JP2581742B2 - ガスタービンエンジン用のフレームアセンブリイ - Google Patents
ガスタービンエンジン用のフレームアセンブリイInfo
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D9/00—Stators
- F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
- F01D9/04—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/16—Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
- F01D25/162—Bearing supports
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
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- F05D2230/60—Assembly methods
- F05D2230/64—Assembly methods using positioning or alignment devices for aligning or centring, e.g. pins
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- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
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- F05D2230/64—Assembly methods using positioning or alignment devices for aligning or centring, e.g. pins
- F05D2230/642—Assembly methods using positioning or alignment devices for aligning or centring, e.g. pins using maintaining alignment while permitting differential dilatation
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の背景］ 本発明はガスタービンエンジンのフレームに関し、特
にフレームを高温流路ガスから隔離するフェアリングに
関するものである。
にフレームを高温流路ガスから隔離するフェアリングに
関するものである。
ガスタービンエンジンにおいては、エンジンの軸方向
に沿って支持フレーム構造が設けられている。このよう
な支持構造は、通常タービン段、特に軸受支持体がター
ビン段間に設けられるところに必要である。フレーム構
造は、通常作動流体の流路を横切るフレーム支柱によっ
て連結された内側および外側殻体を有する。このような
フレーム構造がタービンのようなエンジンの高温部分に
設けられるとき、フレームを高温流路ガスから隔離する
ことが望ましい。
に沿って支持フレーム構造が設けられている。このよう
な支持構造は、通常タービン段、特に軸受支持体がター
ビン段間に設けられるところに必要である。フレーム構
造は、通常作動流体の流路を横切るフレーム支柱によっ
て連結された内側および外側殻体を有する。このような
フレーム構造がタービンのようなエンジンの高温部分に
設けられるとき、フレームを高温流路ガスから隔離する
ことが望ましい。
フレームの保護のために、中空翼形フェアリング支柱
によって連結された内側および外側流路壁を含むフェア
リングが設けられる。フェアリング支柱はフレーム支柱
を囲んで熱的な保護を行う。フレーム支柱を中空フェア
リング支柱で囲む構成のため、種々の製造および組立技
術が従来提案された。
によって連結された内側および外側流路壁を含むフェア
リングが設けられる。フェアリング支柱はフレーム支柱
を囲んで熱的な保護を行う。フレーム支柱を中空フェア
リング支柱で囲む構成のため、種々の製造および組立技
術が従来提案された。
１つの提案によれば、フェアリングは鋳造または他の
製造技術を使用して単一体構造として製造される。次い
でフレーム構造は、フェアリングを単一体のまゝに保持
しながらフェアリングに組立てられる。この代りに、別
の提案によれば、フレーム構造がまず単一体構造として
鋳造または他の製造技術によって製造される。次いでフ
ェアリングがそのフレームの周りに組立てられてフレー
ムに連結され、分離不能のアセンブリイとして構成され
る。
製造技術を使用して単一体構造として製造される。次い
でフレーム構造は、フェアリングを単一体のまゝに保持
しながらフェアリングに組立てられる。この代りに、別
