JP2010065701A - 圧縮機方形基部ステータ用の装着ピン及びその使用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機方形基部ステータ用の装着ピン及びその使用方法を提供する。
【解決手段】装着ピンが、端部部分を有し、またベーンが、その中にカットアウトを備えた基部を有し、装着ピンの端部部分は、ベーンの基部内におけるカットアウトの壁部分と係合し、それによって特定の方向における該ベーンのあらゆる移動を阻止する。
【選択図】 図４

Description

本明細書に開示した主題は、ガスタービンエンジンに関し、より具体的には、方形基部ベーンの底面内に形成されたカットアウトと組合せて使用して、該ベーンをガスタービンエンジンの圧縮機ケース内で所定位置に固定するための装着ピンに関する。

幾つかの方形基部ステータベーン又は翼形部は一般的に、圧縮機ケーシング内の切欠き部を通して該ケーシング内に円周方向に装着される。翼形部に作用する空気力学的荷重のために、ステータは一般に、前方から後方に見た（ＦＬＡ）時に反時計（ＣＣＷ）方向にケーシング内に装着される。これらのステータは本質的に、該ステータのいずれも何らかの別個の物理的手段によってケーシング内で所定位置に固定されない状態で円周方向に積重なるので、累積空気力学的荷重もまた、ＣＣＷ方向に増大する。現在のところ、ケーシングの両半体内に装着された多数のベーンに対する制限は、全く行われていない。つまり、上部ケーグシン半体内のステータベーンの全ては、上部ケーグシン半体左側接合部（ＦＬＡに見た時の）におけるベーン上に詰込み装着されることになる。同様に、下部ケーグシン半体内のベーンの全ては、下部ケーグシン半体右側接合部（ＦＬＡに見た時の）におけるベーン上に詰込み装着されることになる。ステータベーンについてのひずみゲージ試験データによると、振動応答は、最高累積荷重を有するベーンにおいて最も高くなることを示している。圧縮機ケーシングの上部半体の場合には、それは、上部及び下部ケーシング半体間の左側接合部（ＦＬＡに見た時の９時の位置）におけるベーンである。最も低い振動応答は、最低累積荷重を有するベーンにおいて生じる。圧縮機ケーシングの上部半体の場合には、それは、上部及び下部ケーシング半体間の右側接合部（ＦＬＡに見た時の３時の位置）におけるベーンである。さらに、この試験データは、振動応答レベルが、ＣＣＷ方向に線形に増大することを示した。

本発明の１つの態様によると、装着ピンが、端部部分を有し、またベーンが、その中にカットアウトを備えた基部を有し、装着ピンの端部部分は、ベーンの基部内におけるカットアウトの壁部分と係合し、それによって特定の方向における該ベーンのあらゆる移動を阻止する。

本発明の別の態様によると、端部部分を有する装着ピンが準備され、その中にカットアウトを備えた基部を有するベーンが準備され、またケーシングの壁を貫通して装着ピンを設置して、該装着ピンの端部部分がベーンの基部内におけるカットアウトの壁部分と係合し、それによって特定の方向における該ベーンのあらゆる移動を阻止するようにする。

これらの及びその他の利点及び特徴は、図面と関連させてなした以下の説明から一層明らかになるであろう。

本発明と見なされる主題は、本明細書と共に提出した特許請求の範囲において具体的に指摘しかつ明確に特許請求している。本発明の上記の及びその他の目的、特徴及び利点は、添付図面と関連させてなした以下の詳細な説明から明らかである。

本発明の実施形態による、カットアウトを備えた方形基部を有するベーンの斜視図。 本発明の実施形態による装着ピンの斜視図。 複数ベーンのうちの周期的ベーンが図２の装着ピンによって所定位置に固定された状態になった、複数の図１のベーンを有する圧縮機ケーシングの前面（前方から後方を見た）図。 圧縮機ケーシングを貫通して図１のベーンに係合し、それによって該ベーンを圧縮機ケーシング内で所定位置に固定した図２の装着ピンのより詳細図。

