JP3324256B2 - タービン静翼の組立方法 - Google Patents

タービン静翼の組立方法

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JP3324256B2
JP3324256B2 JP01043394A JP1043394A JP3324256B2 JP 3324256 B2 JP3324256 B2 JP 3324256B2 JP 01043394 A JP01043394 A JP 01043394A JP 1043394 A JP1043394 A JP 1043394A JP 3324256 B2 JP3324256 B2 JP 3324256B2
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伸也 田尾
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石川島播磨重工業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、タービン静翼の組立方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図5・図6は、ジェットエンジンなどの
ガスタービンエンジンの一例を示すものである。
【0003】筒状のエンジン本体1の軸心位置に低圧圧
縮機駆動軸2を回転自在に配設し、該低圧圧縮機駆動軸
2の先端に低圧圧縮機3を取付けると共に、低圧圧縮機
駆動軸2の後端に低圧タービン4を取付ける。
【0004】低圧圧縮機駆動軸2の中間部外周に中空の
高圧圧縮機駆動軸5を回転自在に外嵌し、該高圧圧縮機
駆動軸5の先端に高圧圧縮機6を取付けると共に、高圧
圧縮機駆動軸5の後端に高圧タービン7を取付け、更
に、エンジン本体1内部の高圧圧縮機6と高圧タービン
7との中間位置に燃焼器8を設ける。
【0005】又、低圧圧縮機3先端のディスク9にエン
ジン本体1よりも外方へ突出する低圧圧縮機動翼10を
取付けると共に、エンジン本体1の外周に低圧圧縮機動
翼10を囲む外筒11を配設し、エンジン本体1と外筒
11との間にファン出口案内翼12を設ける。
【0006】尚、13は空気、14は燃焼器8で発生さ
れた燃焼ガス、15はエンジン本体1と外筒11との間
に形成されるバイパス通路、16は高圧タービン7の高
圧タービン動翼、17は高圧タービン静翼である。
【0007】そして、エンジン本体1内部に設けられた
燃焼器8に燃料を供給し、該燃料に空気13を混合して
燃焼させる。
【0008】すると、燃焼器8で燃焼により発生した燃
焼ガス14は、エンジン本体1内部を後方へ向かって流
れ、燃焼器8の後方に設けられた高圧タービン7及び低
圧タービン4を回転し、その後、エンジン本体1後部か
ら噴射されて推力が発生されるようになっている。
【0009】そして、低圧タービン4が回転されると、
低圧圧縮機駆動軸2を介して低圧圧縮機3が駆動され、
低圧圧縮機3のディスク9に取付けられた低圧圧縮機動
翼10が回転して空気13が外筒11へ吸入され、吸入
された空気13のうちの一部がエンジン本体1内部へ導
入されて低圧タービン4で圧縮される。
【0010】低圧タービン4で圧縮された空気13は、
高圧タービン7の回転により高圧圧縮機駆動軸5を介し
て駆動される高圧圧縮機6によって高圧に圧縮される。
【0011】高圧タービン7で圧縮された空気13は、
燃焼器8へ入って、前述のように燃料の燃焼に使用され
る。
【0012】一方、低圧圧縮機動翼10によって外筒1
1内へ導入された残りの空気13は、エンジン本体1と
外筒11との間のバイパス通路15を流れ、ファン出口
案内翼12によって整流された後、外筒11後部から噴
射されて推力が発生されるようになっている。
【0013】そして、最も温度条件の厳しい燃焼器8出
口部に置かれた高圧タービン静翼17は、図7〜図10
に示すように、翼形状をした中空多孔状のノズル18の
両端部に、エンジン本体1側や高圧圧縮機駆動軸5側へ
取付固定するためのアウタバンド19とインナバンド2
0を備えたタービン静翼本体21を設け、該タービン静
翼本体21のアウタバンド19における、ノズル中空部
32の開口31の周囲に冷却用溝部22を形成し、アウ
タバンド19に冷却用溝部22を覆う多孔状のクーリン
グプレート23を溶接固定すると共に、ノズル中空部3
2へ中空多孔状のインサート24を挿入して、インサー
ト24の端部とアウタバンド19の開口31部分を溶接
固定した構造を備えている。
【0014】尚、図中、25はノズル18に形成された
ノズル孔、26はアウタバンド19に形成されたノズル
孔、27はクーリングプレート23に形成されたノズル
孔、28はインサート24に形成されたノズル孔、29