の提案によれば、フレーム構造がまず単一体構造として
鋳造または他の製造技術によって製造される。次いでフ
ェアリングがそのフレームの周りに組立てられてフレー
ムに連結され、分離不能のアセンブリイとして構成され
る。
これらの従来技術の提案においては、製造コストが比
較的高く、組立てられた構造は複雑となる。フェアリン
グおよびフレームは分離不能となり、その結果、そのい
ずれかに損傷が生じたときフレームまたはフェアリング
の部分を修理することは困難である。
較的高く、組立てられた構造は複雑となる。フェアリン
グおよびフレームは分離不能となり、その結果、そのい
ずれかに損傷が生じたときフレームまたはフェアリング
の部分を修理することは困難である。
ガスタービンエンジンの各タービン段の一部分とし
て、一般にノズル案内ベーンが燃焼ガスをタービンに指
向しかつ入射角を修正してタービンを適切に駆動するた
めに設けられる。フレームおよびフェアリングがタービ
ンに隣接して設けられるとき、ノズル案内ベーンは一般
にフェアリングから軸方向に離間して配置され、それに
よりフェアリングから離間した軸方向の余分な部品とな
り、このためエンジンの長さが長くなり、重量が増加す
る。フェアリングは鋳造されるかまたは別の部品として
組立てられるので、従来フェアリングをノズル案内ベー
ンと一体化することは可能でなかった。
て、一般にノズル案内ベーンが燃焼ガスをタービンに指
向しかつ入射角を修正してタービンを適切に駆動するた
めに設けられる。フレームおよびフェアリングがタービ
ンに隣接して設けられるとき、ノズル案内ベーンは一般
にフェアリングから軸方向に離間して配置され、それに
よりフェアリングから離間した軸方向の余分な部品とな
り、このためエンジンの長さが長くなり、重量が増加す
る。フェアリングは鋳造されるかまたは別の部品として
組立てられるので、従来フェアリングをノズル案内ベー
ンと一体化することは可能でなかった。
したがって、本発明の目的はフェアリングを含む改良
したフレームアセンブリイを提供することにある。
したフレームアセンブリイを提供することにある。
本発明の別の目的は、従来技術の構造における製造お
よび組立ての問題を回避するフレームアセンブリイを提
供することにある。
よび組立ての問題を回避するフレームアセンブリイを提
供することにある。
本発明の別の目的は、製造およびタービンエンジンへ
の組立てが容易で、修繕およびサービスのために取外し
可能なフェアリングを有するフレームアセンブリイを提
供することにある。
の組立てが容易で、修繕およびサービスのために取外し
可能なフェアリングを有するフレームアセンブリイを提
供することにある。
本発明の別の目的は、タービンノズル部分と一体に形
成されて、ガスタービンエンジンの軸方向全長および重
量を減少するフェアリングを提供することにある。
成されて、ガスタービンエンジンの軸方向全長および重
量を減少するフェアリングを提供することにある。
本発明の別の目的は、フレームおよびフェアリングの
アセンブリイを、低コストで組立て容易にかつ交換また
は修理のためアクセス可能に製造する方法を提供するこ
とにある。
アセンブリイを、低コストで組立て容易にかつ交換また
は修理のためアクセス可能に製造する方法を提供するこ
とにある。
［発明の要約］ 本発明はガスタービンエンジン用のフレームアセンブ
リイを構成する。フレームアセンブリイは、環状フレー
ム構造に取付けて、フレーム構造を高温流路ガスから隔
離する環状フェアリング構造を含んでいる。フレーム構
造は半径方向支柱によって連結された内側および外側殻
体を含んでいる。環状フェアリング構造は内側殻体の半
径方向外側に位置する内側流路壁および外側殻体の半径
方向内側に位置する外側流路壁を含んでいる。これらの
流路壁はその間にガス流路を形成する。半径方向の中空
フェアリング支柱がフレーム支柱を囲む。環状フェアリ
ング構造は軸平面内で円周方向に分割され、前方および
後方フェアリング部分を有する。フレーム支柱の周りに
フェアリング構造を組立てるため、フェアリング部分間
に適当な機械的連結手段が設けられる。
リイを構成する。フレームアセンブリイは、環状フレー
ム構造に取付けて、フレーム構造を高温流路ガスから隔
離する環状フェアリング構造を含んでいる。フレーム構
造は半径方向支柱によって連結された内側および外側殻
体を含んでいる。環状フェアリング構造は内側殻体の半
径方向外側に位置する内側流路壁および外側殻体の半径
方向内側に位置する外側流路壁を含んでいる。これらの
流路壁はその間にガス流路を形成する。半径方向の中空
フェアリング支柱がフレーム支柱を囲む。環状フェアリ
ング構造は軸平面内で円周方向に分割され、前方および
後方フェアリング部分を有する。フレーム支柱の周りに
フェアリング構造を組立てるため、フェアリング部分間
に適当な機械的連結手段が設けられる。
本発明の１実施例によれば、フレームはフェアリング