この詳細な説明は、図面を参照しながら実施例によって、その利点及び特徴と共に本発明の実施形態を説明する。

図１を参照すると、ここに斜視図で示しているのは、方形形状をした基部部分１０２を有するベーン１００（例えば、ステータベーン又はその他のタイプのベーン）である。本発明の実施形態によると、基部１０２は、その中に形成されたカットアウト１０４を有し、このカットアウト１０４は、方形又は矩形の形状のものである。しかしながら、ステータ基部１０２についての他の形状及びカットアウト１０４についての他の形状も、本発明の実施形態として意図している。

図２を参照すると、ここに斜視図で示しているのは、発明の実施形態による装着ピン１１０である。ピン１１０は、六角頭部１１２、フランジ１１４、ネジ部分１１８、及び滑らかな外表面を備えた端部部分１１８を含み、この滑らかな外表面は、突条すなわちネジが切られていない状態になっている。しかしながら、ピン１１０についての他の形状並びに頭部１１２、フランジ１１４、ネジ部分１１８及び端部部分１１８についての他の形状も、本発明の実施形態として意図している。

図３を参照すると、ここに示しているのは、ガスタービンエンジンの一部とすることができる圧縮機のケーシング１２０の一部分である。図３のケーシング１２０は、該ケーシング１２０の内表面内に設けられた溝に円周方向に設置された複数の図１のステータベーン１００を有するものとして図示している。一般的に、ケーシングは、上部半体と下部半体とに分割され、ステータベーン１００は、反時計（ＣＣＷ）方向に圧縮機ケーシング１２０の各半体内に装着される。しかしながら、代わりに時計（ＣＷ）方向に圧縮機ケーシング１２０の各半体内に装着したステータベーン１００もまた、本発明の実施形態として意図している。図３はまた、ケーシング１２０の外周の周りで特定の半径方向位置において間隔を置いて配置された装着ピン１１０の幾つかを示している。ケーシング１２０の周りのそれらの位置において、各装着ピン１１０は、ケーシング１２０の対応する孔内に螺合されて、該装着ピン１１０をケーシングに固定すると同時に、装着ピン１１０の端部部分１１８は、ケーシング１２０内部に突出しかつステータベーン１００の基部１０２におけるカットアウト１０４に係合する。このことは、図４においてより明瞭に見ることができ、図４は、どのようにして装着ピン１１０の端部部分１１８がカットアウト１０４の壁部分１２２と係合しかつそれによって圧縮機ケーシング１２０内での装着ピン１１０を越える該ステータベーン１００のあらゆるＣＣＷ移動を防止するかを示している。本発明の実施形態による固定ステータベーン１００はまた、該固定ステータベーン１００の背後に（図３の前方から後方の方向を見た場合における固定ベーン１００から時計方向に見て）設置されたステータベーン１００のあらゆる移動を、それらのベーンが該固定ステータベーン１００の背後に詰込み装着される（積重なる）ので、阻止する。

図３で解るように、幾つかの装着ピン１１０を使用して、ケーシング１２０の各半体内において該ケーシング１２０の外周の周りの間隔を置いた位置で対応するステータベーン１００を圧縮機ケーシング１２０内の所定位置に固定することによって、該圧縮機ケーシング１２０の上部及び下部半体の両方内における該ステータベーン１００の空気力学的円周方向荷重作用が減少する。このことが、もはやケーシング１２０の上部半体内のステータベーン１００及び該ケーシング１２０の下部半体内のステータベーン１００が、上述した従来技術における場合のようには各ケーシング半体内で互いにその全てが全体として背後に積重なるようにならない理由である。それどころか、今やより少ない数のベーン１００が各ケーシング半体内で互いに背後に積重なり、それによってステータベーン１００の空気力学的円周方向荷重作用を低下させる。本発明の実施形態は、装着ピン１１０及びステータベーンカットアウト１０４機構は現場において既存の圧縮機ステータベーン１００に改造を加えることができるという、またそれらの機構は工場で組立てる新規ガスタービンエンジンに対するものに限定されないという更なる利点を有する。