はアウタバンド19とクーリングプレート23の外縁部
33及び内縁部34との溶接部、30はノズル18の開
口31部分とインサート24との溶接部である。
【0015】上記構造の高圧タービン静翼17に対し、
空気13は、図6に示すように、アウタバンド19側と
インナバンド20側からノズル18内に設けたインサー
ト24の内部へ入り、インサート24に形成されたノズ
ル孔28から吹出してノズル18の内面を衝突冷却す
る。
【0016】ノズル18の内面を衝突冷却した空気13
は、その後、ノズル18に形成されたノズル孔25から
ノズル18外部へ噴射され、ノズル18の外周に沿って
膜状に流れ、ノズル18を膜冷却する。
【0017】又、アウタバンド19側で、空気の一部
は、クーリングプレート23に形成されたノズル孔27
から、アウタバンド19に形成された冷却用溝部22へ
入り、冷却用溝部22を膜冷却すると共に、アウタバン
ド19に形成されたノズル孔26からノズル18外部へ
向けて噴射され、ノズル18の外周を膜冷却する。
【0018】尚、ノズル18やインサート24等は、ニ
ッケル基耐熱合金などの材料を使用しているが、高温の
燃焼ガス14に直接さらされることになるノズル18
は、高温クリープ強度が高くなるよう、即ち、高温下で
材料を構成する結晶間にひびが入ることのないように、
特に、単結晶化したニッケル基耐熱合金を使用してい
る。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記単
結晶材料を使用したノズル18には、クーリングプレー
ト23やインサート24が直接溶接固定される構造とな
っているので、溶接の際にノズル18が熱影響を受けて
材質に変化を生じ単結晶性が部分的に破壊されるという
問題があった。
【0020】本発明は、上述の実情に鑑み、ノズルに熱
影響を与えることなく組立て得るようにしたタービン静
翼の組立方法を提供することを目的とするものである。
【0021】
【課題を解決するための手段】本発明は、翼形状をした
中空多孔状のノズルの両端部に取付固定用のアウタバン
ドとインナバンドを備えて成るタービン静翼本体に対
し、前記アウタバンドにおけるノズル中空部の開口の回
りに形成された冷却用溝部を覆うように多孔状のクーリ
ングプレートを固定し、且つ該クーリングプレートに前
記ノズル中空部へ挿入した中空多孔状のインサートを溶
接固定するタービン静翼の組立方法であって、前記アウ
タバンドにクーリングプレートをロー付け固定にすると
共に、クーリングプレートの前記開口に沿う内縁部を外
方に折曲げてリップ部を形成することにより該リップ部
にインサートを溶接固定し、前記ノズルに熱影響を与え
ることがないよう構成することを特徴とするタービン静
翼の組立方法にかかるものである。
【0022】
【作用】本発明の作用は以下の通りである。
【0023】タービン静翼本体のアウタバンドにおける
冷却用溝部を覆うようにアウタバンドに多孔状のクーリ
ングプレートをロー付け固定すると共に、クーリングプ
レートに形成したリップ部にノズル中空部へ挿入したイ
ンサートを溶接固定するので、ノズルに熱影響を与える
ことなくタービン静翼を組立てることができ、結果的に
ノズルが単結晶材である場合でもノズルの単結晶性を破
壊することを防止し得る。
【0024】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。
【0025】図1〜図4は、本発明の一実施例である。
【0026】尚、ジェットエンジン自体の基本的な構成
は図5・図6のものと同じなので、必要に応じて図5・
図6を参照する。
【0027】図7〜図10に示すように、翼形状をした
中空多孔状のノズル18の両端部に、エンジン本体1側
や高圧圧縮機駆動軸5側へ取付固定するためのアウタバ
ンド19とインナバンド20を備えたタービン静翼本体
21を設け、該タービン静翼本体21のアウタバンド1
9に対し、ノズル18の開口31の周囲に冷却用溝部2
2を形成し、アウタバンド19に冷却用溝部22を覆う
多孔状のクーリングプレート23をロー付け固定する。
【0028】又、前記ノズル18のノズル中空部32へ
中空多孔状のインサート24を挿入し、クーリングプレ
ート23の前記開口31に沿う内縁部34を折曲げて形
成したリップ部35に、インサート24を溶接固定し
て、高圧タービン静翼17を構成する。
【0029】尚、図中、25はノズル18に形成された
ノズル孔、26はアウタバンド19に形成されたノズル
孔、27はクーリングプレート23に形成されたノズル
孔、28はインサート24に形成されたノズル孔、36
はアウタバンド19とクーリングプレート23とのロー
付け部、37はクーリングプレート23の内縁部34と
インサート24との溶接部37である。