とは別個に製造される。フェアリングは単一体として鋳
造または製造され、ついで機械加工により前方および後
方部分に分割される。この２つの部分はフレームの周り
に組立てられて機械的取付装置によって保持される。
とは別個に製造される。フェアリングは単一体として鋳
造または製造され、ついで機械加工により前方および後
方部分に分割される。この２つの部分はフレームの周り
に組立てられて機械的取付装置によって保持される。
本発明に特有の新規な特徴は特許請求の範囲に記載し
てある。本発明を、好ましい実施例について、別の目的
およびその利点とともに、添付図面を参照して以下詳細
に説明する。
てある。本発明を、好ましい実施例について、別の目的
およびその利点とともに、添付図面を参照して以下詳細
に説明する。
［好適実施例の説明］ 第１図には、空気を流路14を通ってエンジン内部に流
入させる入口12を含む典型的なガスタービンエンジン10
が簡略して示されている。空気は軸流−遠心圧縮機18お
よび燃焼器20を通り、燃料を燃焼させて高温燃焼ガスを
発生する。燃焼ガスは高圧タービン（HPT）24、次いで
低圧タービン（LPT）26を通って流れ、出口28から排出
される。
入させる入口12を含む典型的なガスタービンエンジン10
が簡略して示されている。空気は軸流−遠心圧縮機18お
よび燃焼器20を通り、燃料を燃焼させて高温燃焼ガスを
発生する。燃焼ガスは高圧タービン（HPT）24、次いで
低圧タービン（LPT）26を通って流れ、出口28から排出
される。
LPT26の各タービン段に関連してノズル案内ベーン30
が設けられており、該ノズル案内ベーン30は前段からの
燃焼ガスを次段のタービンブレードに指向し、入射角を
修正してLPT26を適切に駆動する。
が設けられており、該ノズル案内ベーン30は前段からの
燃焼ガスを次段のタービンブレードに指向し、入射角を
修正してLPT26を適切に駆動する。
HPT24とLPT26の第１段との間には、本発明の１実施例
によれば、タービンフレーム33の半径方向内端に主軸受
32が取付けられている。フレーム33はHPT24を圧縮機に
接続する主シャフトの後端を支持する。フレーム33は、
エンジンケーシング35の一部から半径方向内向きに伸び
る多数の円周方向に間隔をおいて配置されたフレーム支
柱34を有する。フェアリング36は支柱34を囲み、HPT24
からLPT26へ流路38を通って流れる高温流路ガスから支
柱34を隔離する。
によれば、タービンフレーム33の半径方向内端に主軸受
32が取付けられている。フレーム33はHPT24を圧縮機に
接続する主シャフトの後端を支持する。フレーム33は、
エンジンケーシング35の一部から半径方向内向きに伸び
る多数の円周方向に間隔をおいて配置されたフレーム支
柱34を有する。フェアリング36は支柱34を囲み、HPT24
からLPT26へ流路38を通って流れる高温流路ガスから支
柱34を隔離する。
従来技術によるフェアリングの構造およびそのフレー
ムとの組立てによれば、部品を分離不能とする複雑なア
センブリイであった。このため製造および組立てのコス
トが増加し、また修理が必要なときそれが困難であっ
た。
ムとの組立てによれば、部品を分離不能とする複雑なア
センブリイであった。このため製造および組立てのコス
トが増加し、また修理が必要なときそれが困難であっ
た。
第２図乃至第５図に示された好ましい実施例では、フ
ェアリング36はフレーム33とは独立に鋳造または他の方
法によって製造され、次いでフレーム上に設置されて所
定の位置に機械的に固定される。
ェアリング36はフレーム33とは独立に鋳造または他の方
法によって製造され、次いでフレーム上に設置されて所
定の位置に機械的に固定される。
本発明の好ましい実施例によれば、主シャフトの後端
を支持する環状フレーム33は、支柱34によって相互に連
結された（ケーシング35の一部である）外側殻体40およ
び内側殻体42を含んでいる。支柱34はガス流路38を横切
っており、このためフェアリング36が無ければ、LPT26
に入る高温ガスに接触する。フェアリング36はフレーム
33を保護するために設けられている。
を支持する環状フレーム33は、支柱34によって相互に連
結された（ケーシング35の一部である）外側殻体40およ
び内側殻体42を含んでいる。支柱34はガス流路38を横切
っており、このためフェアリング36が無ければ、LPT26
に入る高温ガスに接触する。フェアリング36はフレーム
33を保護するために設けられている。
フェアリング36は、内側殻体42の外側に離間して配置
された内側流路壁46、および外側殻体40の内側に離間し
て配置された外側流路壁48を含む。これらの流路壁46お
よび48は多数のフェアリング支柱50により連結されてい
る。第５図にもっともよく示されているように、各フェ
アリング支柱50は中空であって、弓形のＵ字状の前方部