限られた数の実施形態のみに関して本発明を詳細に説明してきたが、本発明がそのような開示した実施形態に限定されるものではないことは、容易に理解される筈である。むしろ、本発明は、これまで説明していないが本発明の技術思想及び技術的範囲に相応するあらゆる数の変形、変更、置換え又は均等な構成を組込むように改良することができる。さらに、本発明の様々な実施形態について説明してきたが、本発明の態様は説明した実施形態の一部のみを含むことができることを理解されたい。従って、本発明は、上記の説明によって限定されるものと見なすべきでなく、本発明は、特許請求の範囲の技術的範囲によってのみ限定される。

１００ ベーン
１０２ 基部
１０４ カットアウト
１１０ 装着ピン
１１２ 六角頭部
１１４ フランジ
１１６ ネジ部分
１１８ 端部部分
１２０ ケーシング
１２２ 壁部分

Claims (10)

1. 端部部分を有する装着ピンと、
   その中にカットアウトを備えた基部を有するベーンと、を含み、
   前記装着ピンの端部部分が、前記ベーンの基部内における前記カットアウトの壁部分と係合し、それによって特定の方向における該ベーンのあらゆる移動を阻止する、
   装置。
2. 円周ケーシングをさらに含み、
   複数の前記ベーンが、前記ケーシングの内周に近接して配置され、
   複数の前記装着ピンが、周期的半径方向位置において前記ケーシングの壁を貫通して配置され、
   前記複数の装着ピンの各々の端部部分が、該装着ピンの各周期的半径方向位置において前記対応するベーンの基部内における前記カットアウトの壁部分と係合して、該対応するベーンを所定位置に固定しかつ前記対応する固定ベーンのあらゆる移動及び該固定ベーンに隣接して配置された前記複数ベーンのうちの他のベーンの該隣接する固定ベーンに遭遇した後における前記ケーシングの内周に沿った特定の方向におけるあらゆる移動を防止する、
   請求項１記載の装置。
3. 前記装着ピンの各々が、前記ケーシングの壁を貫通して螺合される、請求項２記載の装置。
4. 前記装着ピンが、ケーシングの壁を貫通して配置される、請求項１記載の装置。
5. 前記ケーシングが、ガスタービンエンジン用の圧縮機の一部分を含む、請求項４記載の装置。
6. 前記装着ピンが、前記圧縮機の壁を貫通して螺合される、請求項５記載の装置。
7. 端部部分を有する装着ピンを準備するステップと、
   その中にカットアウトを備えた基部を有するベーンを準備するステップと、
   ケーシングの壁を貫通して前記装着ピンを設置して、該装着ピンの端部部分が前記ベーンの基部内における前記カットアウトの壁部分と係合し、それによって特定の方向における該ベーンのあらゆる移動を阻止するようにするステップと、
   を含む方法。
8. 前記ケーシングの壁を貫通して前記装着ピンを設置するステップが、前記ケーシングの壁を貫通して前記装着ピンを螺合するステップをさらに含む、請求項７記載の方法。
9. 前記ケーシングが円形である、請求項７または８記載の方法。
10. ケーシングと、
    その各々が端部部分を有しかつ前記ケーシングの外周の周りで所定の半径方向位置に配置された複数の装着ピンと、
    前記ケーシングの内周の周りに配置されかつその各々がその中にカットアウトを備えた基部を有する複数のベーンと、を含み、
    各前記装着ピンの端部部分が、前記複数ベーンのうちの対応するベーンの基部内における前記カットアウトの壁部分と係合し、それによって特定の方向における該対応するベーンのあらゆる移動を阻止する、
    装置。

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