31 (72)発明者 ルタール，フロランス・イレーヌ・ノエル フランス国、77210・サモロー、リユ・ド ユ・ロシエ、22・ビス (72)発明者 ロドリゲス，ポール フランス国、91600・サビニー・シユー ル・オルジユ、アレ・ドウ・ラ・ジユネス テイエール、８ (72)発明者 ロセ，パトリス・ジヤン・マルク フランス国、77350・ル・メ・シユール・ セーヌ、アブニユ・ドウ・ビル・アケム、 519

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タービン構造（１０１）のスペーサ（１０２）を縁取りする
   タービンリング（１０３）間の接合であって、上流側に、互いに嵌め込まれるリ
   ングフック（３５）およびスペーサフック（３２）を、下流側に、当接してクリ
   ップ（４５）によって締めつけられるスペーサリム（３８）およびリングリム（
   ３９）と、前記リングとスペーサとに形成される軸方向保持のためのほぞ及びほ
   ぞ穴とを有する接合システムを備えており、、前記ほぞが、前記ほぞ穴に係合し
   、前記ほぞおよびほぞ穴が、当接状態で前記リムから上流側に位置されているこ
   とを特徴とする前記接合。
2. 【請求項２】 前記ほぞ穴が、前記スペーサの可撓性のあるタブ（４３）に
   よって境界が画定され、前記ほぞが、遊びのない状態で前記ほぞ穴に係合される
   ことを特徴とする請求項１に記載の接合。
3. 【請求項３】 前記スペーサリム（３８）および前記当接リム（３９）が、
   それらの長さの一部において当接しており、それらの長さの他の一部において遊
   びにより分離されていることを特徴とする請求項２に記載の接合。
4. 【請求項４】 前記リム（３８、３９）には、クリップ（４５）のコア部（
   ５０）を受け入れる互いに対面するノッチ（４８、４９）が設けられていること
   を特徴とする請求項３に記載の接合。
5. 【請求項５】 前記ほぞおよびほぞ穴が、スペーサとリングとによって境界
   が画定される内部チャンバ内に与えられていることを特徴とする請求項１から４
   のいずれか一項に記載の接合。
6. 【請求項６】 前記リングのフック（３５）が、前記スペーサのフック（３
   ２）を覆っていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の接合
   。