分52を有する。支柱50の後方部分54もまたＵ字状であっ
て、前方部分52とともに翼形支柱を構成し、ノズル案内
ベーンとともに使用するベーンとして作用する。
された内側流路壁46、および外側殻体40の内側に離間し
て配置された外側流路壁48を含む。これらの流路壁46お
よび48は多数のフェアリング支柱50により連結されてい
る。第５図にもっともよく示されているように、各フェ
アリング支柱50は中空であって、弓形のＵ字状の前方部
分52を有する。支柱50の後方部分54もまたＵ字状であっ
て、前方部分52とともに翼形支柱を構成し、ノズル案内
ベーンとともに使用するベーンとして作用する。
第２図にもっともよく示されているように、フェアリ
ング36は、前方部分56および後方部分58よりなる２つの
相補的な部分で構成される。２つの部分は突合せ接触面
すなわち前方部分56の面60とそれに合わさる後方部分58
の対応する面62を有する。
ング36は、前方部分56および後方部分58よりなる２つの
相補的な部分で構成される。２つの部分は突合せ接触面
すなわち前方部分56の面60とそれに合わさる後方部分58
の対応する面62を有する。
両部分を一緒に固定するため、突合せタブが設けられ
ている。具体的に説明すると、前方部分56には、外側流
路壁48から半径方向外向きに突出する複数の円周方向に
間隔をおいて配置されたタブ66が設けられ、また内側流
路壁46から半径方向内向きに突出する複数のタブ68が設
けられる。対応するタブ66aおよび68aが同様に後方部分
58に設けられる。タブ66と66aならびに68と68aは、第３
図に示されているようにボルト70および72により、また
は他の機械的取付手段によって一緒に固定される。
ている。具体的に説明すると、前方部分56には、外側流
路壁48から半径方向外向きに突出する複数の円周方向に
間隔をおいて配置されたタブ66が設けられ、また内側流
路壁46から半径方向内向きに突出する複数のタブ68が設
けられる。対応するタブ66aおよび68aが同様に後方部分
58に設けられる。タブ66と66aならびに68と68aは、第３
図に示されているようにボルト70および72により、また
は他の機械的取付手段によって一緒に固定される。
フェアリング36を適切に位置決めするため、外側殻体
40から下向きに突出する複数の円周方向に間隔をおいて
配置されたタブ74が設けられ、これらのタブ74は第３図
および第８図に示されているように、外側流路壁48の後
部から上向きに突出する複数の円周方向に間隔をおいて
設置された対応するタブ76と係合する。これにより、フ
ェアリング36の心合せおよび円周方向位置決め、ならび
にフレーム構造に対するフェアリングの適切な軸方向位
置決めを行うことができる。しかしながら、フェアリン
グが半径方向のタブ74によって熱的に拘束されず、タブ
74がタブ76に対して相対的に半径方向に移動しうること
に注意されたい。このようにして、フレーム33およびフ
ェアリング36は互いに熱的に拘束されず、したがって部
品の寿命を長くする。
40から下向きに突出する複数の円周方向に間隔をおいて
配置されたタブ74が設けられ、これらのタブ74は第３図
および第８図に示されているように、外側流路壁48の後
部から上向きに突出する複数の円周方向に間隔をおいて
設置された対応するタブ76と係合する。これにより、フ
ェアリング36の心合せおよび円周方向位置決め、ならび
にフレーム構造に対するフェアリングの適切な軸方向位
置決めを行うことができる。しかしながら、フェアリン
グが半径方向のタブ74によって熱的に拘束されず、タブ
74がタブ76に対して相対的に半径方向に移動しうること
に注意されたい。このようにして、フレーム33およびフ
ェアリング36は互いに熱的に拘束されず、したがって部
品の寿命を長くする。
フレーム33は、フェアリング36とは完全に別々に製造
することができる。フェアリング36は単一体構造として
鋳造または製造することができる。次いでそれは機械加
工して前方部分56および後方部分58にすることができ
る。この２つの部分はフレーム33の周りに組立てられて
一緒にボルト止めされ、次いで組立てられたフェアリン
グ36はタブ74の近くの外殻40に適宜固定される。
することができる。フェアリング36は単一体構造として
鋳造または製造することができる。次いでそれは機械加
工して前方部分56および後方部分58にすることができ
る。この２つの部分はフレーム33の周りに組立てられて
一緒にボルト止めされ、次いで組立てられたフェアリン
グ36はタブ74の近くの外殻40に適宜固定される。
フェアリング36をフレーム33とは別に形成しうる結果
として、本発明はそれぞれ低いコストで製造することが
できる。さらに、フェアリング36を最初に単一体として
作り、次いでそれを分割することにより、突合せ接触さ
せる面60および62をほゞ完全に整合させることができ