【0030】又、ノズル18やインサート24等は、ニ
ッケル基耐熱合金などの材料を使用し、高温の燃焼ガス
14に直接触れることになるノズル18は、高温クリー
プ強度が高くなるよう、即ち、高温下で材料の結晶間に
ひびが入ることのないように、特に、単結晶化したニッ
ケル基耐熱合金を使用する。
【0031】上記構造の高圧タービン静翼17に対し、
空気13は、アウタバンド19側とインナバンド20側
からノズル18内に設けたインサート24の内部へ入
り、インサート24に形成されたノズル孔28から吹出
してノズル18の内面を衝突冷却する。
【0032】ノズル18の内面を衝突冷却した空気13
は、その後、ノズル18に形成されたノズル孔25から
ノズル18外部へ噴射され、ノズル18の外周に沿って
膜状に流れノズル18を膜冷却する。
【0033】又、アウタバンド19側で、空気の一部
は、クーリングプレート23に形成されたノズル孔27
から、アウタバンド19に形成された冷却用溝部22へ
入り、冷却用溝部22を膜冷却すると共に、アウタバン
ド19に形成されたノズル孔26からノズル18外部へ
向けて噴射され、ノズル18の外周を膜冷却する。
【0034】ここで、高温の燃焼ガス14に直接触れる
ことになるノズル18は、高温クリープ強度が高くなる
よう、即ち、高温下で材料の結晶間にひびが入ることの
ないように、特に、単結晶化したニッケル基耐熱合金を
使用されているが、本発明では、単結晶のノズル18に
対して、クーリングプレート23を熱影響の少ないロー
付けによって固定し、クーリングプレート23に形成し
たリップ部35にインサート24を溶接固定するように
しているので、ノズル18が熱影響を受けて単結晶性を
破壊されることなくタービン静翼本体21を組立ること
ができる。
【0035】尚、本発明は、上述の実施例にのみ限定さ
れるものではなく、低圧タービン翼に対しても適用し得
ること、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。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のタービン
静翼の組立方法によれば、タービン静翼本体のアウタバ
ンドにおける冷却用溝部を覆うようにアウタバンドに多
孔状のクーリングプレートをロー付け固定すると共に、
クーリングプレートに形成したリップ部にノズル中空部
へ挿入したインサートを溶接固定するので、ノズルに熱
影響を与えることなくタービン静翼を組立てることがで
き、結果的にノズルが単結晶材である場合でもノズルの
単結晶性を破壊することを防止し得るという優れた効果
を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の一部破断した側面図であ
る。
【図2】図1のII−II矢視図である。
【図3】図2のIII−III矢視図である。
【図4】図1の部分拡大図である。
【図5】ジェットエンジンの概略側方断面図である。
【図6】図5の部分拡大図である。
【図7】従来例の一部破断した側面図である。
【図8】図7のVIII−VIII矢視図である。
【図9】図8のIX−IX矢視図である。
【図10】図7の部分拡大図である。
【符号の説明】 18 ノズル 19 アウタバンド 20 インナバンド 21 タービン静翼本体 22 冷却用溝部 23 クーリングプレート 24 インサート 31 開口 32 ノズル中空 34 内縁部 35 リップ部 36 ロー付け部 37 溶接部

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 翼形状をした中空多孔状のノズルの両端
    部に取付固定用のアウタバンドとインナバンドを備えて
    成るタービン静翼本体に対し、前記アウタバンドにおけ
    るノズル中空部の開口の回りに形成された冷却用溝部を
    覆うように多孔状のクーリングプレートを固定し、且つ
    該クーリングプレートに前記ノズル中空部へ挿入した中
    空多孔状のインサートを溶接固定するタービン静翼の組
    立方法であって、前記アウタバンドにクーリングプレー
    トをロー付け固定にすると共に、クーリングプレートの
    前記開口に沿う内縁部を外方に折曲げてリップ部を形成
    することにより該リップ部にインサートを溶接固定し、
    前記ノズルに熱影響を与えることがないよう構成する
    とを特徴とするタービン静翼の組立方法。
JP01043394A 1994-02-01 1994-02-01 タービン静翼の組立方法 Expired - Lifetime JP3324256B2 (ja)

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