る。このような整合により段部、肩部または他の起こり
うる不整合が回避される。そのような段部および肩部は
通常流路の性能を低下する。フェアリング部分56および
58をそれぞれ別個に作ることを避けることにより、その
ような損失はなくなる。
として、本発明はそれぞれ低いコストで製造することが
できる。さらに、フェアリング36を最初に単一体として
作り、次いでそれを分割することにより、突合せ接触さ
せる面60および62をほゞ完全に整合させることができ
る。このような整合により段部、肩部または他の起こり
うる不整合が回避される。そのような段部および肩部は
通常流路の性能を低下する。フェアリング部分56および
58をそれぞれ別個に作ることを避けることにより、その
ような損失はなくなる。
フェアリング部分56および58が機械的に一緒に取付け
られるので、フェアリング36自体はフレーム33から分解
可能で容易な修理および一層よいメンテンスが可能とな
る。しかして、いずれかの部分が修理、交換または取外
しを必要とするとき、分解が容易である。
られるので、フェアリング36自体はフレーム33から分解
可能で容易な修理および一層よいメンテンスが可能とな
る。しかして、いずれかの部分が修理、交換または取外
しを必要とするとき、分解が容易である。
第２図および第５図に示されるように、フェアリング
36を形成することに加えて、フェアリング支柱50（前方
部分52および後方部分54よりなる）の相互間にはノズル
案内ベーン80を配置することができる。フェアリング支
柱50の形状は全体的にベーン80と同じであり、このため
支柱50もまたベーン80のように作用する。
36を形成することに加えて、フェアリング支柱50（前方
部分52および後方部分54よりなる）の相互間にはノズル
案内ベーン80を配置することができる。フェアリング支
柱50の形状は全体的にベーン80と同じであり、このため
支柱50もまたベーン80のように作用する。
第２図に示す例では、12個のフェアリング支柱50（図
には３個のみを示す）および36個のベーン80（図は６個
のみを示す）が設けられ、隣り合う２個の支柱の間には
それぞれ３個のベーンが間隔おいて配置されている。こ
ゝで、ベーン80は支柱50より軸方向の長さが短いので、
支柱50が２つの部分52および54から作られて、その一方
の部分52がフェアリング前方部分56内にかつ他方の部分
54がフェアリング後方部分58内にあるけれども、ベーン
80は完全に一方の部分内に、たとえば第２図に示されて
いるようにフェアリング後方部分58内に形成することが
できることに注意されたい。
には３個のみを示す）および36個のベーン80（図は６個
のみを示す）が設けられ、隣り合う２個の支柱の間には
それぞれ３個のベーンが間隔おいて配置されている。こ
ゝで、ベーン80は支柱50より軸方向の長さが短いので、
支柱50が２つの部分52および54から作られて、その一方
の部分52がフェアリング前方部分56内にかつ他方の部分
54がフェアリング後方部分58内にあるけれども、ベーン
80は完全に一方の部分内に、たとえば第２図に示されて
いるようにフェアリング後方部分58内に形成することが
できることに注意されたい。
また、フェアリング支柱50自体は、第５図に示されて
いるように、必ずしも正確に半分に分割する必要はない
ことに注意されたい。この分割はベーン80の分割を避け
るように行って、比較的大きい部分を後方部分58内に形
成し、かつ比較的小さい部分を前方部分56内に形成し
て、両部分56および58を接合を容易にすると共にベーン
80を一方の部分内にのみ鋳造できるようにするのが好ま
しい。
いるように、必ずしも正確に半分に分割する必要はない
ことに注意されたい。この分割はベーン80の分割を避け
るように行って、比較的大きい部分を後方部分58内に形
成し、かつ比較的小さい部分を前方部分56内に形成し
て、両部分56および58を接合を容易にすると共にベーン
80を一方の部分内にのみ鋳造できるようにするのが好ま
しい。
また、この実施例において、12個のフェアリング支柱
が設けられているけれども、フレーム支柱６個しか設け
られていず、各フレーム支柱34は１つおきのフェアリン
グ支柱内に配置されていることに注意されたい。
が設けられているけれども、フレーム支柱６個しか設け
られていず、各フレーム支柱34は１つおきのフェアリン
グ支柱内に配置されていることに注意されたい。
フェアリング36とノズル案内ベーン80を単一のユニッ
トとして組合わせることにより、フェアリング36から離
間してノズル案内ベーンを配置するための別の軸方向部
分を設ける必要がなくなる。このようにして、ガスター
ビンエンジン10の軸方向の全長および重量を減少するこ
とができる。
トとして組合わせることにより、フェアリング36から離
間してノズル案内ベーンを配置するための別の軸方向部
分を設ける必要がなくなる。このようにして、ガスター
ビンエンジン10の軸方向の全長および重量を減少するこ
とができる。
以上、フェアリング36の製造を含めて本発明の好まし
い実施例と考えられるものを説明したが、別の製造方法
を用いて、フェアリング36を鋳造したときフェアリング
36における流路壁46および48の流路面の整列を確保する
こともできる。たとえば、フェアリング36を一つの完全
な単一体として鋳造し、次いでそれを機械加工して前方
および後方部分に分割する代わりに、第６図に示される
ような別の方法も使用することができる。具体的に説明
すると、前方部分86および一体の後方部分88を含む単一
体としてフェアリング84を鋳造し、その際に分割線90に
沿って局部的鋳込みタブ92により２つの部分86および88
を一緒に連結するようにする。次いで、たとえば放電加
工機械（EDM）を使用して金属のタブ92を除去すること
により２つの部分に分割する。このような鋳造部品を加
工するEDM法はこの分野の技術において公知であり、整
合した界面を備えた２つの部分86および88を形成するの
に有用であり、それにより段部のような均一な流路内の
妨害物を避けることができる。
い実施例と考えられるものを説明したが、別の製造方法
を用いて、フェアリング36を鋳造したときフェアリング
36における流路壁46および48の流路面の整列を確保する
こともできる。たとえば、フェアリング36を一つの完全
な単一体として鋳造し、次いでそれを機械加工して前方
および後方部分に分割する代わりに、第６図に示される
ような別の方法も使用することができる。具体的に説明
すると、前方部分86および一体の後方部分88を含む単一
体としてフェアリング84を鋳造し、その際に分割線90に
沿って局部的鋳込みタブ92により２つの部分86および88
を一緒に連結するようにする。次いで、たとえば放電加
工機械（EDM）を使用して金属のタブ92を除去すること
により２つの部分に分割する。このような鋳造部品を加
工するEDM法はこの分野の技術において公知であり、整
合した界面を備えた２つの部分86および88を形成するの
に有用であり、それにより段部のような均一な流路内の
妨害物を避けることができる。
フェアリング内における流路46および48すなわち流路
面の整列を確保する別の方法は、第７図に示されている
ように、フェアリング98の２つの部分すなわち前方部分
94および後方部分96を別々に鋳造することである。しか
しながら、この場合、鋳造は同じ鋳型で、できるだけ密
接して実施される。具体的に説明すると、フェアリング
98の前方部分94および後方部分96は、共通の鋳型100に
より鋳造される。２つの部分94および96が図示のように
別体として鋳造されるけれども、両者間に間隙102をお
いて、それらを同じ鋳型で同時に鋳造することにより、
歪みまたは真円からのずれを両部分において同じにする
ことができる。その結果、２つの部分が接合されると
き、それらは正確に整列した対応する整合した界面を有
し、流路を乱すような整合しない段部または肩部を避け
ることができる。
面の整列を確保する別の方法は、第７図に示されている
ように、フェアリング98の２つの部分すなわち前方部分
94および後方部分96を別々に鋳造することである。しか
しながら、この場合、鋳造は同じ鋳型で、できるだけ密
接して実施される。具体的に説明すると、フェアリング
98の前方部分94および後方部分96は、共通の鋳型100に
より鋳造される。２つの部分94および96が図示のように
別体として鋳造されるけれども、両者間に間隙102をお
いて、それらを同じ鋳型で同時に鋳造することにより、
歪みまたは真円からのずれを両部分において同じにする
ことができる。その結果、２つの部分が接合されると
き、それらは正確に整列した対応する整合した界面を有
し、流路を乱すような整合しない段部または肩部を避け
ることができる。
以上、本発明の好ましい実施例と考えられるものを説
明したが、他の実施例も本発明による教示から、この分
野の技術に通じた人々にとってなしうるものであり、し
たがって、特許請求の範囲の記載は本発明の真の精神お
よび範囲内にあるそれらすべての変形を包含するもので
ある。
明したが、他の実施例も本発明による教示から、この分
野の技術に通じた人々にとってなしうるものであり、し
たがって、特許請求の範囲の記載は本発明の真の精神お
よび範囲内にあるそれらすべての変形を包含するもので
ある。
第１図は高圧タービンと低圧タービンとの間に本発明の
一実施例によるフレームアセンブリイを設けたガスター
ビンエンジンの概略図である。 第２図はフレームアセンブリイのフレーム支柱の周りに
組立てる前のフェアリング構造の前方および後方部分を
示す分解斜視図である。 第３図はフレームアセンブリイのフェアリング支柱およ
びフレーム支柱の側面図である。 第４図は第３図の４−４線に沿う断面図である。 第５図はフェアリング支柱の翼型形状を示す第３図の５
−５線に沿う断面図である。 第６図は本発明の別の方法によって製造されたフェアリ
ング支柱の側面図である。 第７図はフェアリング構造の別の製造方法を示す第６図
に示されたものと同様な側面図である。 第８図は第３図の線８−８に沿って見た相互に係合する
タブの端面図である。 ［主な符号の説明］ 10……ガスタービンエンジン、24……高圧タービン、26
……低圧タービン、32……主軸受、33……フレーム、34
……フレームの支柱、35……ケーシング、36……フェア
リング、38……ガス流路、40……外側殻体、42……内側
殻体、46……内側流路壁、48……外側流路壁、50……フ
ェアリング、52……フェアリング支柱の前方部分、54…
…フェアリング支柱の後方部分、56……フェアリングの
前方部分、58……フェアリングの後方部分、60,62……
突合わさる面、66,66a,68,68a……タブ、70,72……ボル
ト、74,76……タブ、80……ノズル案内ベーン、84,98…
…フェアリング。
一実施例によるフレームアセンブリイを設けたガスター
ビンエンジンの概略図である。 第２図はフレームアセンブリイのフレーム支柱の周りに
組立てる前のフェアリング構造の前方および後方部分を
示す分解斜視図である。 第３図はフレームアセンブリイのフェアリング支柱およ
びフレーム支柱の側面図である。 第４図は第３図の４−４線に沿う断面図である。 第５図はフェアリング支柱の翼型形状を示す第３図の５
−５線に沿う断面図である。 第６図は本発明の別の方法によって製造されたフェアリ
ング支柱の側面図である。 第７図はフェアリング構造の別の製造方法を示す第６図
に示されたものと同様な側面図である。 第８図は第３図の線８−８に沿って見た相互に係合する
タブの端面図である。 ［主な符号の説明］ 10……ガスタービンエンジン、24……高圧タービン、26
……低圧タービン、32……主軸受、33……フレーム、34
……フレームの支柱、35……ケーシング、36……フェア
リング、38……ガス流路、40……外側殻体、42……内側
殻体、46……内側流路壁、48……外側流路壁、50……フ
ェアリング、52……フェアリング支柱の前方部分、54…
…フェアリング支柱の後方部分、56……フェアリングの
前方部分、58……フェアリングの後方部分、60,62……
突合わさる面、66,66a,68,68a……タブ、70,72……ボル
ト、74,76……タブ、80……ノズル案内ベーン、84,98…
…フェアリング。
Claims (20)
- 【請求項１】ガスタービンエンジン用のフレームアセン
ブリイであって、 内側殻体、外側殻体、および前記両殻体を連結しかつガ
ス流路を横切って位置ぎめされるフレーム支柱を含む環
状フレーム、ならびに前記フレームを高温流路ガスから
隔離するフェアリングを備え、 前記フェアリングが、ａ）前記内側殻体の半径方向外側
に位置する内側流路壁、ｂ）前記外側殻体の半径方向内
側に位置し、前記内側流路壁との間にガス流路を形成す
る外側流路壁、およびｃ）前記フレーム支柱を囲む半径
方向の中空フェアリング支柱を有し、 前記フェアリングが前方部分および後方部分に円周方向
に分割されていて、両部分が前記フレーム支柱の周りに
継手装置により組立てられている、ガスタービンエンジ
ン用のフレームアセンブリイ。 - 【請求項２】前記フェアリング支柱が翼形の形状を有す
る請求項１記載のフレームアセンブリイ。 - 【請求項３】前記フェアリング支柱がベーンの形状であ
って、タービンノズルの一部を形成している請求項２記
載のフレームアセンブリイ。 - 【請求項４】前記内側および外側流路壁間に半径方向に
延在し、かつ前記フェアリング支柱間に円周方向に間隔
をおいて配置された複数のノズルベーンを含んでいる請
求項３記載のフレームアセンブリイ。 - 【請求項５】前記ノズルベーンが完全に前記前方および
後方部分の一方のみに設けられている請求項４記載のフ
レームアセンブリイ。 - 【請求項６】前記ノズルベーンが前記フェアリングの後
方部分に設けられている請求項５記載のフレームアセン
ブリイ。 - 【請求項７】前記フェアリングの前方および後方部分
が、円周方向に間隔をおいて配置されかつ前記外側流路
壁から半径方向外向きに突出した対向する複数のタブを
含み、前記タブを連結して前記前方および後方部分を一
緒に固定する機械的取付装置を備えている請求項１記載
のフレームアセンブリイ。 - 【請求項８】前記前方部分の軸方向長さが前記後方部分
より短い請求項１記載のフレームアセンブリイ。 - 【請求項９】ガスタービンフレームに取付けて該フレー
ムを高温流路ガスから隔離するフェアリングアセンブリ
イであって、相互に合わさる環状の前方および後方部分
を備え、これらの各部分が、外壁、内壁、前記内壁およ
び外壁間に形成されるガス流路、前記内壁および外壁間
に半径方向に延在する複数の円周方向に間隔をおいて配
置された中空フェアリング支柱、ならびに前記前方およ
び後方部分を前記フレームの周りに一緒に合わさるよう
に固定する継手装置を含んでいる、エアリングアセンブ
リイ。 - 【請求項１０】前記前方および後方部分が互いに合わさ
って、これらの部分の内壁および外壁のそれぞれが互い
の間のずれによる肩部が生じないように互いに整合して
いる請求項９記載のフェアリングアセンブリイ。 - 【請求項１１】前記前方および後方部分の互いに合わさ
るフェアリング支柱が全体として翼形を形成する請求項
９記載のフェアリングアセンブリイ。 - 【請求項１２】前記内壁および外壁間に半径方向に延在
していて、前記フェアリング支柱と共に円周方向に間隔
おいて配置された複数のノズル案内ベーンを含んでいる
請求項11記載のフェアリングアセンブリイ。 - 【請求項１３】前記ノズル案内ベーンが前記前方および
後方部分の一方のみに設けられている請求項11記載のフ
ェアリングアセンブリイ。 - 【請求項１４】前記継手装置が、前記前方および後方部
分にそれぞれ対応して設けられかつこれらの部分の内壁
および外壁から半径方向に突出する円周方向に間隔をお
いて配置された複数のタブ、および前記タブを相互に接
続して前記前方および後方部分を一緒に固定する機械的
取付装置を有する請求項11記載のフェアリングアセンブ
リイ。 - 【請求項１５】ガスタービンフレームを高温流路ガスか
ら隔離するためのフェアリングを形成する方法であっ
て、 それぞれが外側ケーシング、内側ケーシング、および一
緒に合わさって半径方向の中空フェアリング支柱を構成
する対応部分を含む前方および後方部分を一体のアセン
ブリイとして形成し、前記一体のアセンブリイを前記前
方および後方部分に分離して、整合しない肩部が生じな
いように相互に合わさる接合面を形成し、前記前方およ
び後方部分を前記フレームに対して組立てて、フェアリ
ングを通る流路を形成すると共に前記フレームを該流路
から隔離させ、 前記前方および後方部分を一緒に取付ける、各工程を含
むフェアリング形成方法。 - 【請求項１６】前記前方および後方部分が単一体として
鋳造され、該単一体が前記前方および後方部分に分割さ
れる請求項15記載のフェアリング形成方法。 - 【請求項１７】前記前方および後方部分が単一体として
鋳造されて、局部的タブによりこれらの２つの部分が分
割線に沿って連結されている請求項15記載のフェアリン
グ形成方法。 - 【請求項１８】放電加工を使用して前記単一体が分割さ
れる請求項17記載のフェアリング形成方法。 - 【請求項１９】前記前方および後方部分を同じ鋳型内で
密接した別々の２つの部分として鋳造することにより、
歪みまたは真円からのずれが両部分において同じになる
ようにした請求項15記載のフェアリング形成方法。 - 【請求項２０】前記フェアリング支柱間に配置される半
径方向のノズル案内ベーンを前記前方および後方部分の
少なくとも一方に形成する工程を含む請求項15記載のフ
ェアリング形成方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/082,409 US4793770A (en) | 1987-08-06 | 1987-08-06 | Gas turbine engine frame assembly |
| US82,409 | 1987-08-06 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6441621A JPS6441621A (en) | 1989-02-13 |
| JP2581742B2 true JP2581742B2 (ja) | 1997-02-12 |
Family
ID=22171032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63082409A Expired - Fee Related JP2581742B2 (ja) | 1987-08-06 | 1988-04-05 | ガスタービンエンジン用のフレームアセンブリイ |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4793770A (ja) |
| JP (1) | JP2581742B2 (ja) |
| CA (1) | CA1284588C (ja) |
| DE (1) | DE3810600C2 (ja) |
| FR (1) | FR2619161B1 (ja) |
| GB (1) | GB2207707B (ja) |
| IT (1) | IT1216546B (ja) |
| SE (1) | SE8801248D0 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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